本發(fā)明涉及一種煉鋼脫硫技術(shù)，特別是指一種鐵水脫硫系統(tǒng)及其鐵水鐵渣分離裝置與方法

背景技術(shù)：

硫在生鐵中是有害元素，它促使鐵與碳的結(jié)合，使鐵硬脆，并與鐵化合成低熔點(diǎn)的硫化鐵，使生鐵產(chǎn)生熱脆性和減低鐵液的流動(dòng)性。對(duì)大多數(shù)鋼種，硫都能使其加工性能和使用性能變壞。一般鋼種要求含硫量不得超過0.05％，優(yōu)質(zhì)鋼種要求含硫量不得超過0.02^0.03，超低硫鋼要求含硫量小于0.005％。

由于鐵礦石和焦炭以及噴吹燃料含硫量高，只靠高爐和轉(zhuǎn)爐冶煉難以達(dá)到低硫鋼和超低硫鋼要求的含硫指標(biāo)，故發(fā)展出了鐵水脫硫技術(shù)。目前，廣泛使用的鐵水脫硫方法，一是通過浸人鐵水申的噴槍往鐵水中噴入脫硫劑的噴射脫硫法，另一種是在鐵水在轉(zhuǎn)動(dòng)用耐火材料制的攪拌葉輪，將脫硫劑與鐵水充分?jǐn)嚢杌旌线M(jìn)行脫硫的KR法。

無論是噴射脫硫法，還是KR法，在脫硫過程中均需要進(jìn)行扒渣。脫硫與扒渣是兩個(gè)相互獨(dú)立、且又緊密聯(lián)系的鐵水預(yù)處理工藝，前者決定了處理終點(diǎn)鐵水含硫的水平，而后者是將脫硫處理后的高硫渣從鐵水中去除的重要手段，是決定入爐硫總量的主要因索。相比較而言，扒渣工藝對(duì)過程控硫顯得更為重要。如果脫硫產(chǎn)物得不到有效去除，那么再好的脫硫工藝也不能充分發(fā)揮作用。因此，采用先進(jìn)的扒渣設(shè)備與工藝對(duì)系統(tǒng)控硫與降低生產(chǎn)成本是十分必要的。

如圖1所示，現(xiàn)有的噴吹脫硫系統(tǒng)，主要由噴吹系統(tǒng)1、扒渣系統(tǒng)2、傾翻系統(tǒng)3、鐵水罐4、鐵水小車5組成，能夠有效地對(duì)鐵水中硫含量進(jìn)行控制，其噴吹系統(tǒng)對(duì)鐵水噴鎂粉，鎂粉和鐵水中的硫反應(yīng)形成鐵渣，再通過傾翻、扒渣系統(tǒng)對(duì)鐵渣進(jìn)行處理。然而由于現(xiàn)有脫硫設(shè)備功能的限制，在鐵水扒渣過程中，盡管傾翻系統(tǒng)使鐵水罐有一定的夾角，能夠進(jìn)行正常扒渣處理，但是鐵渣附著在鐵水上，使鐵水鐵渣分離過程處理效率低，降低了脫硫設(shè)備工作效率，延長了鐵水脫硫工藝的正常周期，加大了扒渣的難度和脫硫扒渣鐵損，直接提高了噸鋼的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效分離脫硫鐵水鐵渣的鐵水脫硫系統(tǒng)及其鐵水鐵渣分離裝置與方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鐵水鐵渣分離裝置，用于鐵水脫硫系統(tǒng)的鐵水鐵渣分離，包括垂直主梁、升降軌道、驅(qū)動(dòng)裝置、鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置、吹氮升降小車、氮?dú)鈬姶禈?、吹氮噴頭和氮?dú)夤庀到y(tǒng)；所述升降軌道沿豎直方向固定在垂直主梁上；所述驅(qū)動(dòng)裝置固定在升降軌道上，所述吹氮升降小車可上下滑動(dòng)地設(shè)置在升降軌道上，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)吹氮升降小車進(jìn)行升降動(dòng)作；所述氮?dú)鈬姶禈屌c氮?dú)夤庀到y(tǒng)相連通，所述吹氮噴頭設(shè)置在氮?dú)鈬姶禈尩南露恕?/p>

優(yōu)選地，所述氮?dú)鈬姶禈尠▏姶禈尩獨(dú)夤芎蛧姶禈屇突饘?，所述噴吹槍耐火層設(shè)置在噴吹槍氮?dú)夤艿耐鈧?cè)；所述吹氮噴頭包括噴頭氮?dú)夤?、噴頭耐火層和噴孔，所述噴頭氮?dú)夤馨ㄝS向管和徑向管，所述軸向管沿吹氮噴頭的軸向設(shè)置，所述徑向管沿吹氮噴頭的徑向設(shè)置，所述軸向管的下端連接在徑向管的中間并與其相連通，所述噴孔設(shè)置在噴頭耐火層下部對(duì)應(yīng)于徑向管兩端管口位置處；所述噴頭氮?dú)夤芘c噴吹槍氮?dú)夤芟噙B通，所述噴吹槍氮?dú)夤芘c氮?dú)夤庀到y(tǒng)相連通。

優(yōu)選地，所述噴頭耐火層的下部厚度大于上部厚度，即對(duì)噴頭耐火層易受到鐵水侵蝕的下部進(jìn)行了加強(qiáng)，提高了吹氮噴頭的使用壽命。

優(yōu)選地，所述噴孔(23)的孔徑為5.5～6.5mm。進(jìn)一步優(yōu)選為6mm。上述孔徑為試驗(yàn)得出的優(yōu)選值，能夠得到較好的鐵渣分離效果，并且不易堵塞。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)裝置為三合一減速機(jī)。三合一減速機(jī)融減速器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器于一體，具有與電機(jī)軸平行輸出、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大、工作平穩(wěn)、噪音低、壽命長等特點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置包括主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、傳動(dòng)鏈條，所述主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置固定在升降軌道的上部，所述從動(dòng)鏈輪固定在升降軌道的下部；所述傳動(dòng)鏈條分別環(huán)繞在主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪上，所述吹氮升降小車連接在傳動(dòng)鏈條的兩端之間。所述傳動(dòng)鏈條優(yōu)選為雙排滾子鏈。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種應(yīng)用鐵水鐵渣分離裝置進(jìn)行鐵水鐵渣分離的鐵水脫硫系統(tǒng)，包括噴吹系統(tǒng)、扒渣系統(tǒng)、傾翻系統(tǒng)、鐵水罐、鐵水小車和鐵水鐵渣分離裝置；所述鐵水鐵渣分離裝置的結(jié)構(gòu)如前所述，其安裝在鐵水罐扒渣時(shí)鋼水液面的上方。

上述鐵水脫硫系統(tǒng)的鐵水鐵渣分離方法，在脫硫噴吹完畢過后，將噴頭插入鐵水罐內(nèi)的鐵水上層進(jìn)行吹氮，將鐵渣吹到鐵水罐下沿進(jìn)行扒渣的位置處，進(jìn)行扒渣作業(yè)。

優(yōu)選地，該鐵水鐵渣分離方法包括如下步驟：

1)將鐵水罐傾翻到扒渣作業(yè)所需角度；

2)打開吹氮噴頭的氮?dú)夤?yīng)；

3)控制吹氮升降小車下降，使吹氮噴頭插入到傾翻的鐵水罐內(nèi)上層鐵水中；

4)進(jìn)行扒渣作業(yè)。

優(yōu)選地，步驟2)中，氮?dú)鈮毫刂圃?.25～0.3MPa。

優(yōu)選地，步驟3)中，吹氮噴頭插入鐵水的深度為400～600mm。

本發(fā)明的有益效果是：1)大幅提高了鐵水鐵渣分離效率，提高了鐵水脫硫系統(tǒng)的工作效率，保證了出鋼硫控及扒渣效果，提高了鐵水的純凈度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；2)縮短了鐵水扒渣工藝周期時(shí)間，改造后可直接降低每次扒渣生產(chǎn)周期時(shí)間5分鐘，降低生產(chǎn)工藝過程能源的消耗；3)每罐鐵水通過扒渣平均鐵損從42.6kg/t降至39.2kg/t，鐵損降幅8.0％，大幅降低了噸鋼生產(chǎn)成本；4)脫硫鐵水鐵渣分離裝置設(shè)備投資成本低、收益效果明顯、推廣容易，適用于各種噴吹脫硫、攪拌脫硫系統(tǒng)；5)減少了作業(yè)人員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的鐵水脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鐵水脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中鐵水鐵渣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中鐵水鐵渣分離裝置進(jìn)行扒渣操作的示意圖。

圖5為圖3中吹氮噴頭的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖3中吹氮噴頭沿其軸線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：噴吹系統(tǒng)1、扒渣系統(tǒng)2、傾翻系統(tǒng)3、鐵水罐4、鐵水小車5、鐵水鐵渣分離裝置6、垂直主梁7、升降軌道8、驅(qū)動(dòng)裝置9、鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置10、主動(dòng)鏈輪11、從動(dòng)鏈輪12、傳動(dòng)鏈條13、吹氮升降小車14、氮?dú)鈬姶禈?5、噴吹槍氮?dú)夤?6、噴吹槍耐火層17、吹氮噴頭18、噴頭氮?dú)夤?9、軸向管20、徑向管21、噴頭耐火層22、噴孔23、連接法蘭24、氮?dú)夤夤?5、氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥26

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的鐵水脫硫系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)已在背景技術(shù)部分作了詳細(xì)說明，于此不再贅述。

如圖2～6所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鐵水脫硫系統(tǒng)，包括噴吹系統(tǒng)1、扒渣系統(tǒng)2、傾翻系統(tǒng)3、鐵水罐4、鐵水小車5，還包括鐵水鐵渣分離裝置6。其中：

鐵水鐵渣分離裝置6包括垂直主梁7、升降軌道8、驅(qū)動(dòng)裝置9、鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置10、吹氮升降小車14、氮?dú)鈬姶禈?5、吹氮噴頭18和氮?dú)夤庀到y(tǒng)。升降軌道8沿豎直方向固定在垂直主梁7上。驅(qū)動(dòng)裝置9選用DSZSA77-50 Y2-100L2-4E-Ⅰ三合一減速機(jī)，其固定在升降軌道8上，吹氮升降小車14可上下滑動(dòng)地設(shè)置在升降軌道8上，驅(qū)動(dòng)裝置9通過鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置10驅(qū)動(dòng)吹氮升降小車14進(jìn)行升降動(dòng)作。

氮?dú)鈬姶禈?5包括噴吹槍氮?dú)夤?6和噴吹槍耐火層17，噴吹槍耐火層17設(shè)置在噴吹槍氮?dú)夤?6的外側(cè)。吹氮噴頭18包括噴頭氮?dú)夤?9、噴頭耐火層22和噴孔23，噴頭氮?dú)夤?9包括一根軸向管20和一根徑向管21，所述軸向管20垂直連接在徑向管21的正中位置并與其連通，軸向管20沿吹氮噴頭18軸向設(shè)置，徑向管21沿噴頭徑向設(shè)置在軸向管20的下端，噴孔23設(shè)置在噴頭耐火層22上對(duì)應(yīng)于徑向管21的兩端管口處，其孔徑為6mm。噴頭耐火層22的下部厚度約為上部厚度2倍左右。吹氮噴頭18的頂部設(shè)置有連接法蘭24，通過連接法蘭24與氮?dú)鈬姶禈?5的下端法蘭連接。噴頭氮?dú)夤?9與噴吹槍氮?dú)夤?6相連通，噴吹槍氮?dú)夤?6與氮?dú)夤庀到y(tǒng)相連通。氮?dú)夤庀到y(tǒng)包括氮?dú)夤夤?5和氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥26，氮?dú)夤夤?5與噴吹槍氮?dú)夤?6相連通。

鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置10包括主動(dòng)鏈輪11、從動(dòng)鏈輪12、傳動(dòng)鏈條13，主動(dòng)鏈輪11的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置9的輸出軸相連，驅(qū)動(dòng)裝置9固定在升降軌道8的上部，從動(dòng)鏈輪12固定在升降軌道8的下部。傳動(dòng)鏈條13分別環(huán)繞在主動(dòng)鏈輪11、從動(dòng)鏈輪12上，吹氮升降小車14連接在傳動(dòng)鏈條13的兩端之間。傳動(dòng)鏈條13選用雙排滾子鏈10A-2。

噴吹系統(tǒng)1右側(cè)1000mm處安裝固定垂直主梁7，地面開300x300mm口子，供吹氮噴頭18伸入到傾翻的鐵水罐4內(nèi)。

上述鐵水脫硫系統(tǒng)的鐵水鐵渣分離方法，包括如下步驟：

1)鐵水在石灰和鎂粉混合噴吹脫硫完畢后，將鐵水罐4通過傾翻系統(tǒng)3傾翻到一定的角度(鐵水不得溢出)。

2)將氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥26控制在0.25～0.3MPa，保持該狀態(tài)穩(wěn)定。

3)控制吹氮升降小車14下降，使吹氮噴頭18插入傾翻的鐵水罐4內(nèi)上層鐵水中，插入深度為400～600mm，位于鐵水液面偏左(圖4中方向)的位置，使鐵渣更多的吹向扒渣位置。

4)進(jìn)行扒渣作業(yè)。扒渣時(shí)，首先將鐵水罐口的鐵渣扒干凈，由于鐵水罐4傾翻存在一定的角度，吹氮噴頭的噴嘴通過氮?dú)庠阼F水400～600mm深處進(jìn)行攪動(dòng)，吹出一塊較大面積的無渣液面，使浮渣往罐口流動(dòng)，至鐵渣扒盡后，脫硫扒渣工藝結(jié)束。