專利名稱：一種單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置的制作方法
技術領域：
一種單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種脫硫設備，特別是涉及以顆粒鎂為脫硫劑的鐵水脫硫裝置。
背景技術：
[0002]隨著用戶對鋼材質量要求的不斷提高，經濟高效的鐵水預處理脫硫技術是實現 高效低成本潔凈鋼生產平臺的關鍵環節之一。鐵水脫硫的基本原理是利用與硫的親和力 比鐵大的元素或化合物，加入鐵水內以奪取硫化鐵中的硫，使之轉化為更穩定的、不溶 于鐵水而進入爐渣的硫化物加以去除。單噴顆粒鎂脫硫技術是將鈍化的顆粒鎂精確、穩 定、均勻、連續地向鐵水中噴吹。目前，單噴顆粒鎂脫硫裝置一般由噴吹系統、噴槍系 統、供料系統、供氣系統、自動控制和儀表測量系統組成。其中，噴吹系統的核心是通 過給料器保證噴吹罐能夠精確、穩定、均勻、連續地向鐵水中噴吹顆粒鎂，否則供鎂不 均勻會造成鎂短時間劇烈反應導致鐵水大量噴濺，鐵損增高，同時，過于集中沒有來得 及反應完的鎂上浮到表面燃燒，鎂的利用率下降，脫硫率下降，而在輸送管道中容易形 成疏密流或集團流，引起堵槍，降低設備的作業率和完好率；在噴槍系統中，現有噴槍 主要形式為單噴吹口帶倒錐形汽化室結構，這種噴槍存在著諸多問題，一方面由于噴槍 下部帶有汽化室，在噴吹脫硫中噴槍容易上下晃動，對脫硫設備帶來不利影響，另一方 面，鎂粒在汽化室集中氣化后體積迅速膨脹，鎂蒸汽從汽化室進入鐵水中會產生嚴重的 噴濺，集中氣化也減小了鎂蒸汽與鐵水的接觸面積，使得鎂的利用率偏低；另外，由于 噴槍的結構特點，汽化室內壁上易粘附噴濺的渣鐵，甚至堵塞噴吹口，增加了清理和維 護的工作量。發明內容[0003]本實用新型的目的是提供一種不帶氣化室的單噴顆粒鎂鐵水脫硫設備。[0004]為了實現上述目的，采用以下技術方案[0005]一種單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，包括從上至下依次連接的噴吹罐和給料器，給 料器底部通過輸送管連接至旋轉噴槍，其特征在于所述同軸旋轉噴槍槍體為第一內管 和第一外管嵌套組成的雙層結構，使得噴槍形成了兩路獨立的介質輸送通道；第一內管 用于噴吹顆粒鎂及其載氣；外部套管和第一內管形成的空腔用于噴吹保護性氣體。[0006]同軸旋轉噴槍上段和下段通過法蘭連接，法蘭上設有中心孔，中心孔外側沿圓 周均布若干孔，中心孔與噴槍內管相通，圓周孔與第一內管和第一外管形成的空腔相 通；[0007]同軸旋轉噴槍的噴吹口由第二外管和第二內管嵌套構成，內管與第一內管相 通，外管與第一內管和第一外管形成的空腔相通。[0008]為了傳遞噴槍旋轉時的扭矩，所述法蘭上設置有多個均勻分布的鍵。[0009]第二內管用于噴吹顆粒鎂；第二外管和第二內管的間隙用于噴吹保護氣，為了使得保護氣以很高的速度噴入鐵水中，所述內管的外端部，設計成具有錐度的保護氣加 速環。[0010]旋轉噴槍下段底部安裝有多個噴吹口，噴吹口沿噴槍圓周方向均勻分布，其軸 線與噴槍軸線成角度α，20° <α<90° ；為使鎂粒在鐵水中的充分分散，位于旋轉噴槍 底端面的多個噴吹口噴槍出口其分布圓周的直徑大于400mm。[0011]為了確保給料順暢，噴吹罐的容積小于1 3’以此減小料器滾筒所承受的料柱 壓力。[0012]為了下料精確，所述滾筒表面設置有多排交錯分布的計量給料槽，每排計量給 料槽相對于相鄰一排計量給料槽的相錯量相等。[0013]該種滾筒在任意一個相等的角度范圍包含的計量給料槽的總容積都相等，因此 通過滾筒的轉動，能夠實現均勻給料，給料量與滾筒轉動的圈數和角度成正比。[0014]給料器主體內受料區T的寬度至少為計量給料槽槽寬的3倍。[0015]為了保證不漏料，給料器主體內密封區A與密封區B的寬度應該大于計量給料 槽的槽寬，密封區A與密封區B段殼體與滾筒的間隙應小于物料的顆粒直徑。[0016]為了防止物料粘附到滾筒上，作為進一步的優化，所述給料器主體的側面設置 有通向滾筒表面的氣體吹掃裝置。[0017]所述氣體吹掃裝置包括密封設置在給料器主體外殼上的緩沖室和在給料器主體 外殼上橫向均勻布置的吹掃孔。[0018]為了有效防止物料顆粒以及粉塵進入軸承，作為進一步的優化，軸承設置了氣 密封結構，軸承靠近滾筒的一側設置有氣密封用壓縮氣體通道。[0019]給料器主體上部還設置有下端與給料器主體相配合、上端與噴吹罐相配合的給 料器上部連接段。[0020]旋轉噴槍分為上下兩段，上下兩段通過法蘭連接，旋轉噴槍上段懸掛于噴槍升 降小車上通過旋轉接頭與顆粒鎂和保護氣輸送管道連接，并在傳動裝置的帶動下可以實 現整根噴槍的旋轉，旋轉噴槍下段外表面附有耐火材料，旋轉噴槍底部設有分配器，不 含汽化室的單噴顆粒鎂鐵水脫硫旋轉噴槍槍體為第一內管和第一外管嵌套組成的雙層結 構，使得噴槍形成了兩路獨立的介質輸送通道，第一內管用于噴吹顆粒鎂及其載氣，第 一外管和第一內管形成的空腔用于噴吹保護性氣體，兩路介質到達噴槍下段底部時，被 分配器分配到多個噴吹口吹入鐵水中，保護氣經由分配器通過噴吹口的第二內管和第二 外管之間的環縫空腔噴入鐵水中，顆粒鎂及其載氣則經由分配器通過噴吹口的第二內管 噴入鐵水中；旋轉噴槍下段底部安裝有多個噴吹口，噴吹口沿噴槍圓周方向均勻分布， 其軸線與噴槍軸線成角度α，20° <α<90°，由于噴吹口的第二內管和第二外管的環縫 空腔在噴吹口末端面積逐漸縮小，使得保護氣體在通過該段過程中被加速，從而以很高 的速度噴入鐵水中，這樣一方面在噴吹口管壁和顆粒鎂之間形成了一道氣體屏障，可以 有效防止鎂粒受熱軟熔以后粘附在噴吹口上堵塞噴吹口，另一方面高速噴出的氣體加上 噴槍自身的旋轉極大地增加了鐵水的攪拌效果，使得脫硫的動力學條件大為改善，同時 保護氣還能起到一定的冷卻作用；噴槍分上下段分別制造，噴槍上段和下段通過法蘭連 接，法蘭有兩個獨立的輸送介質通道，中心孔用于噴吹顆粒鎂通過，中心孔外側沿圓周 均勻布置的若干圓周孔供保護氣通過，通道之間以及通道與外界之間安裝有密封裝置，法蘭上設計有多個均勻分布的鍵，用于噴槍旋轉時傳遞扭矩，這樣的設計形式降低了噴 槍的制造運輸難度，同時由于下段與整個噴槍長度相比大大縮短，因而可以方便地對下 段的耐火材料進行特別工藝處理，從而大大提高噴槍的使用壽命，方便噴槍的更換，降 低使用成本。[0021]本實用新型通過取消汽化室，將鎂粒通過多個噴吹口均勻分散噴撒到鐵水中， 增加了鎂蒸汽與鐵水接觸面積，有利于反應的進行，有效減少鎂氣化時產生的噴濺，同 時通過噴吹氮氣或者氬氣等惰性氣體并旋轉噴槍，增加鐵水的氣體攪拌效果，改善脫硫 的動力學條件。該脫硫裝置實現脫硫劑連續、均勻、準確的進入鐵水，提高脫硫劑的使 用率和脫硫速度，增加噴槍的使用壽命，降低噴槍口部粘渣造成的堵塞，減輕后期生產 維護量，降低脫硫成本。[0022]本實用新型的計量給料均勻準確，能夠保證給料的平穩，氣體吹掃裝置避免了 物料粘附到滾筒上，影響給料的效果，特別設計的氣密封系統有效防止物料顆粒以及粉 塵進入軸承，延長設備的使用壽命。
[0023]圖1是本實用新型實施例整體結構示意圖；[0024]圖2是圖1中給料器主體結構示意圖；[0025]圖3是圖2中滾筒與軸承連接部分的結構示意圖；[0026]圖4是圖1中噴槍上、下段連接法蘭結構示意圖；[0027]圖5是圖1中噴槍下段底部分配器和噴吹口結構示意圖；[0028]圖6是圖2中D的放大圖；[0029]圖7是圖2中氣體吹掃孔的結構示意圖；[0030]圖8是圖1中滾筒表面計量給料槽的展開示意圖。
具體實施方式
[0031]
以下結合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步說明[0032]如圖1至圖8所示，單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置包括噴吹罐1、給料器上部連接段 2、給料器主體3、給料器下部連接段4、輸送管7、同軸旋轉噴槍8、噴吹氣包9及吹掃 氣包10。給料器上部連接段2和給料器下部連接段4均安裝在給料器主體3上，給料器 上部連接段2通過法蘭與噴吹罐1連接，給料器下部連接段4與輸送管7連接，之后通過 載氣實現物料的輸送到不含汽化室的單噴顆粒鎂鐵水脫硫同軸旋轉噴槍8實現鐵水脫硫 的目的。[0033]噴吹氣包9作為噴吹罐1、輸送管7及旋轉噴槍8保護氣體的氣源來源；吹掃氣 包10作為給料器滾筒5吹掃系統和滾筒軸承11氣密封的氣源來源；吹掃氣包10的氣體 壓力大于噴吹氣包9的氣體壓力。[0034]給料器分為給料器上部連接段2、給料器主體3和給料器的下部連接段4三部 分，給料器上、下部連接段均安裝在給料器主體3上。上部連接段2的上端為圓形截面， 與噴吹罐1相吻合，下端為矩形截面，與給料器主體3相吻合；給料器上部連接段2通過 法蘭與儲料罐1連接，給料器下部連接段4與物料輸送管道連接，通過載氣實現物料的輸送。[0035]滾筒5將給料器主體內部空間分隔為上部的受料室和下部的混合室3-1，滾筒5 繞軸逆時針旋轉。滾筒5周圍可分為四個區域，S卩，受料區T、密封區A、密封區B和 其余部分的卸料區。儲料罐中的物料經過給料器上部連接段2進入給料器主體3的受料 室并充滿滾筒5受料區T內的計量給料槽；在滾筒5的轉動下經過密封區A后到達卸料 區，此時物料在重力和離心力的作用下離開計量給料槽進入混合室3-1，通過給料器下部 連接段4后由載氣輸送到目的地。為了保證不漏料，密封區A和密封區B的弧長應該至 少大于滾筒5上的一個計量給料槽的寬度I，密封區殼體與滾筒5的間隙a也應該小于物 料顆粒直徑。[0036]為了保證給料器給料均勻，滾筒5上面計量給料槽的分布應該滿足一定的要 求，計量給料槽在滾筒上呈多排分布，本實施例以三排為例。每一排計量給料槽與相鄰 一排計量給料槽的相錯量h均相等，因而同一排相鄰計量給料槽的間距為3h，整個計量 給料槽的長度即滾筒的周長為同一排上計量給料槽間距3h的整數倍。呈該種規則分布的 滾筒任意點在沿圓周方向同一寬度的范圍包含的計量給料槽的總面積都相等。因而可以 保證給料量與滾筒轉過的角度成正比，從而可以通過控制滾筒轉動來控制給料量和給料 速度。滾筒5的轉速范圍在3-30Γ/η ι之間，轉速太高則會由于物料無法在短時間內充 滿計量給料槽而影響計量給料的準確度。[0037]氣體吹掃裝置6位于給料器殼體上，氣體吹掃裝置包含氣體緩沖室和氣體吹掃 孔，氣體吹掃孔是位于給料器外殼上的一排小孔，沿著與滾筒軸線平行的直線方向均勻 分布。吹掃氣體由管道12進入氣體吹掃裝置6的緩沖室，然后經過給料器殼體上的吹掃 孔噴向滾筒5，從而吹除粘附在滾筒5上的物料，實現對滾筒5的清掃。[0038]物料通過滾筒與給料器外殼進入滾筒軸承11內會加速軸承的磨損，降低給料閥 的使用壽命，增大維護成本，雖然現有的給料器設計了密封圈，但是由于物料顆粒有一 定的硬度，因此密封圈很難起到有效的密封作用。本使用新型在采用傳統密封方法的基 礎上增加了氣密封設計，密封氣通過氣密封用壓縮氣體通道13進入滾筒轉軸和殼體3-a 之間的空隙，使得軸承腔內保持正壓，后吹入給料器內腔14，這樣阻止了物料顆粒和粉 塵進入軸承11進而損壞軸承，提高使用壽命。[0039]同軸旋轉噴槍分為噴槍上段和噴槍下段兩部分。上段和下段之間通過法蘭17連 接。法蘭17的具體結構如圖4所示，法蘭上設有中心孔17-a，中心孔外側沿圓周均布若 干圓周孔17-b。中心孔與第一內管16相通，用于通過噴吹鎂粒及其載氣；圓周孔17-b 與第一內管16和第一外管15形成的空腔相通，用于通過保護氣。兩個通道之間以及通 道與外界之間分別設有密封圈17-c和密封圈17-d，法蘭17上設計有多個均勻分布的鍵 18，用于噴槍旋轉時傳遞扭矩。[0040]如圖5所示，旋轉噴槍下段底部安裝有分配器19和噴吹口 20，分配器19將顆 粒鎂以及保護氣分流通過若干個沿圓周均勻分布的噴吹口 20噴入鐵水中，噴吹口軸線和 噴槍的軸線成一定的角度α，20° <α<90°。噴槍下段外表面包覆有耐火材料21，焊 接于噴槍槍管上的V形鉚筋22和筋板可以使耐火材料更加牢固，提高噴槍的使用壽命。 同噴槍槍管一樣，噴吹口也由第二外管20-a和第二內管20-b兩層鋼管構成。第二內管 20-b用于噴吹顆粒鎂，與第一內管16相通；第二外管20-a和第二內管20-b間的空腔用于噴吹保護氣，與第一外管15與第一內管16間形成的空腔相通。保護氣通過分配器19 外側的環形槽以及槽底部的孔進入噴吹口，第二外管20-a和第二內管20-b之間的空腔。 第二內管20-b的外端有一定的錐度，這樣使得保護氣在通過噴吹口末端的時候可以被加 速，以很高的速度噴入鐵水中。[0041] 以上所述，僅是本實用新型的實施例，并非對本實用新型的任何形式上的限 制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案的范圍內，當可利用上 述揭示的技術內容做出些許更改或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用 新型技術方案內容，依據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同 變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍。
權利要求1.一種單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，包括從上至下依次連接的噴吹罐(1)和給料器，給 料器底部通過輸送管(7)連接至同軸旋轉噴槍(8)，其特征在于所述同軸旋轉噴槍(8) 槍體為第一內管(16)和第一外管(15)嵌套組成的雙層結構；旋轉噴槍(8)上段和下段通過法蘭(17)連接，法蘭(17)上設有中心孔(17-a)，中心 孔外側沿圓周均布若干孔(17-b)，中心孔與噴槍內管(16)相通，圓周孔(17-b)與第一內 管(16)和第一外管(15)形成的空腔相通；同軸旋轉噴槍(8)的噴吹口(20)由第二外管(20-a)和第二內管(20-b)嵌套構成， 內管(20-b)與第一內管(16)相通，外管(20-a)與第一內管(16)和第一外管(15)形成 的空腔相通。
2.根據權利要求1所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述法蘭(17)上設 置有多個均勻分布的鍵(18)。
3.根據權利要求2所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述內管(20-b)的 外端具有錐度。
4.根據權利要求2或3所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于同軸旋轉噴槍 (8)下段底部安裝有多個噴吹口(20)，噴吹口(20)沿噴槍圓周方向均勻分布，其軸線與 噴槍軸線成角度α，20° <α<90° ；位于旋轉噴槍(8)底端面的多個噴吹口的噴槍出口 其分布圓周的直徑大于400mm。
5.根據權利要求4所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述噴吹罐(1)的容 積小于lm3，以此減小料器滾筒(5)所承受的料柱壓力，確保給料順暢。
6.根據權利要求5所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述滾筒(5)表面設 置有多排交錯分布的計量給料槽，每排計量給料槽相對于相鄰一排計量給料槽的相錯量 相等。
7.根據權利要求6所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于給料器主體(3)內受 料區T的寬度至少為計量給料槽槽寬的3倍。
8.根據權利要求7所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于給料器主體(3)內密 封區A與密封區B的寬度應該大于計量給料槽的槽寬，密封區A與密封區B段殼體與滾 筒(5)的間隙應小于物料的顆粒直徑。
9.根據權利要求8所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述給料器主體(3) 的側面設置有通向滾筒(5)表面的氣體吹掃裝置(6)。
10.根據權利要求9所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于所述氣體吹掃裝置 (6)包括密封設置在給料器主體(3)外殼上的緩沖室和在給料器主體(3)外殼上橫向均勻 布置的吹掃孔。
11.根據權利要求10所述單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，其特征在于滾筒(5)和殼體 (3-a)之間具有軸承(11)，所述軸承(11)靠近滾筒(5)的一側設置有氣密封用壓縮氣體 通道(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種單噴顆粒鎂鐵水脫硫裝置，包括從上至下依次連接的噴吹罐(1)和給料器，給料器底部通過輸送管(7)連接至同軸旋轉噴槍(8)，同軸旋轉噴槍(8)槍體為第一內管(16)和第一外管(15)嵌套組成的雙層結構；旋轉噴槍(8)上段和下段通過法蘭(17)連接，法蘭(17)上設有中心孔(17-a)，中心孔外側沿圓周均布若干孔(17-b)，中心孔與噴槍內管(16)相通，圓周孔(17-b)與第一內管(16)和第一外管(15)形成的空腔相通；該脫硫裝置實現脫硫劑連續、均勻、準確的進入鐵水，提高脫硫劑的使用率和脫硫速度，減少鐵水噴濺，增加噴槍的使用壽命，減輕后期生產維護量，具有良好的推廣前景。
文檔編號C21C1/02GK201801537SQ201020537688
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者潘光明, 胡燕 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司