專利名稱：改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼前鐵水爐外機(jī)械攪拌脫硫的鐵水容器，具體地指一種適用于鐵水KR攪拌脫硫的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐。
背景技術(shù)：
KR (Kambara Reactor)攪拌脫硫法是日本新日鐵于1963年開(kāi)始研究，1965年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種鐵水爐外脫硫技術(shù)。這種脫硫方法是以一個(gè)外襯耐火材料的十字形葉片結(jié)構(gòu)攪拌器浸入鐵水罐內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)鐵水使其產(chǎn)生旋渦，同時(shí)經(jīng)過(guò)稱量的脫硫劑由給料器加入到鐵水表面，脫硫劑被旋渦卷入鐵水中，與高溫鐵水混合、反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的。 該脫硫方法通過(guò)漂浮于鐵水液面上脫硫劑的卷吸循環(huán)混合，實(shí)現(xiàn)脫硫劑與鐵水的循環(huán)接觸脫硫冶金反應(yīng)，具有脫硫劑接觸反應(yīng)時(shí)間充分，脫硫效率高，脫硫劑消耗少，作業(yè)時(shí)間短，金屬耗損低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的推廣應(yīng)用。KR攪拌脫硫過(guò)程中鐵水的流動(dòng)狀態(tài)分為攪拌中心強(qiáng)制渦流區(qū)和該區(qū)以外的自由渦流區(qū)。其中，強(qiáng)制渦流區(qū)由于沒(méi)有液體微元之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為不良混合區(qū)；自由渦流區(qū)由于循環(huán)運(yùn)動(dòng)引起了液體微元之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到了混合分散的作用，為充分混合區(qū)。擴(kuò)展攪拌自由渦流區(qū)、縮小強(qiáng)制渦流區(qū)是提高脫硫效果的有效途徑。在實(shí)際生產(chǎn)中，強(qiáng)制渦流區(qū)半徑與攪拌器葉輪半徑之比近似為0. 7，攪拌葉片有效攪拌面積僅為30%，因而，鐵水KR 攪拌脫硫傳輸動(dòng)力學(xué)機(jī)制是局域卷吸混合、徑向剪切分散?，F(xiàn)有的技術(shù)研究主要為改進(jìn)攪拌器結(jié)構(gòu)、攪拌葉片形狀以及攪拌工藝方面，并有多項(xiàng)專利產(chǎn)生。然而，對(duì)于自浮顆粒脫硫劑在鐵水中的攪拌卷吸循環(huán)混合的鐵水機(jī)械攪拌脫硫，其攪拌混合空間由攪拌器與鐵水罐共同組成，攪拌脫硫鐵水罐的結(jié)構(gòu)形狀同樣顯著地影響著攪拌過(guò)程中鐵水和脫硫劑的混合流動(dòng)狀態(tài)。目前通常采用的鐵水罐為普通圓形截面鐵水罐，盡管改進(jìn)攪拌器結(jié)構(gòu)以及攪拌葉片形狀能夠起到改善攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件的一定作用，但強(qiáng)制渦流區(qū)的存在，一定程度上制約了機(jī)械攪拌脫硫效果的進(jìn)一步提升。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，以改善鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件，提高鐵水機(jī)械攪拌脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，包括金屬罐殼，所述金屬罐殼的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯。所述金屬罐殼的罐身部位由耐火材料罐襯形成的內(nèi)空橫截面為橢圓形截面或長(zhǎng)圓形截面。進(jìn)一步地，為使鐵水罐的攪拌混合空間更為合理，當(dāng)金屬罐殼的罐身部位由罐襯形成的內(nèi)空橫截面為橢圓形截面時(shí)，其截面的橢圓度Tu1 = 10 20%，其中，Tu1 = 2(長(zhǎng)軸 br短軸 )/(長(zhǎng)軸bA短軸ai) X 100% ；當(dāng)罐殼的罐身部位由罐襯形成的內(nèi)空橫截面為長(zhǎng)圓形截面時(shí)，其截面的橢圓度Tu2 = 20 40%。其中，Tu2 = 2(長(zhǎng)軸132-短軸32)/(長(zhǎng)軸 ID2+短軸 ει2) X 100%。[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計(jì)的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐通過(guò)鐵水罐罐身部位耐火材料罐襯內(nèi)空橫截面為橢圓形截面或長(zhǎng)圓形截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在沿鐵水罐中心插入攪拌器的實(shí)際生產(chǎn)工藝條件下，使鐵水罐耐火材料罐襯內(nèi)壁對(duì)攪拌流場(chǎng)產(chǎn)生周期性干擾，使攪拌漩渦中心偏離攪拌器軸心，可有效遏制攪拌中心強(qiáng)制渦流區(qū)的形成與發(fā)展，顯著擴(kuò)展自由渦流區(qū)體積，提高脫硫劑卷吸循環(huán)量。通過(guò)脫硫劑偏離攪拌軸心的卷入循環(huán)，增強(qiáng)了攪拌器葉片對(duì)卷入脫硫劑的沖擊分散作用，顯著改善了脫硫劑在鐵水中的混合分散程度。同時(shí)，鐵水罐罐身部位耐火材料罐襯內(nèi)壁橫面形狀為對(duì)稱性設(shè)計(jì)，避免了偏心攪拌時(shí)產(chǎn)生的水平推力，保證了攪拌過(guò)程的穩(wěn)定性。

圖1為一種改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示鐵水罐的改進(jìn)截面為橢圓形截面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示鐵水罐的改進(jìn)截面為長(zhǎng)圓形截面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖1所示鐵水罐在常規(guī)圓形管金屬罐殼內(nèi)側(cè)砌筑或澆注厚度變化的耐火材料罐襯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼1，金屬罐殼1的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯2。如圖2所示，金屬罐殼1的罐身部位由耐火材料罐襯2形成的內(nèi)空橫截面是橢圓形截面，其截面的橢圓度Tu1 = 10 20%，其中，Tu1 = ？丨長(zhǎng)軸！^-短軸心八長(zhǎng)軸！^+短軸 B1) X 100%。如圖3所示，金屬罐殼1的罐身部位由耐火材料罐襯2形成的內(nèi)空橫截面是長(zhǎng)圓形截面，它由兩條平行直線連接兩頭圓弧線構(gòu)成，其橢圓度Tu2 = 20 40%。其中，Tu2 = 2 (長(zhǎng)軸b2-短軸ει2) / (長(zhǎng)軸b2+短軸ει2) X 100 %。如圖4所示，上述橢圓形截面或長(zhǎng)圓形截面可通過(guò)在常規(guī)圓形管金屬罐殼1內(nèi)側(cè)砌筑或澆注厚度變化的耐火材料罐襯2制成。這樣，在不改變現(xiàn)有鐵水罐外形結(jié)構(gòu)尺寸的條件下對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，具有實(shí)施方便，鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件改善顯著、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，包括金屬罐殼(1)，所述金屬罐殼(1)的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯O)，其特征在于所述金屬罐殼(1)的罐身部位由耐火材料罐襯 (2)形成的內(nèi)空橫截面為橢圓形截面或長(zhǎng)圓形截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述金屬罐殼(1)的罐身部位由耐火材料罐襯( 形成的內(nèi)空橫截面為橢圓形截面時(shí)，其截面的橢圓度Tu1 = 10 20%，其中，Tu1 = 2 (長(zhǎng)軸Id1-短軸 )/(長(zhǎng)軸Id1+短軸a) X 100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述金屬罐殼(1)的罐身部位由耐火材料罐襯( 形成的內(nèi)空橫截面為長(zhǎng)圓形截面時(shí)，其截面的橢圓度 Tu2 = 20 40%，其中，Tu2 = 2 (長(zhǎng)軸 b2-短軸 a2) / (長(zhǎng)軸 b2+ 短軸 a2) X 100%。
專利摘要一種改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，金屬罐殼的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯。金屬罐殼的罐身部位由耐火材料罐襯形成的內(nèi)空橫截面為橢圓形截面或長(zhǎng)圓形截面。本實(shí)用新型改進(jìn)截面的機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐在沿鐵水罐中心插入攪拌器的實(shí)際生產(chǎn)工藝條件下，使鐵水罐耐火材料罐襯內(nèi)壁對(duì)攪拌流場(chǎng)產(chǎn)生周期性干擾，使攪拌漩渦中心偏離攪拌器軸心，可有效遏制攪拌中心強(qiáng)制渦流區(qū)的形成與發(fā)展，顯著擴(kuò)展自由渦流區(qū)體積，提高脫硫劑卷吸循環(huán)量。
文檔編號(hào)B22D41/00GK202054855SQ201120125608
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者余明紅, 劉小卿, 吳杰, 張先貴, 朱善合, 李具中, 李明暉, 歐陽(yáng)德剛, 王海青, 田義勝, 田大鵬, 羅安智, 羅巍, 蔣揚(yáng)虎, 鄧品團(tuán) 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司