CN111299560B - 铁水包聚渣装置及聚渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了铁水包聚渣装置及聚渣方法，属于冶金铸造技术领域，包括：铁水包、输气座和环形电磁绕组。铁水包铁水包侧壁下部的周向开设有多个排气孔；排气孔内填充有透气件。输气座连接在铁水包的底部；输气座与铁水包之间构成用于连通排气孔的分流腔；输气座上设有用于连通分流腔的输气管。环形电磁绕组设于铁水包的上方，环形电磁绕组与铁水包同轴设置，用于驱动铁水包顶部的铁水绕环形电磁绕组的轴线转动。本发明还提供一种聚渣方法。本发明提供的铁水包聚渣装置及聚渣方法通过喷吹气体与行波磁场共同作用，能够向铁水包的中部聚集铁渣，聚渣效果明显，减少了扒渣次数，提高了铁水的纯净度。

Description

铁水包聚渣装置及聚渣方法

技术领域

本发明属于冶金铸造技术领域，更具体地说，是涉及铁水包聚渣装置以及采用了该铁水包聚渣装置的聚渣方法。

背景技术

铁水预处理脱硫工艺中会产生大量的预处理铁渣，铁水在进入转炉炼钢工序前需要进行铁水包聚渣以及扒渣处理。传统的采用一种含矽的聚渣材料，此种材料不仅成本高，聚渣效果差，并且对环境污染严重。现有的聚渣方法为向铁水内通入一根高压空气管进行喷吹，在高压气体的作用下铁渣最终完全覆盖在铁水的表面，虽然铁渣已经分离，但由于铁渣覆盖在铁水的上方，聚渣效果不明显，后续往往需要渣耙深入铁水内往复扒渣多次，铁渣无法有效去除，铁水的纯净度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供铁水包聚渣装置，旨在解决聚渣效果不明显，导致后续需要扒渣多次并且铁水的纯净度不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供铁水包聚渣装置，包括：

铁水包，所述铁水包侧壁下部的周向开设有多个排气孔；所述排气孔内填充有透气件；

输气座，连接在所述铁水包的底部；所述输气座与所述铁水包之间构成用于连通所述排气孔的分流腔；所述输气座上设有用于连通所述分流腔的输气管；和

环形电磁绕组，设于所述铁水包的上方，所述环形电磁绕组与所述铁水包同轴设置，用于驱动所述铁水包顶部的铁水绕所述环形电磁绕组的轴线转动。

作为本申请另一实施例，还包括连接件；所述连接件用于可拆卸地连接所述输气座和所述铁水包。

作为本申请另一实施例，所述输气管连接于所述输气座底部的中心处。

作为本申请另一实施例，所述输气座的一侧设有驱动件，所述输气座上设有与所述驱动件抵靠的驱动球头。

作为本申请另一实施例，所述驱动件上固定有与所述驱动球头驱动配合的弯曲板。

作为本申请另一实施例，所述环形电磁绕组包括：

隔热壳体，位于所述铁水包的上方；

环形铁芯，同轴连接在所述隔热壳体内；和

多个绕组，缠绕在所述环形铁芯上。

作为本申请另一实施例，所述隔热壳体内开设有冷却腔。

作为本申请另一实施例，所述铁水包的上方设置有扒渣斗。

作为本申请另一实施例，两个所述扒渣斗相对铰接在固定杆上：所述扒渣斗上开设有扒渣孔，两个所述扒渣斗均与动力件铰接，并借助所述动力件开合与关闭。

本发明提供的铁水包聚渣装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铁水包聚渣装置中在铁水包侧壁下部的周向均匀开设有多个排气孔，为了气体的均匀以及防止铁水的回流在排气孔内填充有透气件。在铁水包的底部连接有输气座，输气座与铁水包之间构成用于连通排气孔的分流腔，输气座上设有用于连通分流腔的输气管。输气管排出的气体由分流腔流入多个排气孔内。在铁水包的上方设有环形电磁绕组。通过从排气孔内排出的气体上浮翻动铁水，使铁水液面产生沸腾面，每一排出孔排出的气体在到达铁水的顶层后均能够将铁渣推挤至外侧，而通过将多个排次孔沿周向均匀排布，使得铁渣能够聚集在铁水包的中部，通过环形电磁绕组产生的行波磁场能够驱动铁水绕环形电磁绕组的轴线运动，在铁水转动过程中，铁水的外沿高度升高，而中部的铁水向下凹陷，铁渣聚集在铁水的中部，便于后续的扒渣。本申请通过喷吹气体与行波磁场共同作用，能够向铁水包的中部聚集铁渣，聚渣效果明显，减少了扒渣次数，提高了铁水的纯净度。

本发明的另一目的在于提供一种聚渣方法，包括：

在铁水包的底部的多个排气孔内填充透气件；

在所述铁水包的底部连接输气座，所述输气座与所述铁水包围设成分流腔，将输气管排出的气体通过所述分流腔分流至多个所述铁水包开设的排气孔内；

启动位于所述铁水包的上方且同轴设置的环形电磁绕组，借助所述环形电磁绕组产生的行波磁场驱动所述铁水包顶部的铁水绕所述铁水包的轴线转动，将铁渣聚集在所述铁水包的中部。

本发明提供的聚渣方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铁水包聚渣方法中在铁水包的底部的多个排气孔内填充透气件。在铁水包的底部连接输气座，输气座与铁水包围设成分流腔，将输气管排出的气体通过分流腔分流至多个铁水包开设的排气孔内。启动位于铁水包的上方且同轴设置的环形电磁绕组，借助环形电磁绕组产生的行波磁场驱动铁水包顶部的铁水绕铁水包的轴线转动，将铁渣聚集在铁水包的中部。通过从排气孔内排出的气体上浮翻动铁水，使铁水液面产生沸腾面，每一排出孔排出的气体在到达铁水的顶层后均能够将铁渣推挤至外侧，而通过将多个排次孔沿周向均匀排布，使得铁渣能够聚集在铁水包的中部，通过环形电磁绕组产生的行波磁场能够驱动铁水绕环形电磁绕组的轴线运动，在铁水转动过程中，铁水的外沿高度升高，而中部的铁水向下凹陷，铁渣聚集在铁水的中部，便于后续的扒渣。本申请通过喷吹气体与行波磁场共同作用，能够向铁水包的中部聚集铁渣，聚渣效果明显，减少了扒渣次数，提高了铁水的纯净度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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他的附图。

图1为本发明实施例一提供的扒渣前铁水包聚渣装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的隔热壳体与环形铁芯的连接示意图；

图3为本发明实施例二提供的扒渣前铁水包聚渣装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的扒渣斗与固定杆的连接示意图；

图5为本发明实施例提供的聚渣方法的流程图。

图中：1、铁水包；2、输气座；3、分流腔；4、排气孔；5、输气管；6、隔热壳体；7、绕组；8、铁芯；9、冷却腔；10、进风口；11、隔板；12、出风口；13、弯曲板；14、驱动球头；15、驱动件；16、固定杆；17、动力件；18、摆动杆；19、扒渣斗；20、扒渣孔；21、透气件；22、连接件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，现对本发明提供的铁水包聚渣装置进行说明。铁水包聚渣装置，包括：铁水包1、输气座2和环形电磁绕组7。铁水包1沿铁水包1侧壁下部的周向均匀开设有多个排气孔4；排气孔4内填充有透气件21。输气座2连接在铁水包1的底部；输气座2与铁水包1之间构成用于连通排气孔4的分流腔3；输气座2上设有用于连通分流腔3的输气管5。环形电磁绕组7设于铁水包1的上方，环形电磁绕组7与铁水包1同轴设置，用于驱动铁水包1顶部的铁水绕环形电磁绕组7的轴线转动。

本发明提供的铁水包聚渣装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铁水包聚渣装置中在铁水包1侧壁下部的周向均匀开设有多个排气孔4，为了气体的均匀以及防止铁水的回流在排气孔4内填充有透气件。在铁水包1的底部连接有输气座2，输气座2与铁水包1之间构成用于连通排气孔4的分流腔3，输气座2上设有连通分流腔3的输气管5。输气管5排出的气体由分流腔3流入多个排气孔4内。在铁水包1的上方设有环形电磁绕组7。通过从排气孔4内排出的气体上浮翻动铁水，使铁水液面产生沸腾面，每一排出孔排出的气体在到达铁水的顶层后均能够将铁渣推挤至外侧，而通过将多个排次孔沿周向均匀排布，使得铁渣能够聚集在铁水包1的中部，通过环形电磁绕组7产生的行波磁场能够驱动铁水绕环形电磁绕组7的轴线运动，在铁水转动过程中，铁水的外沿高度升高，而中部的铁水向下凹陷，铁渣聚集在铁水的中部，便于后续的扒渣。本申请通过喷吹气体与行波磁场共同作用，能够向铁水包1的中部聚集铁渣，聚渣效果明显，减少了扒渣次数，提高了铁水的纯净度。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图1和图3，还包括连接件22；连接件22用于可拆卸地连接输气座2和铁水包。本申请中输气座2与铁水包1可拆卸连接。在输气座2上固定有固定杆16，铁水包1的外壁上固定有支撑杆，连接件22的两端分别连接在固定杆16和支撑杆上，并且通过螺纹连接固定。连接件22的数量为多个，并且沿铁水包1的周向均匀排布，通过设置多个连接件22使输气座2稳定在铁水包1上。连接件22的一端也可铰接在铁水包1上，另一端通过螺母固定在输气座2上，通过设置连接件22便于输气座2与铁水包1的拆卸。本申请中填充件21可为透气砖块。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图1和图3，输气座2的内壁与铁水包1的外壁围设成分流腔3；输气管5连接于输气座2底部的中心处。由于铁水包1内的温度较高，并且流动性较差，若直接通入高压气体如氮气，会导致排气处的铁水变硬，不便于气体的排出。因此输气座2的上方为敞口设置，在将输气座2连接在铁水包1后，输气座2与铁水包1之间围设的空间即为分流腔3。由于分流腔3内温度被铁水包1加热，从输气管5排出的气体进入分流腔3后被加热，当通入铁水包1后与铁水的温度差变小，从而更加便于气体的通入。相较与传统的直接加热气体相比，节约了能源。为了使流入分流的气体的温度均能够有效的升高，并且气体流入各个排气孔4的压强相等，将输气管5连接在输气座2底部的中心处，输气管5垂直向上向分流腔3内通入气体，输气管5为柔性制件。

本申请中，为了提高聚渣的效果，提高生产效率。在铁水包1内未倒入铁水前即通过输气管5向铁水包1内通入气体。在向铁水包1倒入铁水以及铁水包1转运铁水时排气孔4内一直有气体排出，从而能够在倒入中间包之前，铁水内的铁渣已然浮在铁水的表面，不仅避免了铁水流入分流腔3内，同时提高了生产效率。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图3，输气座2的一侧设有驱动件15，输气座2上设有与驱动件15抵靠的驱动球头14。在聚渣以及扒渣之后，需要将铁水倒入中间包内进行浇注。为了提高本装置的集成化水平，在输气座2底部的一侧固定有驱动球头14。并且在工作地面上连接有驱动件15。驱动件15与驱动球头14抵接。在天车将铁水包1运送至指定的聚渣工位后，驱动球头14与相对应的驱动件15同侧设置。在聚渣和扒渣过程中铁水包1均悬挂在天车上，当铁渣清理完毕后，驱动件15运动并与驱动球头14抵接，通过与天车配合，翻转铁水包1，在翻转完成后驱动件15复位。通过设置驱动球头14，能够在没有直接连接固定的基础上，保证与驱动件15的传动的可靠。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图3，驱动件15上固定有与驱动球头14驱动配合的弯曲板13。驱动件15可固定在低于铁水包1的工作地面上。驱动件15可为气缸或者液压缸。驱动件15一端铰接在工作面，另一端为输出端，并且在输出端上固定有弯曲板13，弯曲板13上开设有与驱动球头14配合的凹槽，在驱动件15的作用下，弯曲板13与驱动球头14抵接，当驱动件15继续运动时，弯曲板13借助驱动件15带动铁水包1沿与铁水包1吊柱的轴线翻转，此时驱动球头14与弯曲板13的内壁相对滑动，由于驱动球头14的外周面为部分球面，从而减少了与弯曲板13相对滑动时的摩擦力。当铁水包1翻转完成后，驱动件15复位，最终弯曲板13驱动球头14脱离。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图2，环形电磁绕组7包括：隔热壳体6、环形铁芯8和多个绕组7。隔热壳体6位于铁水包1的上方。环形铁芯8同轴连接在隔热壳体6内。多个绕组7缠绕在环形铁芯8上。多个绕组7按预设顺序相位供电。隔热壳体6为空腔结构，环形铁芯8固定在隔热壳体6的轴心处，多个绕组7间隔排布在环形铁芯8上。为了提高环形电磁绕组7的耐热性能，可在隔热壳体6的外壁上包覆有防护层，减少铁水与铁水渣的辐射热。

本申请中，设置与铁水包1上方的行波磁场由通入低频交流电的绕组7激发产生。当绕组7的个数为4时，第一绕组7和第三绕组7的供电方向相反，在铁芯8内产生的磁场方向呈现正反极交替，并且产生的磁场穿过铁水形成闭合回路。第二绕组7和第四绕组7供电方向相反。同时第一绕组7和第三绕组7的相位差90°。当绕组7的个数为5时，第一绕组7、第三绕组7和第五绕组7的供电方向相反，在铁芯8内产生的磁场方向呈现正反极交替，并且产生的磁场穿过铁水形成闭合回路。第二绕组7和第四绕组7供电方向相反。同时第一绕组7和第三绕组7的相位差90°。当绕组7的个数为6时，第一绕组7和第四绕组7、第二线圈与第五线圈、第三线圈与第六线圈的供电方向均相反，在铁芯8内产生的磁场方向呈现正反极交替，并且产生的磁场穿过铁水形成闭合回路。并且各相位差均为120°。由于集肤效应，用于产生周期变化磁场的交流电频率越高，实际行波磁场的透入深度减小，造成铁水的驱动体积减小，因此本申请中对绕组7供电的交流电的频率为1至10Hz。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图2，隔热壳体6内开设有冷却腔9。由于隔热壳体6靠近高温铁水，隔热壳体6内部的环形铁芯8和绕组7具有高温损坏的风险，因此在隔热壳体6内开设有冷却腔9，环形铁芯8和绕组7均位于冷却腔内，同时在隔热壳体6内均开设有进风口10和出风口12，进风口10和出风口12均与冷却腔连通。通过向进风口10吹入冷却气体并从出风口12排出，保证冷却腔内的温度处于正常水平。为了能够使冷却气体对环形铁芯8进行充分的降温，在隔热壳体6位的冷却腔内固定有隔板11，环形铁芯8贯穿隔板11设置，进风口10与出风口12分布在隔板11的两侧，并且均靠近隔板11设置，使得进入冷却腔内的冷却气体能够对环形的冷却腔进行充分的散热。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图4，铁水包1的上方设置有扒渣斗19。由于本申请中，从输气座2排入铁水包1内的气体，会沿着铁水包1的内壁向上运动，沿着铁水包1内壁的铁水沸腾并向中部拥挤铁水渣。而设置在铁水包1上方的环形电磁绕组7能够驱动靠近顶部的铁水在绕与铁水包1的轴线转动。并且铁水在转动时外沿的高度较高，而位于铁水包1中部的高度较低，伴随有铁水的铁渣会聚集在铁水包1的中部，由于本申请中无需将铁水包1摆动一定角度让铁渣从铁水包1的溢流口流出，而直接通过上方的扒渣斗19将位于铁水包1中部的铁渣取出，并且在取出铁渣时，铁水能够从扒渣斗19上滑落至铁水包1，现有的将铁水包1倾斜，向收集斗内倒铁渣和铁水，还需要将多余的铁水再倒回铁水包1内。

作为本发明提供的铁水包聚渣装置的一种具体实施方式，请参阅图4，两个扒渣斗19相对铰接在固定杆16上：扒渣斗19上开设有扒渣孔20，两个扒渣斗19均与动力件17铰接，并借助动力件17开合与关闭。固定杆16的顶部设置有提升装置，提升装置包括牵引绳和电机，为了防止固定杆16在提升时的晃动，可在提升杆上套装限位套，限位套固定在厂房顶上。也可在固定杆16上设置齿条，电机与齿条传动连接。固定杆16上相对铰接有两个扒渣斗19，在扒渣斗19的底部开设有多个扒渣孔20，动力件17固定在固定杆16上，动力件17的输出端与两个扒渣斗19通过摆动杆18铰接，当动力件17向下运动时，两个扒渣斗19关闭。当动力件17向上运动时，两个扒渣斗19打开。首先两个扒渣斗19打开，并由铁水包1的轴线向下运动至铁水的内部，此时扒渣斗19可抓取较多的铁渣，动力件17向上运动，带动两个扒渣斗19闭合，此时铁渣被收集在两个扒渣斗19内，多余的铁水从扒渣孔20流出，通过将两个扒渣斗19运送到指定的位置后再次打开扒渣斗19，使铁渣收集在铁渣桶内。本申请中一次可收集较多的铁渣，无需现有的需要反复移动渣耙，提高了生产效率。

本申请的另一目的在于提供一种聚渣方法，请参阅图5，包括：

在铁水包1的底部的多个排气孔4内填充透气件21。

在铁水包1的底部连接输气座2，输气座2与铁水包1围设成分流腔3，将输气管5排出的气体通过分流腔3分流至多个铁水包1开设的排气孔4内。

启动位于铁水包1的上方且同轴设置的环形电磁绕组7，借助环形电磁绕组7产生的行波磁场驱动铁水包1顶部的铁水绕铁水包1的轴线转动，将铁渣聚集在铁水包1的中部。

本发明提供的聚渣方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铁水包1聚渣方法中在铁水包1的底部的多个排气孔4内填充透气件21。在铁水包1的底部连接输气座2，输气座2与铁水包1围设成分流腔3，将输气管5排出的气体通过分流腔3分流至多个铁水包1开设的排气孔4内。启动位于铁水包1的上方且同轴设置的环形电磁绕组7，借助环形电磁绕组7产生的行波磁场驱动铁水包1顶部的铁水绕铁水包1的轴线转动，将铁渣聚集在铁水包1的中部。通过从排气孔4内排出的气体上浮翻动铁水，使铁水液面产生沸腾面，每一排出孔排出的气体在到达铁水的顶层后均能够将铁渣推挤至外侧，而通过将多个排次孔沿周向均匀排布，使得铁渣能够聚集在铁水包1的中部，通过环形电磁绕组7产生的行波磁场能够驱动铁水绕环形电磁绕组7的轴线运动，在铁水转动过程中，铁水的外沿高度升高，而中部的铁水向下凹陷，铁渣聚集在铁水的中部，便于后续的扒渣。本申请通过喷吹气体与行波磁场共同作用，能够向铁水包1的中部聚集铁渣，聚渣效果明显，减少了扒渣次数，提高了铁水的纯净度。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.铁水包聚渣装置，其特征在于，包括：

铁水包，所述铁水包侧壁下部的周向开设有多个排气孔；所述排气孔内填充有透气件；

输气座，连接在所述铁水包的底部；所述输气座与所述铁水包之间构成用于连通所述排气孔的分流腔；所述输气座上设有用于连通所述分流腔的输气管；和

环形电磁绕组，设于所述铁水包的上方，所述环形电磁绕组与所述铁水包同轴设置，用于驱动所述铁水包顶部的铁水绕所述环形电磁绕组的轴线转动；

所述输气座的一侧设有驱动件，所述输气座上设有与所述驱动件抵靠的驱动球头；

所述排气孔排出的气体用于上浮翻动铁水并将铁渣推挤至外侧，用于使铁渣浮在铁水的表面；所述环形电磁绕组用于使铁渣聚集在铁水的中部。

2.如权利要求1所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，还包括连接件；所述连接件用于可拆卸地连接所述输气座和所述铁水包。

3.如权利要求1所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，所述输气管连接于所述输气座底部的中心处。

4.如权利要求1所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，所述驱动件上固定有与所述驱动球头驱动配合的弯曲板。

5.如权利要求1所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，所述环形电磁绕组包括：

隔热壳体，位于所述铁水包的上方；

环形铁芯，同轴连接在所述隔热壳体内；和

多个绕组，缠绕在所述环形铁芯上。

6.如权利要求5所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，所述隔热壳体内开设有冷却腔。

7.如权利要求1所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，所述铁水包的上方设置有扒渣斗。

8.如权利要求7所述的铁水包聚渣装置，其特征在于，两个所述扒渣斗相对铰接在固定杆上：所述扒渣斗上开设有扒渣孔，两个所述扒渣斗均与动力件铰接，并借助所述动力件开合与关闭。

9.聚渣方法，其特征在于，包括：

在铁水包的底部的多个排气孔内填充透气件；

在所述铁水包的底部连接输气座，所述输气座与所述铁水包围设成分流腔，将输气管排出的气体通过所述分流腔分流至多个所述铁水包开设排气孔内；

启动位于所述铁水包的上方且同轴设置的环形电磁绕组，借助所述环形电磁绕组产生的行波磁场驱动所述铁水包顶部的铁水绕所述铁水包的轴线转动，将铁渣聚集在所述铁水包的中部。

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