CN104004875A - 高效铁水脱硫喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明属铁水预处理脱硫设备领域，尤其涉及一种高效铁水脱硫喷枪，它包括装配法兰（1）、外护管（2）、中心脱硫剂喷管（4）及耐火材料防护层（3）；在所述装配法兰（1）区域固定设有喷吹介质输入管（10）；所述外护管（2）与中心脱硫剂喷管（4）之间设有喷吹介质间隙（5）；所述喷吹介质输入管（10）的端口与喷吹介质间隙（5）相通；在所述外护管（2）的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构（6）；所述喷吹介质配气机构（6）包括供气腔体（7）及喷吹介质喷口（8）；所述喷吹介质间隙（5）与供气腔体（7）相通。本发明脱硫效果理想，搅拌力强，脱硫反应速度快。

Description

高效铁水脱硫喷枪

技术领域

本发明属铁水预处理脱硫设备领域，尤其涉及一种高效铁水脱硫喷枪。 

背景技术

转炉炼钢过程中脱硫，是在氧化的气氛下进行的，脱硫的深度有一定的局限性。随着钢铁工业的不断发展，根据钢的不同用途，要求钢中的含硫量越来越低，仅靠转炉炼钢过程中脱硫已满足不了钢种对硫的要求，如超低硫IF钢。在铁水入转炉前进行铁水预处理脱硫，是目前钢铁工业普遍采用的一种脱硫方式。 

铁水预处理脱硫是在还原气氛下进行的，有利于脱硫，脱硫成本低，可以进行深脱硫。 

传统单流道铁水脱硫喷枪，是喷枪内有一个流道，脱硫粉剂采用载气（如氮气）经喷枪流道进入到铁水内，脱硫粉剂和铁水中的硫发生反应生产脱硫产物，载气（如氮气）吹入到铁水内起到了搅拌的作用，加快脱硫粉剂和铁水中硫的反应，有利于脱硫产物的加速上浮排出，达到了脱硫的作用。但该单流道铁水脱硫喷枪，搅拌力方向单一，搅拌力不足，会造成一些脱硫粉剂，没参与脱硫就已上浮到渣中，一些脱硫产物上浮不充分仍在铁水内，起不到脱硫的效果，搅拌力弱，导致脱硫反应速度慢，脱硫效率低。 

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种脱硫效果理想，搅拌力强，脱硫反应速度快的高效铁水脱硫喷枪。 

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的： 

高效铁水脱硫喷枪，它包括装配法兰、外护管、中心脱硫剂喷管及耐火材料防护层；所述中心脱硫剂喷管固定置于外护管内；所述中心脱硫剂喷管及外护管与装配法兰固定相接；在所述装配法兰区域固定设有喷吹介质输入管；所述外护管与中心脱硫剂喷管之间设有喷吹介质间隙；所述喷吹介质输入管的端口与喷吹介质间隙相通；在所述外护管的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构；所述喷吹介质配气机构包括供气腔体及喷吹介质喷口；所述喷吹介质间隙与供气腔体相通。

作为一种优选方案，本发明所述喷吹介质喷口为12个。 

作为另一种优选方案，本发明所述喷吹介质喷口与供气腔体外壁的偏角45o≤a≤135 o。 

进一步地，本发明在所述中心脱硫剂喷管外固定设有内护管。 

一种高效铁水脱硫喷枪，它包括装配法兰、外护管、中心脱硫剂喷管及耐火材料防护层；所述中心脱硫剂喷管固定置于外护管内；所述中心脱硫剂喷管及外护管与装配法兰固定相接；其特征在于：在所述装配法兰区域固定设有喷吹介质输入管；在所述外护管内固定设有喷吹介质输送管；所述喷吹介质输入管与喷吹介质输送管相通；在所述外护管的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构；所述喷吹介质配气机构包括供气腔体及喷吹介质喷口；所述喷吹介质输送管与供气腔体相通。 

供给转炉用的铁水在转炉内进行吹氧降碳冶炼成钢水的过程中，因添加石灰等造渣材料，其含硫量有较大幅度的下降，脱硫率可达40～60%。转炉冶炼过程中因是氧化性气氛，脱硫能力有限，对有些钢种含硫量要求更低，只采用转炉脱硫是满足不了要求。因此，采用铁水预处理脱硫是钢铁工业普遍采用的脱硫方式铁水是还原性气氛有利于脱硫，且铁水脱硫经济实用。本发明使用时将双流道喷枪插入铁水一定深度，其中一个流道向铁水内喷吹脱硫粉剂，载气采用氮气（或其它惰性气体），同时另一流道只向铁水中吹入氮气（或其它惰性气体），提高搅拌力，使铁水中硫重量含量降低到目标要求。采用双流道铁水预处理喷枪可完全替代传统单流道铁水预处理喷枪，其技术特点是，在达到同样脱硫效果的条件下，脱硫粉剂的用量降低30%左右，脱硫时间减少一半，渣中的带铁量降低20%以上。采用双流道铁水预处理喷枪进行铁水脱硫处理的铁水，硫在铁水中的波动小、均匀稳定 ，脱硫产物上浮充分，渣铁分离快，铁水收得率高，有利于连续大生产作业。最大的脱硫深度可达0.0007%。采用双流道铁水预处理喷枪，与传统单流道铁水预处理喷枪相比，避免了载气搅拌方向范围狭窄、搅拌强度不足的缺点，实现了在铁水内360度全方位搅拌，搅拌强度提高一倍。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。 

图1为本发明的一种实施方式整体结构示意图； 

图2为本发明图1中A-A向侧视图；

图3为本发明图1中C-C向剖视图；

图4为本发明另一种实施方式整体结构示意图；

图5为本发明图4中C-C向剖视图。

图中：1、装配法兰；2、外护管；3、耐火材料防护层；4、中心脱硫剂喷管；5、喷吹介质间隙；6、喷吹介质配气机构；7、供气腔体；8、喷吹介质喷口；9、喷吹介质输送管；10、喷吹介质输入管；11、内护管。 

具体实施方式

如图1所示，高效铁水脱硫喷枪，它包括1、外护管2、中心脱硫剂喷管4及耐火材料防护层3；所述中心脱硫剂喷管4固定置于外护管2内；所述中心脱硫剂喷管4及外护管2与装配法兰1固定相接；在所述装配法兰1区域固定设有喷吹介质输入管10；所述外护管2与中心脱硫剂喷管4之间设有喷吹介质间隙5；所述喷吹介质输入管10的端口与喷吹介质间隙5相通；在所述外护管2的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构6；所述喷吹介质配气机构6包括供气腔体7及喷吹介质喷口8；所述喷吹介质间隙5与供气腔体7相通。 

本发明系通过喷吹介质间隙5完成喷吹介质输送过程。在实际脱硫作业中，脱硫剂在载气作用下，通过中心脱硫剂喷管4被送至熔体中。另一路，喷吹介质通过喷吹介质输入管10及喷吹介质间隙5进入喷吹介质配气机构6的供气腔体7中，再经喷吹介质喷口8最终喷入熔体中。喷吹介质在喷吹过程中对熔体起到一定的搅拌作用。 

本发明可替代传统的单流道铁水脱硫喷枪，达到快速脱硫，硫成分波动小，降低脱硫粉剂用量，渣中的带铁量降低20%以上，显著降低成本，实现多炉连续生产。本发明在单流道铁水脱硫喷枪的基础上，在其枪体内增加一条通道，该流道只是用于通过气体，不作为脱硫粉剂通道，在出口处该流道进行了特殊的设计，使其在360度方向出气。 

本发明所述喷吹介质喷口8为12个。当然，根据实际设计需要也可采用其它数量。 

本发明所述喷吹介质喷口8与供气腔体7外壁的偏角45o≤a≤135o。通过调整上述偏角，可在熔体中形成涡流效应，从而进一步强化脱硫效果。 

为防护中心脱硫剂喷管，本发明在所述中心脱硫剂喷管4外可固定设有内护管11。 

铁水预处理脱硫工艺是：高炉产生的铁水，在进入转炉冶炼前，对低硫要求的钢种中，采用铁水脱硫处理。铁水脱硫是喷枪插入铁水一定深度，将脱硫粉剂通过喷枪输送到铁水内部后用气体进行搅拌，使脱硫粉剂与铁水中的硫充分反应，生成的脱硫产物上浮到铁水顶渣中，采用推扒渣设备将铁水顶渣扒掉，即完成了铁水脱硫的目的。 

铁水脱硫反应方程式：CaO+FeS=CaS+FeO或Mg+FeS=MgS+Fe2+；脱硫粉剂：流态化石灰粉，镁粉，碳酸盐等；脱硫产物：硫化镁，硫化钙等。 

高效铁水脱硫喷枪可替代传统单流道铁水脱硫喷枪，高效铁水脱硫喷枪的一个流道为脱硫粉剂和载气（如氮气）通道，另一流道为气体（如氮气）通道，这种设计方式在铁水参见处理脱硫时，搅拌力增加了一倍以上，搅拌方向为360度全方位，脱硫粉剂和铁水中硫的反应加快，搅拌均匀，脱硫产物快速上浮排出，脱硫时间减少一半，脱硫粉剂的用量降低30%左右，渣中的带铁量降低20%以上。 

作为另外一种设计模式，本发明系采用喷吹介质输送管9完成喷吹介质输送过程，其具体结构包括装配法兰1、外护管2、中心脱硫剂喷管4及耐火材料防护层3；所述中心脱硫剂喷管4固定置于外护管2内；所述中心脱硫剂喷管4及外护管2与装配法兰1固定相接；在所述装配法兰1区域固定设有喷吹介质输入管10；在所述外护管2内固定设有喷吹介质输送管9；所述喷吹介质输入管10与喷吹介质输送管9相通；在所述外护管2的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构6；所述喷吹介质配气机构6包括供气腔体7及喷吹介质喷口8；所述喷吹介质输送管9与供气腔体7相通。 

本发明双流道铁水预处理脱硫喷枪是自耗式喷枪，喷枪双流通道外浇注耐火材料保护喷枪通道。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.高效铁水脱硫喷枪，包括装配法兰（1）、外护管（2）、中心脱硫剂喷管（4）及耐火材料防护层（3）；所述中心脱硫剂喷管（4）固定置于外护管（2）内；所述中心脱硫剂喷管（4）及外护管（2）与装配法兰（1）固定相接；其特征在于，在所述装配法兰（1）区域固定设有喷吹介质输入管（10）；所述外护管（2）与中心脱硫剂喷管（4）之间设有喷吹介质间隙（5）；所述喷吹介质输入管（10）的端口与喷吹介质间隙（5）相通；在所述外护管（2）的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构（6）；所述喷吹介质配气机构（6）包括供气腔体（7）及喷吹介质喷口（8）；所述喷吹介质间隙（5）与供气腔体（7）相通。

2.根据权利要求1所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述喷吹介质喷口（8）为12个。

3.根据权利要求2所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述喷吹介质喷口（8）与供气腔体（7）外壁的偏角45o≤a≤135 o。

4.根据权利要求1～3之任一所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：在所述中心脱硫剂喷管（4）外固定设有内护管（11）。

5.一种高效铁水脱硫喷枪，包括装配法兰（1）、外护管（2）、中心脱硫剂喷管（4）及耐火材料防护层（3）；所述中心脱硫剂喷管（4）固定置于外护管（2）内；所述中心脱硫剂喷管（4）及外护管（2）与装配法兰（1）固定相接；其特征在于：在所述装配法兰（1）区域固定设有喷吹介质输入管（10）；在所述外护管（2）内固定设有喷吹介质输送管（9）；所述喷吹介质输入管（10）与喷吹介质输送管（9）相通；在所述外护管（2）的尾部区域横向固定设有喷吹介质配气机构（6）；所述喷吹介质配气机构（6）包括供气腔体（7）及喷吹介质喷口（8）；所述喷吹介质输送管（9）与供气腔体（7）相通。

6.根据权利要求5所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述喷吹介质喷口（8）为12个。

7.根据权利要求6所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述喷吹介质喷口（8）与供气腔体（7）外壁的偏角45o≤a≤135 o。

8.根据权利要求5～7之任一所述的高效铁水脱硫喷枪，其特征在于：在所述中心脱硫剂喷管（4）外固定设有内护管（11）。