CN102091777B - 冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，包括与中间包连通的一级离心桶，还包括箱体、二级离心桶、钢包和液压举升装置。应用所述设备去除非金属夹渣物的方法是非金属夹渣物经过两次离心被清洗渣吸附清洗，穿过清洗渣积聚在钢包底部，得到高洁净度钢水。与传统的技术相比，本发明解决了电磁驱动离心旋转中间包技术去除非金属夹渣物过程中，较大颗粒的夹渣物不能及时被清洗渣吸附的不足，提高了吸附效果，保证离心后钢水的高洁净度；采用二级离心方式使得钢水经过两次离心后非金属夹渣物及时被清洗渣吸附，工作过程连续不断，离心效果好，大大提高了高洁净度钢的冶炼效率和质量，提高了高洁净度钢的生产量。

Description

冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备及方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，具体地说是冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备及方法，以此得到高洁净度钢。

背景技术

冶金技术领域中，在生产高洁净度钢材的过程中，为去除钢水中的非金属夹渣物，现有技术是利用电磁驱动旋转离心中间包的一级离心技术，该技术的工作原理是：利用电磁驱动使钢包内的钢水旋转，利用转动的钢水所产生的离心力促进密度小于钢铁的非金属夹渣物向中心聚集，使小颗粒的非金属夹渣物在聚集的过程中形成较大颗粒的非金属夹渣物，有利于较大颗粒非金属夹渣物的上浮分离。这种现有方法虽然能够将非金属夹渣物旋转上浮进行分离，但是由于颗粒较大的夹渣物离心上浮需要一定的时间，不能被及时的分离出来，它与清洗渣不能及时进行冶金反应和化学反应，影响了非金属夹渣物在清洗渣上的吸附，影响去渣效果；由于现有技术的电磁离心桶是桶内的钢水旋转，由于钢水重量极大，在旋转过程中，速度有限，钢水中心部位受到的离心力小，远远不能达到预期的离心效果，而且钢水的离心过程中，为了避免漏电事故，在电磁通电作业过程中，钢水不能进出，不能实现连续作业，工作效率低，生产量远远不能满足实际需求。

发明内容

本发明是针对传统炼钢过程中去除非金属杂质的方法和设备的不足，一是提供一种去除非金属夹渣物效果好的二级离心去渣技术，二是提供一种能够实现这种二级离心去渣技术的设备。

实现上述发明目的采用以下技术方案：一种冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，包括与中间包连通的一级离心桶，还包括箱体、二级离心桶、钢包和液压举升装置，其中：

a、所述一级离心桶的外部设有齿轮组，桶壁内设有一级冷却水管，且一级离心桶的底部设有与其内部连通的离心孔；

b、所述二级离心桶固定套装在一级离心桶的下部，二级离心桶的桶壁内设有二级冷却水管；所述二级离心桶的下部设置在钢包内部；

c、所述箱体通过连接件分别与一级离心桶的上部和二级离心桶的上部连接；

d、所述液压举升装置设置在钢包的底部，该液压举升装置包括钢包平台、支撑平板和液压油缸，所述钢包平台和支撑平板之间设置有压力传感器；

e、所述一级、二级冷却水管的进水管通过水泵与水箱连通、排水管均与回水箱连通；液压油缸通过液压泵与油箱连通；齿轮组通过传动轴与齿轮组驱动电机连接；齿轮组驱动电机、水泵电机和液压泵电机均与可编程控制器连接。

应用所述设备去除非金属夹渣物的方法，所述非金属夹渣物经过两次离心被清洗渣吸附清洗，它按照如下步骤进行：

①开启电机，电机带动齿轮组转动，一级离心桶和二级离心桶同时旋转；

②液压举升装置工作，钢包上移，二级离心桶下部进入清洗渣之中；

③中间包中的钢水经过长水口进入一级离心桶，钢水随一级离心桶旋转，在旋转过程中，钢水及较大颗粒的夹渣物由离心孔甩出；

④钢水被甩至二级离心桶的桶壁上，并迅速形成钢水薄膜，沿二级离心桶桶壁下滑至桶底边缘，然后呈不规则的液滴被甩出；同时，钢水中的非金属夹渣物被离心至钢水内表面，被二级离心桶下部的清洗渣吸附；

⑤钢水液滴与清洗渣接触，并穿过清洗渣积聚在钢包底部，即得到高洁净度钢水；

⑥定时将钢包底部的钢水排出，进入下一步生产程序。

与传统的技术相比，本发明解决了电磁驱动离心旋转中间包技术去除非金属夹渣物过程中，较大颗粒的夹渣物不能及时被清洗渣吸附的不足，提高了吸附效果，保证离心后钢水的高洁净度；采用二级离心方式使得钢水经过两次离心后非金属夹渣物及时被清洗渣吸附，工作过程连续不断，离心效果好，大大提高了高洁净度钢的冶炼效率和质量，提高了高洁净度钢的生产量。

附图说明

图1为本发明二级离心设备的整体结构示意图。

图中：液压油缸1，支撑平板2，压力传感器3，钢包平台4，钢包5，二级离心桶6，二级冷却水管7，离心孔8，一级离心桶9，二级离心桶环形水槽体10，固定盘11，从动齿轮12，一级冷却水管13，箱体14，一级离心桶环形水槽体15，水封16，氩气保护盖17，氩气进气管18，中间包19，长水口20，一级排水管21，一级进水管22，主动齿轮23，电机24，二级排水管25，二级进水管26，清洗渣27，回水箱28，水箱29，水泵电机30，钢包钢水31，液压泵电机32，油箱33。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

参见附图1，本实施例提供的是冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的方法，以及实现上述方法的设备，而这种设备是在现有的一级离心桶的基础上进行改进，对钢水进行二级离心，以此实现去除钢水中的非金属夹渣物、得到高洁净度钢的目的。

这种冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，包括与中间包19连通的一级离心桶9，还包括箱体14、二级离心桶6、钢包5和液压举升装置，其中：

一级离心桶9的外部设有齿轮组，该齿轮组为伞形齿轮组合，包括主动齿轮23和从动齿轮12，桶壁内设有一级冷却水管13，且一级离心桶9的底部设有与其内部连通的离心孔8。中间包19内有钢水，中间包19通过伸进一级离心桶9内的长水口20与一级离心桶9连通，且一级离心桶9顶部设有氩气保护盖17，该氩气保护盖17上还连接有氩气进气管18。多个离心孔8均匀设置在一级离心桶9的底部圆周上。

二级离心桶6固定套装在一级离心桶9的下部，二级离心桶6的桶壁内设有二级冷却水管7。二级离心桶6的下部设置在钢包5内部，二级离心桶6的底部为开放式结构，钢包5为上敞口的筒状结构。一级离心桶9和二级离心桶6同心设置，二者通过上下平行设置的多个固定盘11固定连接为一体结构，本实施例中，固定盘11为两个。

箱体14通过作为连接件的轴承分别与一级离心桶9的上部和二级离心桶6的上部连接。即将两个离心桶的上部封闭起来，而整个箱体14固定不动，作为整个设备的固定支撑部件，而两个离心桶通过轴承在箱体内自由转动。

液压举升装置设置在钢包5的底部，它主要包括液压油缸1、支撑平板2、压力传感器3和钢包平台4，钢包平台4和支撑平板2之间设置有压力传感器3。压力传感器3的个数和具体设置位置根据整体设备的大小确定。随着钢包5内钢水31的增加或减少，清洗渣的液面会上升或下降，液压油缸会在压力传感器和可编程控制器的控制下，对钢包平台进行下降或举升，保证二级离心桶进入液态清洗渣的深度，以及清洗渣与二级离心甩出的钢水的接触面积。

一级、二级冷却水管13、7都包括进水管和排水管，进水管均通过水泵与水箱29连通、排水管均直接与回水箱28连通。液压油缸1通过液压泵与油箱33连通。齿轮组通过传动轴与电机24连接，故将该电机24称为齿轮组驱动电机。水泵与水泵电机30连接，液压泵与液压泵电机32连接。电机24、水泵电机30和液压泵电机32均与可编程控制器连接。

一级离心桶9和二级离心桶6的上部外圆周上均套装有环形水槽体15、10，冷却水管设置在一级离心桶9和二级离心桶6的桶壁内部，且与环形水槽体15、10连通。环形水槽与桶壁之间设有水封16，用于保证进水管和排水管的密封效果。一级离心桶环形水槽体15为环形结构，其内部分为上下两层环形水槽，且上层为排水环形槽，下层为进水环形槽，桶壁上并列设置有上下两层沿桶壁圆周均匀排布、且分别与排水环形槽和进水环形槽位置相对应的排水口和进水口，排水口和进水口均与桶壁内部连通，排水环形槽与一级离心桶排水管21连接，进水环形槽与一级离心桶进水管22连接，在桶壁内部还设置有与每个进水口连通的冷却水管，各冷却水管的下端直接进入到桶壁底部，属于内置式冷却水管。二级离心桶环形水槽体10、二级离心桶进水管26和二级离心桶排水管25的结构和布置与一级离心的环形水槽和冷却水管相同。这样，在钢铁的去渣过程中，冷却水由进水管直接进入到离心桶桶壁内的底部，然后随着冷却水的增多水面不断上升，再由排水管排出，在整个循环过程中，实现对离心桶的冷却降温。

钢包5内充填有液态清洗渣27，二级离心桶6的下部浸没在清洗渣之中。清洗渣27的液面高度一般在200-500mm左右，渣温为1450-1750摄氏度，随着夹杂有大颗粒非金属夹渣物的钢水的向下移动，清洗渣27会浮在钢包钢水31上方，而最终存储在钢包下部的钢包钢水31就是经过清洗渣27吸附、清洗之后的高洁净度钢水。为了提高清洗渣的吸附效果，二级离心桶6的下部伸进液态的清洗渣27内部，由于二级离心桶6的底部为开放式，那么二级离心桶6的下部也被液态的清洗渣填满，钢水的二级离心是在清洗渣中进行的。

一级离心桶9、二级离心桶6的桶内壁，以及一级离心桶9和二级离心桶6底部均采用耐高温镀膜材料制作而成，这里所述的耐高温镀膜材料主要是指铬、镍钴等。为保证设备运转的安全和连续，箱体14与离心桶连接的轴承也采用高温轴承。

应用上述设备去除非金属夹渣物的方法，它按照如下步骤进行：

①开启电机24，电机24通过传动轴带动齿轮组转动，该齿轮组为伞齿轮组合，一级离心桶9和二级离心桶6在齿轮组的带动下同时旋转。

②液压举升装置工作，钢包5上移，二级离心桶6的下部进入液态的清洗渣之中。

③中间包19中的钢水经过长水口20进入一级离心桶9，钢水随一级离心桶9旋转，在旋转过程中，钢水受到离心作用力，钢水中的非金属夹渣物在离心过程中逐渐聚集为大颗粒的夹渣物，随着钢水的不断供给，钢水及较大颗粒的夹渣物由离心孔8甩出。

④钢水被甩至二级离心桶6的桶壁上，在旋转离心力的作用下，并迅速形成钢水薄膜，沿二级离心桶6的桶壁下滑至桶底边缘，然后呈不规则的液滴被甩出，同时，在离心力的作用下，钢水中的非金属夹渣物被离心出来至钢水的内表面，由于二级离心桶6下部被液态清洗渣充填，钢水中的非金属夹渣物被二级离心桶下部的清洗渣吸附，钢水在下滑过程中就与清洗渣接触，在下滑移动的过程中，钢水中的非金属夹渣物也会被清洗渣吸附。

⑤钢水液滴与清洗渣接触，并穿过清洗渣积聚在钢包5底部，即得到高洁净度钢水；

⑥定时将钢包底部的钢水排出，进入下一步生产程序。

由于二级离心桶6在转动过程中，也会带动起周围的液态清洗渣一起旋转，在其旋转的过程中，由于钢水被甩出时及时与清洗渣接触，在其穿过的过程中，液滴状的钢水与清洗渣的接触面积和接触时间大大增加，这样有利于清洗渣对非金属夹渣物的吸附，提高去渣效果。

Claims (5)

1.一种冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，包括与中间包连通的一级离心桶，其特征在于，还包括箱体、二级离心桶、钢包和液压举升装置，其中：

a、所述一级离心桶的外部设有齿轮组，桶壁内设有一级冷却水管，且一级离心桶的底部设有与其内部连通的离心孔；

b、所述二级离心桶固定套装在一级离心桶的下部，二级离心桶的桶壁内设有二级冷却水管；所述二级离心桶的下部设置在钢包内部；

c、所述箱体通过连接件分别与一级离心桶的上部和二级离心桶的上部连接；

d、所述液压举升装置设置在钢包的底部，该液压举升装置包括钢包平台、支撑平板和液压油缸，所述钢包平台和支撑平板之间设置有压力传感器；

e、所述一级、二级冷却水管的进水管通过水泵与水箱连通、排水管均与回水箱连通；液压油缸通过液压泵与油箱连通；齿轮组通过传动轴与齿轮组驱动电机连接；齿轮组驱动电机、水泵电机和液压泵电机均与可编程控制器连接。

2.根据权利要求1所述的冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，其特征在于，所述一级离心桶和二级离心桶的上部均套装有环形水槽体，冷却水管设置在桶壁内部，且与环形水槽体相通；所述环形水槽体与桶壁之间设有水封。

3.根据权利要求1所述的冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，其特征在于，所述钢包内充填有液态清洗渣，二级离心桶的下部浸没在清洗渣之中。

4.根据权利要求1所述的冶炼钢铁过程中去除非金属夹渣物的设备，其特征在于，所述一级离心桶、二级离心桶的桶内壁，以及一级离心桶和二级离心桶底部均采用耐高温镀膜材料制作而成。

5.一种应用权利要求1-4中任意一项所述的设备去除非金属夹渣物的方法，其特征在于，所述非金属夹渣物经过两次离心被清洗渣吸附清洗，它按照如下步骤进行：

①开启电机，电机带动齿轮组转动，一级离心桶和二级离心桶同时旋转；

②液压举升装置工作，钢包上移，二级离心桶下部进入清洗渣之中；

③中间包中的钢水经过长水口进入一级离心桶，钢水随一级离心桶旋转，在旋转过程中，钢水及较大颗粒的夹渣物由离心孔甩出；

④钢水被甩至二级离心桶的桶壁上，并迅速形成钢水薄膜，沿二级离心桶桶壁下滑至桶底边缘，然后呈不规则的液滴被甩出；同时，钢水中的非金属夹渣物被离心至钢水内表面，被二级离心桶下部的清洗渣吸附；

⑤钢水液滴与清洗渣接触，并穿过清洗渣积聚在钢包底部，即得到高洁净度钢水；

⑥定时将钢包底部的钢水排出，进入下一步生产程序。

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