CN101045952A - 铁水脱硫镁剂喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明属黑色冶金范畴，具体涉及在铁水包中对铁水进行炉外处理的铁水脱硫镁剂喷枪，其特点是包括：枪本体(6)、骨架(1)、配于骨架(1)外部的耐火衬(2)、与所述骨架(1)配接的通道(3)；所述通道(3)的出口处采用弯曲结构。所述通道(3)的出口处为可拆装结构，其端口喷嘴(4)与所述通道(3)封接。所述喷嘴(4)采用难熔性热强材料。所述喷嘴(4)以螺纹方式与通道(3)配接。所述通道(3)的出口处的弯曲角度α为30～50°，弯曲半径r≥100mm。在所述喷嘴(4)的外部配有耐火套管(5)。本发明保证了镁粒(不带添加剂)能稳定地入铁水中，并保证了铁水包脱硫有很高的指标。

Description

铁水脱硫镁剂喷枪

技术领域

本发明属黑色冶金范畴，具体涉及在铁水包中对铁水进行炉外处理的铁水脱硫镁剂喷枪。

背景技术

已知的用镁为铁水脱硫用的喷枪装置，要么在潜入式喷枪通道的出口处设有汽化室，要么虽然不带汽化室，但须把镁粉与起钝化作用的添加剂(石灰、碳化钙、白云石等)相混合。上述已知装置有其固有的缺点，诸如物料耗量大，脱硫剂利用率低，喷枪和机械设备复杂笨重等，这就必然造成工艺复杂化，脱硫成本高。这些缺点往往导致不能顺利地进行炉外脱硫，尤其在大型铁水包(160t以上)情况下更是如此。

已知的铁水脱硫喷枪由骨架、耐火衬、通道和汽化室构成。这种喷枪在70～90t铁水包中能够令人满意的进行脱硫。如果在更大的(160t以上)铁水包中，即当喷枪潜入铁水深度大于2m时，喷枪汽化室已不能完成使镁汽化的基本职能，因为在压力高于0.4Mpa和温度低于1300℃时(与在大型铁水包中处理铁水的参数相当)镁呈液态。此时如有汽化室存在，则会使镁在整个铁水熔池中的分布情况变差，从而对镁的利用率指标产生不利的影响。在这种条件下，采用不带汽化室的喷枪则是合理的。

然而，当采用不带汽化室的喷枪时，如果内通道的出口管路是竖直的，而籽粒状镁料的导入深度又较大(2m以上)时，常常发生通道堵塞。这是由于通道出口周围铁水鼓泡产生冲击力，使通道出口周围受铁水拍打，进而导致通道被铁和镁堵塞。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足之处而提供一种能将镁粒(不带添加剂)稳定地导入铁水中，并保证铁水包有很高的脱硫性能指标，减少设备结构元件的作用负荷，简化喷枪的维护工艺，降低基建投资及运行费用的铁水脱硫镁剂喷枪。

本发明的技术解决方案可依如下方式实现：

铁水脱硫镁剂喷枪，它包括：枪本体、骨架、配于骨架外部的耐火衬、与所述骨架配接的通道；所述通道的出口处采用弯曲结构。

本发明所述通道的出口处为可拆装结构，其端口喷嘴与所述通道封接。本发明所述喷嘴可采用难熔性热强材料(耐热合金，譬如钛合金或其它金属-非金属复合材料等)。

作为一种优选方案，本发明所述喷嘴可以螺纹方式与通道配接。

作为另一种优选方案，本发明所述通道出口处的弯曲角度α为30～50°，弯曲半径r≥100mm。

本发明在所述喷嘴的外部可配有耐火套管。为提高耐火性能，耐火套管可选择石墨，也可采用氮化硼、赛隆等。

本发明所述耐火套管的长度为通道内径长度的4～10倍。

本发明与现有技术相比，其主要技术效果是：

本发明使不添加钝化剂骨料(它会使过程指标变差，使设备复杂化)的籽粒状镁剂向铁水熔体中喷吹有了保障。与此同时，采用这种新结构的喷枪可保证铁水熔池鼓泡平稳而均匀，减少了设备结构元件受到的作用负荷，简化了喷枪的维护工艺，降低了基建投资及运行费用，保证了铁水包的铁水装满率达到95～97％，脱硫剂利用率在90％以上。

与现有喷枪相比，本发明的喷枪出口一段通道采用可更换的喷嘴状，借助于螺纹连接接到弯曲的主通道上，主通道对喷枪纵轴线的弯曲角度为30～50°，而通道弯曲半径则不小于100mm。可更换的喷嘴采用难熔的热强材料(比如钛合金)制成，并装配有一个用铁水不侵润的耐火材料(比如石墨)制作的可更换的套管，套管长度为通道内径的4～10倍。

本发明保证了镁粒(不带添加剂)能稳定地进入铁水中，并保证了铁水包脱硫具有很高的技术指标，即：

——镁的利用率高；

——镁剂单耗低；

——处理时铁损少；

——铁水温降小；

——铁水处理时间短；

——处理结果稳定而可靠；

——运行费用少。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

本发明喷枪出口处的一段通道做成为可更换的喷嘴形式，采用螺纹连接的方式与弯曲的主通道连接起来，主通道对喷枪纵轴线的弯曲角度为40°，而弯曲半径为110mm。可更换的喷嘴用难熔性热强材料(比如钛合金)制成，喷嘴再装配一个可更换的套管，套管用不被铁水浸润的耐火材料(比如石墨)制成，同时，套管的长度为通道内径长度的8倍。

如图1所示，本发明铁水脱硫镁剂喷枪包括：枪本体6、骨架1、配于骨架1外部的耐火衬2、与所述骨架1配接的通道3；所述通道3的出口处采用弯曲结构。所述通道3的出口处为可拆装结构，其端口喷嘴4与所述通道3封接。所述喷嘴4采用难熔性热强材料钛合金。所述喷嘴4以螺纹方式与通道3配接。所述通道3的出口处的弯曲角度α为40°，弯曲半径r＝110mm。在所述喷嘴4的外部配有耐火套管5。耐火套管5为石墨。所述耐火套管5的长度为通道3内径长度的8倍。

本发明铁水脱硫镁剂喷枪的工作方式按下述实现：

喷枪下潜进入铁水到必要深度。打开给料器，通过喷注系统把籽粒镁送入喷枪通道3，继而通过可更换喷嘴4送到铁水中。喷入必需的剂量后停止吹送，把喷枪提离熔体，关闭载气。

为把镁粒稳定的送入铁水中，必须保证在末端段(即通道的最末端)有可靠的输送，因为铁水鼓泡及由此引起的冲击力会导致铁水溅入通道末端。通道3对喷枪纵轴线弯曲一定角度，可使处理过程中载体和镁蒸汽离开通道3的出口，即铁水鼓泡区向喷枪的侧旁偏移。

实验室研究和实践均表明：如通道3对喷枪纵轴线的弯角小于30°，则无效果，因为铁水鼓泡区偏离喷枪很小，因此通道3仍可能被堵塞；而当弯角大于50°和弯曲半径小于100mm时，该段通道则产生较大阻力，会使载体和镁蒸汽受到遏制，在载体流量有一定限度的情况下(流量值是依据喷吹脱硫剂强度而确定的)，又不足以保证通道出口处有足够的压力。

实践证明，喷枪在使用过程中，处于与铁水接触状态中的通道出口可局部受热烧熔，使喷枪出口处通道发生变形，这不利于把镁粒喷吹到铁水中。把喷枪出口处一段通道做成为直线状的可更换喷嘴，以螺纹连接方式接到喷枪通道上，这样就可以快速更换喷嘴而不必更换整个通道或整支昂贵的喷枪。采用难熔热强材料制作可更换喷嘴，可显著延长喷嘴的使用寿命，同时也提高了喷吹镁粒的可靠性。

可更换喷嘴装配一个用不被铁水浸润的耐火材料制成的套管，保证了喷嘴不接触铁水，使镁剂在送入铁水的过程中，通道口能保持稳定的几何形状。耐火套管被磨损时也可快速更换新套管，无须更换贵重的喷枪。套管长度为通道内径的8倍，套管长度小于通道内径4倍时，不足以保证喷嘴不接触铁水；而套管长度大于通道内径10倍时，则更换困难，因而也不合理。

本发明的保护范围将不仅局限于上述具体实施方式，任何将铁水脱硫镁剂喷枪的输镁通道设计成弯曲状的结构形式均应认定为落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于，包括：枪本体(6)、骨架(1)、配于骨架(1)外部的耐火衬(2)、与所述骨架(1)配接的通道(3)；所述通道(3)的出口处采用弯曲结构。

2、根据权利要求1所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述通道(3)的出口处为可拆装结构，其端口喷嘴(4)与所述通道(3)封接。

3、根据权利要求2所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述喷嘴(4)采用难熔性热强材料。

4、根据权利要求2或3所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述喷嘴(4)以螺纹方式与通道(3)配接。

5、根据权利要求2或3所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述通道(3)出口处的弯曲角度α为30～50°，弯曲半径r≥100mm。

6、根据权利要求2或3所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：在所述喷嘴(4)的外部配有耐火套管(5)。

7、根据权利要求6所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：耐火套管(5)可采用石墨、氮化硼或赛隆。

8、根据权利要求6所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述耐火套管(5)的长度为通道(3)内径长度的4～10倍。

9、根据权利要求3所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：所述喷嘴(4)采用钛合金。

10、根据权利要求5所述的铁水脱硫镁剂喷枪，其特征在于：在所述喷嘴(4)的外部配有耐火套管(5)。

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