CN203200298U - 鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置包括支撑台架、喷粉系统、模拟脱硫剂、粉料输送管路、喷枪夹持系统及鱼雷罐模型；所述喷粉系统置于所述支撑台架内；所述模拟脱硫剂置于所述喷粉系统中；所述鱼雷罐模型置于所述支撑台架内；所述粉料输送管路置于所述支撑台架内；所述喷枪夹持系统置于所述支撑台架内。该鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置实施简便，能充分反映鱼雷罐喷吹脱硫过程中熔池内的液体混匀效果、脱硫剂分布状态和端部死区面积的改善，为改善鱼雷罐喷吹预处理动力学条件与技术经济指标提供实验平台，模拟范围广，自动化程度高。

Description

鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置

技术领域

本实用新型涉及铁水预处理技术领域，特别涉及一种鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置。

背景技术

硫是绝大多数钢种中的有害元素，它以硫化物的形式存在于钢中，对钢的质量有相当大的影响。目前，铁水炉外脱硫已经成为低硫钢(S≤0.010%)或极低硫钢(S≤0.005%)生产中不可缺少的技术手段。在众多脱硫方式中，喷吹脱硫以其一次性投资小、控制简单等特点在国内外被广泛推广应用。其中，鱼雷罐喷吹脱硫方式工艺布置紧凑顺畅，因而特别适用于大批量的铁水预处理。但在实际生产过程中，也存在一些较为严重的问题。

对于铁水脱硫来说，在一定的热力学和动力学(脱硫粉剂和温度等)条件下，铁水脱硫效率由喷粉预处理脱硫传输动力学条件决定，但由于鱼雷罐狭长的内腔形状限制，鱼雷罐喷吹脱硫实际使用中普遍存在脱硫动力学条件差引起的脱硫剂消耗高、铁水回硫比例大等问题，阻碍了脱硫生产效率的提高，限制了高附加值产品的生产，而且由于铁水脱硫实际生产过程中铁水流场分布及熔池内搅拌匀混过程，无法进行可视化观察，所以相关人员普遍采用水模试验装置对鱼雷罐喷吹脱硫过程进行物理模拟研究，以期改善其脱硫动力学条件，提高技术经济指标。但目前的鱼雷罐喷吹脱硫水模试验装置还存在一些不足，限制了该技术的进一步改进和提高。主要表现在：（1）由于鱼雷罐形状比较狭长，仅靠置于一端端部的电导探头，不能充分反映整个熔池内的混匀效果；（2）无法实现模拟粉剂的喷吹，仅靠喷吹载气，不能体现实际生产过称中脱硫剂在熔池内的分布状态，对于改善鱼雷罐两端死区面积和铁水回硫指导意义较小；（3）模拟范围较小，不能实现相同试验条件下喷枪不同插入方式下（如垂直顶喷或倾斜插入）的对比试验，导致至今鱼雷罐喷吹脱硫喷枪最佳插入方式仍有争论。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能充分反映鱼雷罐喷吹脱硫过程中熔池内的液体混匀效果、脱硫剂分布状态和端部死区面积改善的鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置包括支撑台架1、喷粉系统2、模拟脱硫剂3、粉料输送管路4、喷枪夹持系统5及鱼雷罐模型6；所述喷粉系统2置于所述支撑台架1内；所述模拟脱硫剂3置于所述喷粉系统2内；所述喷枪夹持系统5通过所述粉料输送管路4与所述喷粉系统连接，并置于所述支撑台架1内；所述喷枪夹持系统5包括第一喷枪装置5g、第二喷枪装置5d及滑轨5a；所述滑轨5a固定于所述支撑台架1上；所述第一喷枪装置5g与粉料输送管路4连接，固定在所述滑轨5a上；所述第二喷枪装置5d与粉料输送管路4连接，并固定在所述滑轨5a上；所述鱼雷罐模型6置于所述支撑台架1内。

进一步地，所述支撑台架1包括支撑框架1a、可移动工作台1b、卷扬机1c及承重基座1d；所述支撑框架1a两侧带有轨道；所述可移动工作台1b镶嵌于所述支撑框架1a轨道内，用于固定滑轨（5a）；所述卷扬机1c固定于所述支撑框架1a底部，通过绳索与所述可移动平台1b连接，用于控制所述可移动平台1b的移动；所述承重基座1d置于地面，位于所述可移动平台1b下方，用于承载鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置。

进一步地，所述喷粉系统2包括给料器2a、储料罐2b、储气罐2g及流化进气管2f；所述给料器2a安装在所述储料罐2b底部；所述储料罐2b下部通过所述流化进气管2f与储气罐2g连通。

进一步地，所述储料罐2b包括压力表2c、罐体2h、安全阀2d及充压进气管2e；所述压力表2c、安全阀2d及充压进气管2e均安装在所述罐体2h上部。

进一步地，所述粉料输送管路4包括送料管道4a及输送气体进气管4b；所述送料管道4a与所述输送气体进气管4b连接。

进一步地，所述第一喷枪装置和所述第二喷枪装置分别包括喷枪夹座、夹座旋紧螺栓、阀门、流量计、接头与喷枪；所述阀门与流量计置于所述喷枪上；所述喷枪通过所述接头与所述送料管道连接；所述喷枪夹座底部嵌于所述滑轨上，用于固定所述喷枪；所述夹座旋紧螺栓位于所述喷枪夹座底部；用于固定所述喷枪夹座。

进一步地，该鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置还包括阀门与流量计；所述阀门与所述流量计置于所述喷枪上。

进一步地，所述喷枪夹座包括用于固定喷枪的夹具及角度调节仪。

进一步地，所述鱼雷罐模型6包括鱼雷罐6a、第一电导探头6b及第二电导探头6c；所述鱼雷罐6a固定在所述承重基座1d上；所述第一电导探头6b与第二电导探头6c分别固定在所述鱼雷罐6a端部圆形罐壁中心。

本实用新型提供的鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置能充分反映鱼雷罐喷吹脱硫过程中熔池内的液体混匀效果、脱硫剂分布状态和端部死区面积的改善。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置，其包括支撑台架1、喷粉系统2、，模拟脱硫剂3、粉料输送管路4、喷枪夹持系统5及鱼雷罐模型6。其中，支撑台架1包括支撑框架1a、可移动平台1b、卷扬机1c及承重基座1d。支撑框架1a是两侧带有轨道的立体框式结构。可移动平台1b为水平矩形平台，镶嵌于支撑框架1a轨道内，用于固定滑轨5a。卷扬机1c固定于支撑框架1a底部，通过绳索与可移动平台1b连接，用于控制可移动平台1b的移动。承重基座1d置于地面，位于可移动平台1b下方，用于承载鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置。喷粉系统2置于支撑台架1内。喷粉系统2包括给料器2a、储料罐2b、储气罐2g及流化进气管2f。给料器2a安装在储料罐2b底部。储料器2b下部通过流化进气管2f与储气罐2g连通。储料罐2b包括压力表2c、罐体2h、安全阀2d及充压进气管2e。压力表2c、安全阀2d及充压进气管2e均安装在罐体2h上部。模拟脱硫剂3置于喷粉系统2内。模拟脱硫剂3为聚苯乙烯塑料泡沫，其表面涂有饱和NaCl溶液或示踪剂，可以真实表征实际生产中气-固-液三项复杂流动，并可以根据一定时间后模拟脱硫剂和示踪剂的分布状态，表征不同工艺和参数条件下，鱼雷罐两端死区面积的改善。粉料输送管路4包括送料管道4a与输送气体进气管4b。送料管道4a与输送气体进气管4b连接。喷枪夹持系统5通过粉料输送管路与喷粉系统2连接，置于支撑台架内。喷枪夹持系统包括第一喷枪装置5g、第二喷枪装置5d及滑轨5a。滑轨5a固定于可移动平台1b。第一喷枪装置5g与粉料输送管路4连接，固定在滑轨5a上。第一喷枪装置与第二喷枪装置分别包括喷枪夹座、夹座旋紧螺栓、阀门、流量计、接头与喷枪。第一阀门与流量计置于喷枪上。喷枪通过接头与送料管道连接。喷枪夹座底部嵌于滑轨上，用于固定喷枪。喷枪夹座包括固定喷枪的夹具及角度调节仪。夹座旋紧螺栓位于喷枪夹座底部，用于固定喷枪夹座。鱼雷罐模型6包括鱼雷罐6a、第一电导探头6b及第二电导探头6c。鱼雷罐6a为有机玻璃制作，对能够在承重基座1d上。第一电导探头6b与第二电导探头6c分别固定在鱼雷罐6a端部圆形罐壁中心。通过第一电导探头6a与第二电导探头6c分别获取两个端部的电导率变化，综合判定其混匀时间，可较好的反应鱼雷罐狭长熔池内液体整体的混匀效果。

本实施例可应用于模拟单枪顶喷喷吹脱硫、模拟单枪斜插式喷吹脱硫及模拟双枪斜插式喷吹脱硫，其工艺过程如下：

1，单枪顶喷喷吹脱硫。

1.1）当测试混匀时间时，操作第一喷枪装置5g，喷枪夹持系统5通过喷枪夹座5b在滑轨5a上与喷枪5i的调整，将喷枪5i定位于鱼雷罐模型6的正上方，呈竖直状态，旋紧夹座旋紧螺栓5c。卷扬机1c工作，控制可移动平台1b，使喷枪5i沿鱼雷罐模型6中心插入水中一定深度。开启喷粉系统2，充压进气管2e与连接在储气罐2g的流化进气管2f工作，将储料罐2b罐体2h中的涂有饱和NaCl溶液的模拟脱硫剂3通过给料器2a输送到粉料输送管路4的送料管道4a中，输送气体进气管4b工作，打开第二阀门5h，通过接头5f，输送到喷枪5i中，喷枪5i将模拟脱硫剂3喷吹到鱼雷罐6a的模拟水中。此时第一电导探头6b与第二电导探头6才工作，测得相应电导率的变化，两者的平均值即为鱼雷罐6a熔池液体的混匀时间。

1.2）当测试熔池模拟脱硫剂分布状态与两端死区面积时，与1.1的区别在于，喷吹的模拟脱硫剂3涂有示踪剂，开启喷粉系统2，模拟脱硫剂3经喷枪5i喷入模拟水中后，鱼雷罐6a熔池内部液体颜色发生变化。利用数码相机记录实验过程。通过获得的实验图片进行量化处理和分析，得出相关参数对单枪脱硫模拟过程中鱼雷罐6a熔池内脱硫剂分布状态与死区面积的影响。

2，模拟单枪斜插式喷吹脱硫。

本模拟单枪斜插式喷吹脱硫与单枪顶喷喷吹脱硫的区别在于，喷枪5i插入水中后，调整第一喷枪装置5g，使喷枪5i与竖直方向呈一定角度倾斜插入。

3，模拟双枪斜插式喷吹脱硫。

本模拟双枪斜插式喷吹脱硫与单枪顶喷喷吹脱硫的区别在于，通过喷枪夹持系统5和可移动平台1b控制第一喷枪装置5g与第二喷枪装置5d，使第一喷枪装置5g与第二喷枪装置5d中的两个喷枪均插入模拟水中，调整喷枪夹持系统5，使使第一喷枪装置5g与第二喷枪装置5d中的两个喷枪与竖直方向呈一定角度倾斜插入。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于，包括：

支撑台架（1）、喷粉系统（2）、模拟脱硫剂（3）、粉料输送管路（4）、喷枪夹持系统（5）及鱼雷罐模型（6）；

所述喷粉系统（2）置于所述支撑台架（1）内；

所述模拟脱硫剂（3）置于所述喷粉系统（2）内；

所述喷枪夹持系统（5）通过所述粉料输送管路（4）与所述喷粉系统（2）连接，并置于所述支撑台架（1）内；所述喷枪夹持系统（5）包括第一喷枪装置（5g）、第二喷枪装置（5d）及滑轨（5a）；所述滑轨（5a）固定于所述支撑台架（1）上；所述第一喷枪装置（5g）与粉料输送管路（4）连接，并固定在所述滑轨（5a）上；所述第二喷枪装置（5d）与粉料输送管路（4）连接，并固定在所述滑轨（5a）上；

所述鱼雷罐模型（6）置于所述支撑台架（1）内。

2.根据权利要求1所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述支撑台架（1）包括支撑框架（1a）、可移动工作台（1b）、卷扬机（1c）及承重基座（1d）；

所述支撑框架（1a）两侧带有轨道；

所述可移动工作台（1b）镶嵌于所述支撑框架（1a）轨道内，用于固定所述滑轨（5a）；

所述卷扬机（1c）固定于所述支撑框架（1a）底部，通过绳索与所述可移动平台（1b）连接，用于控制所述可移动平台（1b）的移动；

所述承重基座（1d）置于地面，位于所述可移动平台（1b）下方，用于承载鱼雷罐喷吹脱硫水模实验装置。

3.根据权利要求1所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述喷粉系统（2）包括给料器（2a）、储料罐（2b）、储气罐（2g）及流化进气管（2f）；

所述给料器（2a）安装在所述储料罐（2b）底部；

所述储料罐（2b）下部通过所述流化进气管（2f）与储气罐（2g）连通。

4.根据权利要求3所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述储料罐（2b）包括压力表（2c）、罐体（2h）、安全阀（2d）及充压进气管（2e）；

所述压力表（2c）、安全阀（2d）及充压进气管（2e）均安装在所述罐体（2h）的上部。

5.根据权利要求1所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述粉料输送管路（4）包括送料管道（4a）及输送气体进气管（4b）；

所述送料管道（4a）与所述输送气体进气管（4b）连接。

6.根据权利要求5所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述第一喷枪装置与所述第二喷枪装置分别包括喷枪夹座、夹座旋紧螺栓与喷枪;

所述喷枪通过所述接头与所述送料管道连接；

所述喷枪夹座底部嵌于所述滑轨上，用于固定所述喷枪；

所述夹座旋紧螺栓位于所述喷枪夹座底部；用于固定所述喷枪夹座。

7.根据权利要求6所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于，还包括：

阀门与流量计；

所述阀门与所述流量计置于所述喷枪上。

8.根据权利要求6所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述喷枪夹座包括用于固定喷枪的夹具及角度调节仪。

9.根据权利要求2所述的喷吹脱硫水模实验装置，其特征在于：

所述鱼雷罐模型（6）包括鱼雷罐（6a）、第一电导探头（6b）及第二电导探头（6c）；

所述鱼雷罐（6a）固定在所述承重基座（1d）上；

所述第一电导探头（6b）与第二电导探头（6c）分别固定在所述鱼雷罐（6a）端部圆形罐壁中心。

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