CN104759613B - 铁水罐除渣系统及铁水罐除渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁水罐除渣系统，包括吹气赶渣装置，该吹气赶渣装置包括吹气赶渣枪和定位该吹气赶渣枪位置的定位机构；所述吹气赶渣枪包括枪头，所述枪头包括中空的枪管、与枪管连接的气体分配器和多个喷嘴，气体分配器包括弧形腔体，所述多个喷嘴沿该弧形腔体的内弧面间隔排列布置，各喷嘴的喷吹方向在同一平面内，该平面与枪管的长度方向具有一夹角。本发明还涉及一种铁水罐除渣方法，该方法使用如上所述的铁水罐除渣系统进行除渣。本发明提供的除渣系统及方法操作时间短、铁损低，可减小吹气量，因此操作成本低，且除渣工作更为安全可靠。

Description

铁水罐除渣系统及铁水罐除渣方法

技术领域

本发明涉及铁水预处理技术领域，具体涉及一种铁水罐除渣系统及铁水罐除渣方法。

背景技术

铁水脱硫是炼钢工艺中一个必要环节，铁水脱硫之后有大量的渣漂浮在铁水表面。快速扒渣可以缩短脱硫周期，为炼钢周期的其他环节赢得时间，同时减少操作工的劳动量。提高扒渣的洁净度可以减少回硫，提高脱硫效果。减少脱硫扒渣的铁损可以节约生产成本，提高效益。因此发明一种快速扒渣，同时能提高扒渣洁净度和减少铁损的方法，对于钢材提升产品品质，提高生产效益和生产效率具有非常积极的意义。

吹气赶渣技术是用于铁水扒渣工序的一种新技术。申请号为201010269403.8的专利公开了一种吹气赶渣装置及赶渣方法，申请号为201010272903.7的专利公开了一种铁水预处理吹气赶渣设备，它们通过将吹气赶渣枪插入到铁水中，氮气在铁水内部形成气泡，气泡往上冒的过程中带动铁水翻滚形成波浪，波浪推赶渣往罐口方向聚集，达到赶渣的目的；由于需要将枪头插入铁水中，铁水不断侵蚀枪头的耐材，因此需要经常更换枪头，大大增加了生产成本和维护量。申请号为201120551436.1的专利公开了一种吹气赶渣装置，其赶渣枪不伸入到铁水中，而是正对铁水液面吹气，因其单点吹气且赶渣没有方向性，赶渣力度较弱且渣不易在罐口聚拢，如果吹气流量小则起不到赶渣的作用；如果吹气流量大容易造成涡流卷渣至铁水内部深处而不能被扒渣机扒出，进而造成铁水洁净度差，另外还会造成铁水喷溅，烧伤枪头甚至危及操作人员的人身安全。

另外现有技术的赶渣装置的布置均是采用从搅拌位（铁水脱硫时铁水罐所处位置）上方伸入枪头的方法，枪头必须穿除尘管道而过，不易设备布置且影响除尘效果。

因此有必要设计一种铁水罐除渣系统及铁水罐除渣方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种铁水罐除渣系统及铁水罐除渣方法，其扒渣时间短、除渣效果好、铁水洁净度高。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种铁水罐除渣系统，包括吹气赶渣装置，所述吹气赶渣装置包括吹气赶渣枪和定位所述吹气赶渣枪位置的定位机构；所述吹气赶渣枪包括枪头，所述枪头包括中空的枪管、与所述枪管连接的气体分配器和多个喷嘴，所述气体分配器包括弧形腔体，所述多个喷嘴沿所述弧形腔体的内弧面间隔排列布置，各所述喷嘴的喷吹方向在同一平面内，所述平面与所述枪管的长度方向具有一夹角。

进一步地，所述夹角在45°~90°范围内。

进一步地，所述弧形腔体的外弧面的曲率半径与所述铁水罐罐壁的曲率半径相同。

进一步地，所述吹气赶渣枪还包括中空的枪杆，所述枪杆与所述枪管通过法兰连接，所述枪杆与所述定位机构连接。

进一步地，所述定位机构包括定位所述吹气赶渣枪水平位置的横移结构和定位所述吹气赶渣枪竖直方向位置的摆动结构。

进一步地，所述横移结构包括横移轨道、沿所述横移轨道滑动的移动小车和驱动所述移动小车滑动的驱动件；所述摆动结构包括杠杆和设于所述移动小车上的摆动油缸，所述杠杆竖直设置且支点与所述移动小车铰接，所述杠杆一端与所述摆动油缸连接，另一端与所述枪杆连接。

进一步地，所述铁水罐除渣系统还包括气源，所述气源通过输气干路与所述吹气赶渣枪连接；自所述气源至所述吹气赶渣枪的方向，所述输气干路上依次串联设置有自动截止阀、减压阀、调节阀和单向阀，所述单向阀与所述吹气赶渣枪之间设有第一支路，所述第一支路上设有泄压阀。

进一步地，所述枪管外表面和所述弧形腔体外表面均敷设有耐火材料层。

进一步地，所述铁水罐除渣系统还包括扒渣装置，所述扒渣装置包括操作台、设于所述操作台上的运动轨道和沿所述运动轨道移动的扒渣机，所述运动轨道的中间位置处设有接近开关，在所述操作台上设有控制所述接近开关是否起作用的控制按钮。

本发明还提供一种铁水罐除渣方法，使用如上所述的铁水罐除渣系统进行除渣，包括以下步骤：

ST1：将铁水罐倾斜至扒渣位，定位机构驱动所述枪头伸至铁水上方；

ST2：所述吹气赶渣枪通气，在铁水液面不断形成波浪，波浪推送铁水液面的渣至罐嘴处集中，吹气的同时进行扒渣操作；初期采用低流量的吹气方式，随着渣越来越少，吹气流量缓慢增加；

ST3：扒渣完成后，吹气赶渣枪退出铁水罐，铁水罐回至正常位。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的吹气赶渣枪不伸入铁水中，枪头损耗小，有效降低设备成本和维护成本。通过在枪头设置多个喷嘴进行吹气赶渣，形成的波浪形状可以有效提高灌口处的浮渣的聚拢效果，铁损低，缩短赶渣时间。

本发明的进一步有益效果是：通过设置横移结构和摆动结构，可以灵活控制吹气赶渣枪的空间位置，方便了吹气赶渣枪及相关设备的布置，使得吹气赶渣枪可以不从搅拌位上方伸入枪头，从而不对除尘系统产生影响。吹气过程中，可以根据铁水液面的渣量及渣的分布情况调整枪头的位置，即多点吹气，有效提高除渣效果，缩短除渣时间。

本发明的进一步有益效果是：通过设置单向阀和泄压阀，单向阀可防止因气体倒流而使得枪体吸入热气甚至铁水，从而对吹渣赶渣枪起保护作用；泄压阀可保证在任何情况下吹气压力都在设定的安全范围内，避免发生喷溅事故，从而使得吹气赶渣工作更为安全可靠。

本发明的进一步有益效果是：通过设置接近开关，防止扒渣机与吹气赶渣枪碰撞，进一步提高吹气赶渣工作的安全性和可靠性。

本发明还具有以下有益效果：通过使用如上所述的除渣系统，本发明提供的除渣方法操作时间短、铁损低，可减小吹气量，因此操作成本低，且除渣工作更为安全可靠。可缩短后续工序的等待时间，可提高产量，降低整个炼钢工艺的能耗，有效提高生产效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的铁水罐除渣系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的吹气赶渣装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的枪头的结构示意图；

图4为图3沿A-A的剖视图；

图5为本发明实施例提供的供气装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的使用多孔吹气赶渣的效果示意图；

图7为本发明实施例提供的使用单孔吹气赶渣的效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7，本发明实施例提供一种铁水罐除渣系统，包括吹气赶渣装置1和扒渣装置；所述扒渣装置包括操作台、设于所述操作台上的运动轨道和在所述运动轨道上移动的扒渣机2。所述吹气赶渣装置1包括吹气赶渣枪和定位所述吹气赶渣枪位置的定位机构；所述吹气赶渣枪包括中空的枪杆10和与枪杆10连接的枪头11，所述枪头11包括中空的枪管12、与所述枪管12连接的气体分配器和多个喷嘴14，所述气体分配器包括弧形腔体13，所述多个喷嘴14沿所述弧形腔体13的内弧面间隔排列布置，各所述喷嘴14的喷吹方向在同一平面内，所述平面与所述枪管12的长度方向具有一夹角。其中，该弧形腔体13包括半径较大的外弧面、半径较小的内弧面以及连接所述外弧面和内弧面的两个侧面，上述的枪管12可以与其中一个侧面连接，也可通过一根弯管与所述外弧面连接，优选为与其中一个侧面连接，连接处的侧面上开设通孔以便与枪管12的中空内管对接联通；即该枪头11为钉耙状，枪管12即为该钉耙的把手部分，多个喷嘴14即形成该钉耙的钉齿部分。安装时，喷嘴14的喷吹方向朝向操作台一侧。各喷嘴14的喷吹方向所在的平面与枪管12长度方向的夹角不宜太小也不宜太大，如不能与枪管12长度方向平行或接近平行；以实现当枪头11伸入到铁水上方时，定位机构可以调整喷嘴14的喷吹方向与铁水罐3的倾斜方向基本一致且与铁水液面成一较小的夹角为佳；优选地，该夹角在45°~90°范围内，如图4所示，本实施例中该角度为90°。另外，所述枪管12外表面和所述弧形腔体13外表面均敷设有耐火材料层，防止铁水喷溅烧伤枪头11。

如图3-图4，内弧面的宽度可略大于喷嘴14的直径，使得进入弧形腔体13内的气体能够快速进入喷嘴14，以提高喷气的速度；各喷嘴14在该内弧面上平行间隔排列，形成一排喷嘴14。另外，所述弧形腔体13的外弧面的曲率半径与所述铁水罐3罐壁的曲率半径相同或相当，使得吹气赶渣枪可以更好地适用罐壁形状，从而使吹气位置尽可能靠后，最大程度的减少死角，使尽可能多的浮渣25被赶走。如图6-图7所示，发明人进行了一排多个喷嘴14和单个喷嘴14进行吹气赶渣的对比实验：多孔吹气，在罐壁附近形成的波浪通过罐壁的反作用力以及切向力可以将该处的浮渣25向铁水罐3中部推赶，因此多孔吹气形成的波浪形状可以有效提高灌口处的浮渣25的聚拢效果；而单孔吹气形成的波浪形状为圆弧形，对于罐壁附近的浮渣25的吹赶效果较差。该弧形腔体13的内弧面的曲率半径可与外弧面的曲率半径相同或大于外弧面的曲率半径，如将该内弧面设计为平面，喷吹气体时形成的波浪形状为直线型，本实施例中优选为内弧面和外弧面采用相同的曲率半径，如图6所示，形成的波浪形状更利于罐壁附近的浮渣25向铁水罐3中部推赶。

如图1-图3，所述枪杆10与所述枪管12通过法兰连接，枪杆10的中空管一端与枪管12的中空管对接联通形成气体通道，另一端连接气源15，采取这种方式方便枪头11的更换维护。所述枪杆10与所述定位机构连接，使得定位机构能够调整定位枪头11的位置。进一步地，所述定位机构包括定位所述吹气赶渣枪水平位置的横移结构和定位所述吹气赶渣枪竖直方向位置的摆动结构。优选地，所述横移结构包括横移轨道5、沿所述横移轨道5滑动的移动小车7和驱动所述移动小车7滑动的驱动件6，横移轨道5水平固定在结构梁4上，该结构梁4可就近设于扒渣机2上方的平台结构上，所述驱动件6可以为减速电机；所述摆动结构包括杠杆9和设于所述移动小车7上的摆动油缸8，所述杠杆9竖直设置且支点与所述移动小车7铰接，所述杠杆9一端与所述摆动油缸8连接，另一端与所述枪杆10连接。当然，也可以采取其他结构，如横移结构可采取齿轮齿条传动的方式，或采用电动推杆等，能够实现吹气赶渣枪横向移动和纵向摆动即可。通过横移结构调整枪头11在水平方向上的位置，通过摆动结构调整枪头11在竖直方向上的位置，从而定位枪头11的空间位置；采取这种结构，方便吹气赶渣枪及相关设备的布置，如可将吹气赶渣装置1设于扒渣装置的上方，占地小，方便集中操作；吹气赶渣枪可以不从搅拌位上方伸入枪头，从而不对除尘系统产生影响。在实际赶渣操作中，随着吹气的进行，铁水液面的渣量越来越少，此时可通过横移结构驱动枪头11逐渐向灌口移动，即采取多点吹气，可有效提高赶渣效率，减小吹气量。

作为实施例的一种优选结构，在所述扒渣机2的运动轨道的中间位置处设有接近开关24，在所述操作台上设有控制所述接近开关24是否起作用的控制按钮。该接近开关24用于限制扒渣机2在运动轨道上的移动行程，避免该扒渣机2与吹气赶渣枪碰撞；因此，该接近开关24的安装位置应根据实际情况确定，如铁水罐3的直径大小和倾斜程度，扒渣机2和吹气赶渣枪的伸长量等，通过该接近开关24控制扒渣机2与吹气赶渣枪之间的距离，方便操作又不会导致设备碰撞。控制按钮的作用是：当进行吹气赶渣操作时接近开关24起作用，限制扒渣机2行程，防止扒渣机2撞上吹气赶渣枪；当不用吹气赶渣操作时，接近开关24无效，扒渣机2恢复正常行程。

如图5，作为实施例的一种优选结构，所述铁水罐除渣系统的供气装置采取如下结构：气源15采用氮气，所述气源15通过输气干路与所述吹气赶渣枪连接；自所述气源15至所述吹气赶渣枪的方向，所述输气干路上依次串联设置有自动截止阀18、减压阀19、调节阀20和单向阀21，所述单向阀21与所述吹气赶渣枪之间设有第一支路，所述第一支路上设有泄压阀23。其中，所述自动截止阀18为气动截止阀或电动截止阀，所述调节阀20为气动调节阀或电动调节阀；该自动截止阀18和调节阀20的工作电路分别与铁水预处理工序控制系统连接，将自动截止阀18与铁水预处理工序控制系统连接，可实现远程控制气体通断；将调节阀20与铁水预处理工序控制系统连接，可远程调节气体压力，从而实现对吹气压力的实时自动调节。减压阀19可使气体压力降到工作压力范围内；单向阀21可防止因气体倒流而使得枪体吸入热气甚至铁水，从而对吹渣赶渣枪起保护作用；泄压阀23可保证在任何情况下吹气压力都在设定的安全范围内，避免发生喷溅事故。通过采取以上结构，使得本实施例提供的气体控制装置工作更为稳定可靠，提高吹气赶渣操作的安全性。

作为本实施例的一种优选结构，所述调节阀20与单向阀21之间设有第二支路，所述第二支路上设有压力变送器22，所述压力变送器22与铁水预处理工序控制系统连接。压力变送器22可实时将调节阀20后的气压反馈至铁水预处理工序控制系统，以便进行远程自动控制。进一步地，所述输气干路上还可设置手动截止阀16，所述手动截止阀16设于自动截止阀18与气源15之间，手动截止阀16用于检修时切断气源15。在减压阀19与调节阀20之间设有压力表17，在调节阀20与单向阀21之间设有压力表17，在自动截止阀18与手动截止阀16之间设有压力表17，可实时查看管路压力；所述各压力表17可接入铁水预处理工序控制系统，将实时压力数据反馈至控制系统，进一步保证数据的准确性，提高工作可靠性。

本发明实施例还提供一种铁水罐除渣方法，使用如上所述的铁水罐除渣系统进行除渣，包括以下步骤：

ST1：将铁水罐3倾斜至扒渣位，定位机构驱动所述枪头11伸至铁水上方，喷嘴14的喷吹方向朝向灌口一侧，并调整喷嘴14与铁水液面的距离以及喷嘴14喷吹方向与铁水液面的角度。

ST2：所述吹气赶渣枪通气，在铁水液面不断形成波浪，波浪推送铁水液面的渣至罐嘴处集中，吹气的同时扒渣机2将集中后的渣扒出；初期采用低流量的吹气方式，随着渣越来越少，吹气流量缓慢增加或横移结构驱动枪头11逐渐向灌口移动。

ST3：扒渣完成后，扒渣机2和吹气赶渣枪依次退出铁水罐3，铁水罐3回至正常位。

本发明实施例具有以下有益效果：本发明提供的吹气赶渣枪不伸入铁水中，枪头11损耗小，有效降低设备成本和维护成本。通过在枪头11设置多个喷嘴14进行吹气赶渣，形成的波浪形状可以有效提高灌口处的浮渣25的聚拢效果，铁损低，缩短赶渣时间。

本发明实施例的进一步有益效果是：通过设置单向阀21和泄压阀23，单向阀21可防止因气体倒流而使得枪体吸入热气甚至铁水，从而对吹渣赶渣枪起保护作用；泄压阀23可保证在任何情况下吹气压力都在设定的安全范围内，避免发生喷溅事故，从而使得吹气赶渣工作更为安全可靠。

本发明实施例的进一步有益效果是：通过设置接近开关24，防止扒渣机2与吹气赶渣枪碰撞，进一步提高吹气赶渣工作的安全性和可靠性。

本发明实施例还具有以下有益效果：通过使用如上所述的除渣系统，本发明提供的除渣方法操作时间短、铁损低，可减小吹气量，因此操作成本低，且除渣工作更为安全可靠。可缩短后续工序的等待时间，可提高产量，降低整个炼钢工艺的能耗，有效提高生产效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种铁水罐除渣系统，包括吹气赶渣装置，其特征在于：所述吹气赶渣装置包括吹气赶渣枪和定位所述吹气赶渣枪位置的定位机构；所述吹气赶渣枪包括枪头，所述枪头包括中空的枪管、与所述枪管连接的气体分配器和多个喷嘴，所述气体分配器包括弧形腔体，所述多个喷嘴沿所述弧形腔体的内弧面间隔排列布置，各所述喷嘴的喷吹方向在同一平面内且喷吹方向相同，所述平面与所述枪管的长度方向具有一夹角；

所述定位机构包括定位所述吹气赶渣枪水平位置的横移结构和定位所述吹气赶渣枪竖直方向位置的摆动结构，所述横移结构包括横移轨道、沿所述横移轨道滑动的移动小车和驱动所述移动小车滑动的驱动件，所述横移轨道水平固定在结构梁上，所述结构梁设于扒渣机上方的平台结构上；

所述铁水罐除渣系统还包括气源，所述气源通过输气干路与所述吹气赶渣枪连接；自所述气源至所述吹气赶渣枪的方向，所述输气干路上依次串联设置有自动截止阀、减压阀、调节阀和单向阀，所述单向阀与所述吹气赶渣枪之间设有第一支路，所述第一支路上设有泄压阀；

所述调节阀与所述单向阀间设有第二支路，所述第二支路上设有压力变送器，所述压力变送器与铁水预处理工序控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述夹角在45°～90°范围内。

3.根据权利要求1所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述弧形腔体的外弧面的曲率半径与所述铁水罐罐壁的曲率半径相同。

4.根据权利要求1所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述吹气赶渣枪还包括中空的枪杆，所述枪杆与所述枪管通过法兰连接，所述枪杆与所述定位机构连接。

5.根据权利要求4所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述摆动结构包括杠杆和设于所述移动小车上的摆动油缸，所述杠杆竖直设置且支点与所述移动小车铰接，所述杠杆一端与所述摆动油缸连接，另一端与所述枪杆连接。

6.根据权利要求1所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述枪管外表面和所述弧形腔体外表面均敷设有耐火材料层。

7.根据权利要求1所述的铁水罐除渣系统，其特征在于：所述铁水罐除渣系统还包括扒渣装置，所述扒渣装置包括操作台、设于所述操作台上的运动轨道和沿所述运动轨道移动的扒渣机，所述运动轨道的中间位置处设有接近开关，在所述操作台上设有控制所述接近开关是否起作用的控制按钮。

8.一种铁水罐除渣方法，其特征在于，使用如权利要求1至7中任一项所述的铁水罐除渣系统进行除渣，包括以下步骤：

ST1：将铁水罐倾斜至扒渣位，定位机构驱动所述枪头伸至铁水上方；

ST2：所述吹气赶渣枪通气，在铁水液面不断形成波浪，波浪推送铁水液面的渣至罐嘴处集中，吹气的同时进行扒渣操作；初期采用低流量的吹气方式，随着渣越来越少，吹气流量缓慢增加；

ST3：扒渣完成后，吹气赶渣枪退出铁水罐，铁水罐回至正常位。