CN219637300U - 一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置。该自动吹喷装置包括：喷吹罐，所述喷吹罐用于放置还原剂；喷枪，所述喷枪与所述喷吹罐通过输送管道连通；高压惰性气源，所述高压惰性气源与所述喷吹罐连通，用于向所述喷吹罐中供应高压惰性气体以便于将所述喷吹罐中的还原剂吹入到所述喷枪中；压缩空气气源，所述压缩空气气源与所述输送管道连通，用于向所述输送管道供应压缩空气以便于对喷枪进行喷吹；以及控制模块，所述控制模块配置用于对喷吹过程进行自动化控制。该自动吹喷装置具有自动化程度高、操作简单、能明显提高钒铁回收率、降低生产成本、提高经济效益等优点。

Description

一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置

技术领域

本实用新型属于钢铁冶炼设备领域，具体涉及一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置。

背景技术

目前冶炼高钒铁的主要方法是电铝热法，铝热反应结束之后，炉渣熔体中仍然有3％-5％左右的残钒，为了提高钒铁回收率，降低生产成本，需要对铝热反应之后的炉渣熔体进行喷吹精炼，使热渣中的氧化钒进一步还原。在精炼过程中，能否严格按照工艺技术的要求准确控制喷吹量、喷枪深度及喷吹压力是喷吹效果好坏的体现。

在实际生产过程中，为降低熔渣中残钒，通常情况下会配入过量的铝，这会造成合金中的铝较高，表面质量较差，为下一道工序带来更多工作量；同时，现有高钒铁精炼工序加还原剂的自动化程度低，多为人工操作，工作效率低，喷吹量不能得到保证，不能满足喷吹工艺技术要求。

鉴于此，现有技术有待改进。

实用新型内容

为克服传统钒铁精炼中回收钒工序存在的上述不足中的至少一项，本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高、精炼效果好的用于钒铁精炼的自动吹喷装置。

根据本实用新型，提供了一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其包括：

喷吹罐，所述喷吹罐用于放置还原剂；

喷枪，所述喷枪与所述喷吹罐通过输送管道连通；

高压惰性气源，所述高压惰性气源与所述喷吹罐连通，用于向所述喷吹罐中供应高压惰性气体以便于将所述喷吹罐中的还原剂吹入到所述喷枪中；

压缩空气气源，所述压缩空气气源与所述输送管道连通，用于向所述输送管道供应压缩空气以便于对喷枪进行持续喷吹；以及

控制模块，所述控制模块配置用于对喷吹过程进行自动化控制。

根据本实用新型的一个实施例，所述高压惰性气源通过高压管道与所述喷吹罐连通，所述高压管道包括主管道和从主管道分支的主吹支管和助吹支管，所述主吹支管与所述喷吹罐连通，所述助吹支管与所述输送管道连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述压缩空气气源与所述主管道连通并且经由所述主管道和所述助吹支管与所述输送管道连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述主吹支管上设置有与所述控制模块电性连接的控制阀，在开启压缩空气气源对喷枪进行喷吹时，所述控制模块控制所述控制阀关闭。

根据本实用新型的一个实施例，所述助吹支管上设置有止回阀以及与所述控制模块电性连接的减压调节阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述主管道上设置有缓冲支路，所述缓冲支路连接有缓冲气瓶，所述缓冲气瓶内装有与所述高压惰性气源供应的高压惰性气体相同的惰性气体。

根据本实用新型的一个实施例，所述主管道上设置有减压支路，所述减压支路上设置有与所述控制模块电性连接的减压阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述高压惰性气源设置为至少两组并联的惰性气体罐。

根据本实用新型的一个实施例，所述喷枪上端安装在旋转装置上，所述旋转装置的电机与控制模块电性连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述喷吹罐上设有罐内压力表，所述输送管道上设有管道压力表，所述罐内压力表和管道压力表均与控制模块电性连接。

采用上述技术方案，本实用新型至少具有如下有益效果：

在原料铝热反应之后，通过本实用新型提供的用于钒铁精炼的自动吹喷装置向熔渣中自动喷吹还原剂，且入料连续、均匀、范围广，使炉内的钒氧化物二次还原，降低渣中的钒含量，提高钒回收率，且喷入冶炼炉内的还原剂还附带部分高压惰性气体，不断搅动熔渣，促进熔渣流动，进一步促进钒铁合金和炉渣的分离，促进合金滴沉降。

本实用新型提供的用于钒铁精炼的自动吹喷装置具有自动化程度高、操作简单、能明显提高钒铁回收率、降低生产成本、提高经济效益等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的用于钒铁精炼的自动吹喷装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型实施例进一步详细说明。

需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置，该自动吹喷装置包括：用于放置还原剂的喷吹罐1；喷枪2，喷枪2与喷吹罐1通过输送管道3连通；高压惰性气源4，高压惰性气源4通过高压管道5与喷吹罐1连通，用于向喷吹罐1中供应高压惰性气体以便于将喷吹罐1中的还原剂吹入到喷枪2中；压缩空气气源6，压缩空气气源6与输送管道3连通，用于向输送管道3供应压缩空气以便于对喷枪进行喷吹以清除喷枪枪芯内的还原剂；以及控制模块7，控制模块7配置用于喷吹过程进行自动化控制。

为了方便往喷吹罐1中加入还原剂，在喷吹罐1的顶部可以设有进料阀8，进料阀8可配合加料斗使用，加还原剂时，打开进料阀8，加料完成后再关闭进料阀8。在一些示例中，进料阀8可以设置成进料球阀。在一些情况下，进料阀8可以设置成与控制模块7电性连接的电磁阀，这样可以通过控制模块7的控制来实现还原剂的自动进料，操作简单，方便快捷。例如，喷吹罐1内可以设置有还原性监测单元，用于监测还原剂的量，当还原剂监测单元监测到还原剂的量达到设定值时，控制模块7控制进料阀8开关以实现还原剂的自动进料。

喷吹罐1的底部出口处可以设有出料阀9，以便于控制还原剂的出料。在一些示例中，出料阀9可以设置成出料球阀。在一些情况下，出料阀9可以设置成与控制模块7电性连接的电磁阀，这样可以通过控制模块7的控制来实现还原剂的自动出料，操作简单，方便快捷。例如，喷吹罐1上可以设有罐内压力表10，用于监测喷吹罐1内的压力，罐内压力表10与控制模块7电性连接，以向控制模块7提供喷吹罐1内的压力信息，当喷吹罐1内的压力达到设定压力时，控制模块7控制出料阀9开关以实现还原剂的自动出料。在利用高压惰性气源4对还原剂进行吹喷时，由于气体刚进入喷吹罐1时，罐内压力是逐渐增大的，对物料的输送力也是逐渐增大的，所以如果从刚启动高压惰性气源4就开始吹喷容易导致前期进料不均匀，有了出料阀9可以保证罐中达到一个稳定的压力后再自动开启出料阀9进行吹喷，可保证前期入料的稳定性。

输送管道3上可以设有管道压力表11，用于监测输送管道3内的压力，管道压力表11与控制模块7电性连接，以向控制模块7提供输送管道3内的压力信息。控制模块7通过对比罐内压力表10与管道压力表11的值可得到当前流量，再通过控制出料阀9的开口大小即可实现对喷枪进料速度的控制。

除了可通过控制出料阀9来控制流量外，也可以通过控制高压惰性气源4的气体流量来控制。因此，可在高压管道5上设置控制阀12，用于控制高压惰性气源5的气体流量。在一些情况下，控制阀12可以设置成与控制模块7电性连接的电磁阀，以实现气体流量的自动控制。该控制阀12可单独使用，也可与出料阀9配合实现喷枪进料速度或流量控制。

高压管道5包括主管道51和从主管道51分支的两条分支管，即主吹支管52和助吹支管53。其中主管道51与高压惰性气源4连通，主吹支管52与喷吹罐1连通，例如，在所示的示例中，通向喷吹罐1的侧面，助吹支管53与输送管道3连通。主吹支管52主要负责将物料压入输送管道3，而助吹支管53可为输送管道3补充气流，使物料分散并伴随气流进行输送，可保证还原剂的稳定连续喷吹。

主吹支管52上设置有可控制开口大小的控制阀13，控制阀13与控制模块7电性连接。助吹支管53上设置有止回阀14和减压调节阀15，减压调节阀15与控制模块7电性连接。

高压惰性气源4为装有惰性气体的惰性气体罐，惰性气体罐可以设置为至少两组并联的惰性气体罐。在所示的示例中，示出了两组并联的惰性气体罐，每组中有两个惰性气体罐。在一些情况下，惰性气体罐中的惰性气体可以是氮气。

高压管道5上设置有缓冲支路54，缓冲支路54设置在高压惰性气源4下游，与主管道51连通，缓冲支路54连接有缓冲气瓶16，缓冲气瓶16内装有与惰性气体罐相同的惰性气体，用于向主管道51补充供应惰性气体，以确保整个压力系统稳定，因此缓冲支路也可以称为“增压支路”。本文中提及的“下游”是相对于气体流动方向而言的。缓冲支路54设有可控制开口大小的控制阀17，控制阀17与控制模块7电性连接，控制模块7可以由此控制缓冲支路开关。

高压管道5上设置有减压支路55，具体地，在主管道51上缓冲支路54与高压惰性气源4之间设置有减压支路55，减压支路55上设置有减压阀18，减压阀18与控制模块7电性连接，控制模块7可以由此控制主管道51上的气体流量。在一些情况下，减压阀18可以是电磁控制减压阀。

压缩空气气源6可以通过一支路与高压管道5的主管道51连通，压缩空气气源6所在的支路可以设有可控制开口大小的控制阀19，控制阀19与控制模块7电性连接，控制模块7可以由此控制压缩空气供应。通过使压缩空气气源6和高压惰性气源4共用一部分管道，可以使得整个装置的布置更加紧凑，节省空间和费用。在使用高压惰性气源4时，可以关闭控制阀19，打开主管道上的控制阀12，在使用压缩空气气源6时，可以打开控制阀19，关闭主管道上的控制阀12。在使用压缩空气气源6时，可以关闭主吹支管52上的控制阀13，由此压缩空气可以经由主管道51、助吹支管53、输送管道3到达喷枪2。喷吹结束后，持续对喷枪喷吹压缩空气，可以将喷枪内残余的还原剂等其他杂质喷吹出去，以防止发生堵枪事故。由于喷枪喷吹后枪芯内的温度可到500℃以上，在该温度下长时间附着在枪芯内部的还原剂(例如，铝粉)融化粘结在枪芯内，进而下次喷吹时发生堵枪事故。使用压缩空气的优点在于：压缩空气的成本较低，远低于氮气等惰性气体。

为了使主吹支管51和助吹支管52发挥更好的作用，将输送管道3靠近喷吹罐1的一端设置为一段弧形段31，该弧形段31与后续的平直段32的转接点为助吹支管53与输送管道3的连接点，且助吹支管53的吹气方向与输送管道3的平直段32的方向一致。设置弧形段32可使物料平稳向平直段32过渡，将竖直移动转变为水平移动，再与助吹支管53相配合实现同向运输，可进一步提高输送效果。此外，为了保证物料在输送管道3中安全、顺畅的运输，输送管道3最好选择高压软管。

在使用时，喷枪2位于冶炼炉上方开口处，喷枪2上端安装在旋转装置20上，下端深入到冶炼炉内。除了控制还原剂的进料均匀外，提高还原剂与炉渣溶体的接触面积也是提高钒铁回收率的重要因素。因此，为了使混料均匀，喷枪2应位于冶炼炉的中心位置，且下端深入到渣液的1/2的位置。旋转装置20的具体结构包括轴承座、带轮和电机，喷枪2上端与轴承座转动连接，带轮固定在喷枪2上，并通过皮带与电机转轴相连，电机与控制模块7电性连接。通过控制电机转速即可控制喷枪2转速，从而提高加料均匀性，并且附带部分旋转的高压惰性气体，不断搅动熔渣，促进熔渣流动，提高反应效率。

对于控制模块，现有技术中有比较成熟可靠的方案。控制模块例如可以是可编程控制器(简称PLC)，通过PLC自动控制，成本低，操控简单，方便可靠。

本实用新型提供的自动吹喷装置的使用过程是：首先，在原料铝热反应之后，将喷枪2安装到位，使其下端深入液面，同时在喷吹罐1中放入还原剂，然后启动高压惰性气源4，利用高压惰性气体将还原剂吹入输送管道3，最后还原剂伴随高压惰性气体从喷枪2喷出，使炉内的钒氧化物进行二次还原，待喷吹作业结束后，关闭高压惰性气源4，启动压缩空气气源6持续对喷吹降温，达到保护喷吹的目的。

相对传统加料方式，本申请首先利用高压惰性气体作为动力源，可实现连续、稳定、均匀的物料输送；其次，通过设置缓冲气瓶，确保喷吹过程压力充足；另外，喷枪2在喷料的过程中在旋转装置20作用下不断旋转，提高了吹喷范围，物料更加分散，加快了反应效率；再次，喷入渣液中的还原剂还附带部分高压惰性气体，可不断搅动熔渣，促进熔渣流动，进一步促进钒铁合金和炉渣的分离，促进合金滴沉降；此外，在喷吹作业结束后，利用压缩空气对喷枪持续喷吹，持续清除枪芯内的还原剂，防止发生堵枪。整个过程几乎都可用控制模块进行自动化控制，可降低劳动强度以及人物因素所带来的影响。

以上是本实用新型公开的示例性实施例，上述本实用新型实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，包括：

喷吹罐，所述喷吹罐用于放置还原剂；

喷枪，所述喷枪与所述喷吹罐通过输送管道连通；

高压惰性气源，所述高压惰性气源与所述喷吹罐连通，用于向所述喷吹罐中供应高压惰性气体以便于将所述喷吹罐中的还原剂吹入到所述喷枪中；

压缩空气气源，所述压缩空气气源与所述输送管道连通，用于向所述输送管道供应压缩空气以便于对喷枪进行喷吹；以及

控制模块，所述控制模块配置用于对喷吹过程进行自动化控制。

2.根据权利要求1所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述高压惰性气源通过高压管道与所述喷吹罐连通，所述高压管道包括主管道和从主管道分支的主吹支管和助吹支管，所述主吹支管与所述喷吹罐连通，所述助吹支管与所述输送管道连通。

3.根据权利要求2所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述压缩空气气源与所述主管道连通并且经由所述主管道和所述助吹支管与所述输送管道连通。

4.根据权利要求3所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述主吹支管上设置有与所述控制模块电性连接的控制阀，在开启压缩空气气源对喷枪进行喷吹时，所述控制模块控制所述控制阀关闭。

5.根据权利要求2所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述助吹支管上设置有止回阀以及与所述控制模块电性连接的减压调节阀。

6.根据权利要求2所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述主管道上设置有缓冲支路，所述缓冲支路连接有缓冲气瓶，所述缓冲气瓶内装有与所述高压惰性气源供应的高压惰性气体相同的惰性气体。

7.根据权利要求2所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述主管道上设置有减压支路，所述减压支路上设置有与所述控制模块电性连接的减压阀。

8.根据权利要求1所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述高压惰性气源设置为至少两组并联的惰性气体罐。

9.根据权利要求1所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述喷枪上端安装在旋转装置上，所述旋转装置的电机与控制模块电性连接。

10.根据权利要求1所述的用于钒铁精炼的自动吹喷装置，其特征在于，所述喷吹罐上设有罐内压力表，所述输送管道上设有管道压力表，所述罐内压力表和管道压力表均与控制模块电性连接。