一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉領(lǐng)域，尤其是涉及一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法是鐵水脫硫的常用方法之一，該方法具有脫硫能力強(qiáng)、可有效扒渣、可將鐵水中硫的含量降至很低的水平等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法進(jìn)行鐵水脫硫的過(guò)程是:脫硫劑一一生石灰通過(guò)溜管落入被攪拌的鐵水表面，生石灰在與攪拌過(guò)程中的鐵水充分融合并脫除鐵水中的有害物質(zhì)一一硫后以渣的形式浮至鐵水上表面，然后通過(guò)扒渣裝置將鐵水上面的融渣扒出。
[0003]處于鐵水包中的高溫鐵水溫度約1300°C，鐵水被攪拌的過(guò)程中與鐵水上面的空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換，被加熱后的空氣中含有大量粉塵，上升的含塵氣體通過(guò)設(shè)置在鐵水包一側(cè)的排煙罩排至除塵裝置處理，上升的含塵氣體速度約3m/s ο由于生石灰粒度較小，其中粒度< 10ym的生石灰占有大部分比例，故生石灰落入鐵水包的過(guò)程中，有部分被上升的含塵氣體裹挾至除塵裝置，既加大了生石灰的消耗量，又增加了除塵裝置的負(fù)擔(dān)。常規(guī)情況下，每噸鐵水需要約9kg的生石灰脫硫劑，但采用攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法，實(shí)際每噸鐵水消耗了約Ilkg的生石灰脫硫劑，按公稱(chēng)容量為180t的煉鋼轉(zhuǎn)爐連續(xù)生產(chǎn)，每年約多消耗生石灰2800t，價(jià)值約200萬(wàn)元；另外還將因除塵裝置負(fù)荷增加而增加電費(fèi)、除塵器清灰能耗及除塵灰的處理費(fèi)用。
[0004]從以上情況可知，攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法進(jìn)行鐵水脫硫，雖然脫硫效果良好且脫硫效率穩(wěn)定，但其脫硫成本較高。申請(qǐng)?zhí)枮?01080029394.3、專(zhuān)利名稱(chēng)為“鐵水的脫硫方法”的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種降低脫硫劑消耗的方法，其主要技術(shù)方案是采用噴吹的方式將氣固兩相流直接吹至鐵水表面，從而大幅度減少了被高溫?zé)煔夤鼟恫е脸龎m裝置的脫硫劑，其輸送氣體為高壓氮?dú)饣蚱渌茄趸詺怏w。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是:第一、噴吹管截面一般不超過(guò)Φ 100，較小，氣流為直流且速度快，從而導(dǎo)致氣固兩相流在鐵水表面的作用面小且脫硫劑易在鐵水表面凝聚，鐵水吸收脫硫劑的速度較慢；第二、對(duì)脫硫劑的粒度要求高，脫硫劑的最佳粒度為30?400 μπι，超出此范圍的脫硫劑均易在鐵水表面凝聚成團(tuán)，脫硫效率降低；第三、脫硫劑在輸送氣體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能被有效分散，亦易導(dǎo)致脫硫劑在鐵水表面凝聚且被鐵水吸收速度變慢；第四、由于氣流速度快，部分氣體將深入鐵水內(nèi)，故只能采用非氧化性輸送氣體，否則影響鐵水質(zhì)量，也因此而增加了脫硫的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種降低脫硫劑的消耗，使脫硫劑更快被鐵水吸收的節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置及其應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，位于盛裝有鐵水的鐵水包上方，包括:
[0008]由固定管及移動(dòng)管組合而成的脫硫劑溜管，所述的移動(dòng)管中設(shè)有旋流組件。
[0009]與固定管連通的脫硫劑料倉(cāng)。
[0010]通過(guò)送風(fēng)管與固定管連接的送風(fēng)機(jī)。
[0011]所述的旋流組件位于移動(dòng)管靠近其出口處。
[0012]所述的旋流組件由芯管和連接在芯管外均勻分布的數(shù)個(gè)旋流葉片組成，旋流葉片呈扭曲狀，其內(nèi)側(cè)與芯管的安裝角30°?45°，其外側(cè)與移動(dòng)管內(nèi)壁的安裝角45°?75°，使其出口的旋轉(zhuǎn)氣流速度在克服上升的熱氣流的基礎(chǔ)上與鐵水面的旋轉(zhuǎn)速度相適應(yīng)。采用計(jì)算機(jī)流體模擬技術(shù)模擬移動(dòng)管中的氣流流場(chǎng)，了解流場(chǎng)內(nèi)的氣流速度、壓力及溫度的分布情況，在此基礎(chǔ)上合理設(shè)計(jì)旋流葉片的扭曲半徑和安裝角及數(shù)量，使移動(dòng)管中出來(lái)的旋流速度達(dá)到20m/s左右，從而與鐵水面約15?25m/s的旋轉(zhuǎn)速度相適應(yīng)。
[0013]所述的固定管的內(nèi)徑多250mm，移動(dòng)管的內(nèi)徑多350mm。
[0014]所述的送風(fēng)機(jī)的進(jìn)口設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(mén)，根據(jù)鐵水脫硫工況調(diào)節(jié)送風(fēng)強(qiáng)度。
[0015]所述的送風(fēng)機(jī)向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體。
[0016]節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置的應(yīng)用，送風(fēng)機(jī)向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體，脫硫劑料倉(cāng)向脫硫劑溜管中輸送脫硫劑，氣體與脫硫劑混合并經(jīng)過(guò)旋流組件形成低速的氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體，氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體與處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的鐵水充分接觸，使脫硫劑被鐵水有效吸收。
[0017]移動(dòng)管伸入到鐵水包中盛裝的鐵水的液面之上約500_處。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)基本避免了從鐵水表面上升的熱氣流對(duì)下落的脫硫劑的裹挾，而且含脫硫劑的氣固兩相流旋流面比上述申請(qǐng)?zhí)枮?01080029394.3的專(zhuān)利大11倍以上，脫硫劑能被鐵水更快且更有效地吸收，從而大大降低了脫硫劑的消耗量及除塵裝置的負(fù)荷。
[0020](2)由于輸送氣體為速度較慢的旋轉(zhuǎn)流體，輸送氣體不會(huì)深入鐵水中，從而避免了輸送氣體中水分對(duì)鐵水的影響，故可采用干凈空氣而非其他非氧化性氣體作為輸送氣體，脫硫成本降低。
[0021](3)采用的旋流組件還可對(duì)在氣體中的脫硫劑進(jìn)行充分的分散，而且對(duì)脫硫劑粒度無(wú)特別要求，避免了脫硫劑在鐵水表面的凝聚成團(tuán)，提高了脫硫速度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為旋流組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，1-攪拌器、2-鐵水包、3-排煙罩、4-脫硫劑料倉(cāng)、5-固定管、6-移動(dòng)管、7-送風(fēng)管、8-送風(fēng)機(jī)、9-調(diào)節(jié)閥門(mén)、I O-旋流組件。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例
[0027]一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，位于盛裝有鐵水的鐵水包2上方，包括由固定管5及移動(dòng)管6組合而成的脫硫劑溜管，固定管5的內(nèi)徑多250mm，移動(dòng)管6的內(nèi)徑400mm，相互嵌套形成了脫硫劑溜管，移動(dòng)管6可以上下移動(dòng)。另外還包括與固定管5連通的脫硫劑料倉(cāng)4，通過(guò)送風(fēng)管7與固定管5連接的送風(fēng)機(jī)8。送風(fēng)機(jī)8的進(jìn)口設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(mén)9，根據(jù)鐵水脫硫工況調(diào)節(jié)送風(fēng)強(qiáng)度，向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體。
[0028]在移動(dòng)管6中靠近其出口處設(shè)有旋流組件10，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，旋流組件10由芯管和連接在芯管外的數(shù)個(gè)旋流葉片組成，旋流葉片呈扭曲狀，其內(nèi)側(cè)與芯管的安裝角30°，其外側(cè)與移動(dòng)管內(nèi)壁的安裝角60°，使其出口的旋轉(zhuǎn)氣流速度在克服上升的熱氣流的基礎(chǔ)上與鐵水面的旋轉(zhuǎn)速度相適應(yīng)。采用計(jì)算機(jī)流體模擬技術(shù)模擬移動(dòng)管中的氣流流場(chǎng)，了解流場(chǎng)內(nèi)的氣流速度、壓力及溫度的分布情況，在此基礎(chǔ)上合理設(shè)計(jì)旋流葉片的扭曲半徑和安裝角及數(shù)量，使移動(dòng)管中出來(lái)的旋流速度達(dá)到20m/s左右，從而與鐵水面約15?25m/s的旋轉(zhuǎn)速度相適應(yīng)。
[0029]鐵水脫硫時(shí)，開(kāi)啟送風(fēng)機(jī)8，移動(dòng)管6向下移動(dòng)并接近鐵水表面，脫硫劑料倉(cāng)4儲(chǔ)存的脫硫劑即生石灰進(jìn)入生石灰溜管定管5，然后進(jìn)入移動(dòng)管6，氣體與脫硫劑混合并經(jīng)過(guò)旋流組件形成低速的氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體，從移動(dòng)管6中出來(lái)的氣固兩相流流體以旋流狀態(tài)至鐵水表面，鐵水經(jīng)攪拌器I攪拌，旋流狀態(tài)的氣液兩相流體與旋轉(zhuǎn)的鐵水融合并脫除鐵水中的有害物質(zhì)一一硫。調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)8進(jìn)口的閥門(mén)9的開(kāi)度可調(diào)節(jié)氣固兩相流的旋轉(zhuǎn)速度。在鐵水包2上方還設(shè)有方便煙氣排出的排煙罩3。
[0030]上述裝置在180t煉鋼轉(zhuǎn)爐脫硫工位上進(jìn)行了試驗(yàn)，送風(fēng)機(jī)風(fēng)量3000?6000m3/h內(nèi)可調(diào)，180t鐵水包液面半徑1750mm，移動(dòng)管中心至鐵水包中心距離1167mm，移動(dòng)管中出來(lái)的兩相流外圈旋轉(zhuǎn)速度20m/s，移動(dòng)管中心位置鐵水表面的鐵水旋轉(zhuǎn)的線速度20m/s。在此情況下，石灰的消耗量由原每噸鐵水Ilkg下降至9.5kg。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，位于盛裝有鐵水的鐵水包上方，其特征在于，該裝置包括: 由固定管及移動(dòng)管組合而成的脫硫劑溜管，所述的移動(dòng)管中設(shè)有旋流組件， 與固定管連通的脫硫劑料倉(cāng)， 通過(guò)送風(fēng)管與固定管連接的送風(fēng)機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其特征在于，所述的旋流組件位于移動(dòng)管靠近其出口處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其特征在于，所述的旋流組件由芯管和連接在芯管外的數(shù)個(gè)旋流葉片組成，旋流葉片呈扭曲狀，其內(nèi)側(cè)與芯管的安裝角30°?45°，其外側(cè)與移動(dòng)管內(nèi)壁的安裝角45°?75。，使移動(dòng)管中出來(lái)的旋流速度與鐵水面的旋轉(zhuǎn)速度相適應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其特征在于，所述的固定管的內(nèi)徑多250mm，移動(dòng)管的內(nèi)徑多350mmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其特征在于，所述的送風(fēng)機(jī)的進(jìn)口設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(mén)，根據(jù)鐵水脫硫工況調(diào)節(jié)送風(fēng)強(qiáng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置，其特征在于，所述的送風(fēng)機(jī)向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體。7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置的應(yīng)用，其特征在于，送風(fēng)機(jī)向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體，脫硫劑料倉(cāng)向脫硫劑溜管中輸送脫硫劑，氣體與脫硫劑混合并經(jīng)過(guò)旋流組件形成低速的氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體，氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體與處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的鐵水充分接觸，使脫硫劑被鐵水有效吸收。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置的應(yīng)用，其特征在于，移動(dòng)管伸入到鐵水包中盛裝的鐵水的液面以上500mm處。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種節(jié)省脫硫劑的鐵水脫硫裝置及其應(yīng)用，位于盛裝有鐵水的鐵水包上方，包括由固定管及移動(dòng)管組合而成的脫硫劑溜管，所述的移動(dòng)管中設(shè)有旋流組件，與固定管連通的脫硫劑料倉(cāng)，通過(guò)送風(fēng)管與固定管連接的送風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)向脫硫劑溜管中送入干凈空氣或非氧化性氣體，脫硫劑料倉(cāng)向脫硫劑溜管中輸送脫硫劑，氣體與脫硫劑混合并經(jīng)過(guò)旋流組件形成低速的氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體，氣固兩相流旋轉(zhuǎn)流體與處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的鐵水充分接觸，使脫硫劑被鐵水有效吸收。
【IPC分類(lèi)】C21C7/064
【公開(kāi)號(hào)】CN104928440
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510427173
【發(fā)明人】喻同信, 何騰, 馬星火
【申請(qǐng)人】上海信孚環(huán)保技術(shù)工程有限公司, 寧波鋼鐵有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日