CN208933404U - 旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头及铁水脱硫搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，包括搅拌轴和设于搅拌轴上的搅拌桨，搅拌轴内形成有气力输料通道且于搅拌轴上开设有与气力输料通道连通的至少一个喷孔，各喷孔均位于搅拌桨下方。另外还提供一种包括有该旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头的铁水脱硫搅拌装置。在搅拌轴内部的气力输料通道可将脱硫剂粉料喷入熔池深部，并使粉料颗粒获得足够动能而得以穿透金属界面，有效地提高脱硫效果，不会产生加料烟尘；由于喷孔位于搅拌桨下方，可延长粉料颗粒在熔池内部的上浮路径，保证脱硫效果，可以保证脱硫剂粉料能够充分地被搅拌桨形成的漩涡捕捉，强化脱硫剂粉料颗粒在熔池内部的分散效果。

Description

旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头及铁水脱硫搅拌装置

技术领域

本实用新型属于铁水预处理技术领域，具体涉及一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头及包括有该旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头的铁水脱硫搅拌装置。

背景技术

目前，常规机械搅拌铁水脱硫预处理过程，通常采用铁水熔池顶部一次或分批加入脱硫剂粉料的加料方式，粉料经由设于熔池上方的溜管依靠重力落入熔池表面。由于脱硫剂粉料密度比铁水密度小许多而漂浮在熔池液面上方，随后，已经浸没在熔池内部的，主要由搅拌轴和桨叶组成的常规机械搅拌头开始旋转，并在熔池内部产生旋涡流动，漂浮在熔池液面上方的粉料，逐渐被向下的旋涡流动卷入到熔池内部，并参与脱硫反应。

然而，这种加料方式会造成一些问题：一方面，脱硫剂粉料加至高温铁水熔池表面时会产生大量烟尘，在除尘条件不佳的情况下，极易在作业区域周围扩散，危害作业环境；另一方面，细小粉料颗粒在下落至熔池液面过程中，容易随除尘风的抽引而直接进入除尘***，没有参与脱硫反应过程，造成损失。

此外，熔池内部搅拌产生的旋涡，对熔池液面上方的粉料产生的卷入力量有限，导致仅有部分粉料被卷入到熔池内部，且卷入过程耗时较长、卷入熔池内部的深度较浅。在此过程中，漂浮于熔池表面的脱硫剂粉料颗粒，在高温作用下极易聚集成团，增大了实际参与脱硫反应的颗粒尺寸，从而减少了固-液反应的界面积和实际参与反应的颗粒数量。这些因素所产生的影响，最终表现为常规机械搅拌铁水脱硫预处理过程脱硫剂利用率水平低下。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头及包括有该旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头的铁水脱硫搅拌装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌桨，所述搅拌轴内形成有气力输料通道且于所述搅拌轴上开设有与所述气力输料通道连通的至少一个喷孔，各所述喷孔均位于所述搅拌桨下方。

作为实施例之一，所述搅拌轴内形成有用于对其冷却的冷却通道。

作为实施例之一，所述搅拌轴具有中空冷却腔且于所述中空冷却腔内设有冷却介质管，所述冷却介质管与管外中空冷却腔连通构成所述冷却通道。

作为实施例之一，所述气力输料通道包括气力输料管，所述冷却介质管套设于所述气力输料管外，且所述气力输料管底部穿出所述冷却介质管底端至与各所述喷孔连通。

作为实施例之一，所述中空冷却腔底端位于所述搅拌桨底端上方。

作为实施例之一，所述搅拌桨包括多个桨叶，每相邻两所述桨叶之间围设形成一槽型区，每一所述喷孔的轴线与相邻于该喷孔的所述槽型区延长区相交。

作为实施例之一，所述喷孔有多个且沿所述搅拌轴周向均匀环设。

作为实施例之一，所述搅拌轴包括芯轴、气力输料管以及设于所述芯轴底部的桨叶芯，所述气力输料管竖直穿设于所述芯轴上且底端位于所述芯轴外从而构成所述气力输料通道，所述芯轴外壁、所述桨叶芯外壁及外露的所述气力输料管外壁均设有耐火材料层。

作为实施例之一，各所述喷孔均设于所述搅拌轴的侧壁上。

本实用新型实施例涉及一种铁水脱硫搅拌装置，包括如上所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，所述搅拌轴连接有用于驱动其旋转的旋转驱动机构以及用于驱动其升降的升降驱动机构。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，通过在搅拌轴内部设置气力输料通道，可将脱硫剂粉料喷吹进入熔池深部，并使得粉料颗粒在离开喷孔出口前获得足够动能，从而得以穿透金属界面，进入熔池深部参与脱硫反应，有效地提高脱硫效果，基本不会产生加料烟尘的问题。由于喷孔位于搅拌桨下方，一方面可以延长粉料颗粒在熔池内部的上浮路径，也即延长脱硫剂粉料在熔池中的停留时间，保证脱硫效果，另一方面，可以保证脱硫剂粉料能够充分地被搅拌桨形成的漩涡捕捉，强化脱硫剂粉料颗粒在熔池内部的分散效果。综上这些技术效果，总体可以达到改善作业环境、加快铁水脱硫进程、提高脱硫剂利用率、降低脱硫剂消耗和脱硫渣的处理量的效果，从而有效地节约脱硫成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本实用新型实施例二提供的铁水脱硫搅拌装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1和图2，本实用新型实施例提供一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头100，包括搅拌轴104和设于所述搅拌轴104上的搅拌桨106，所述搅拌轴104内形成有气力输料通道且于所述搅拌轴104上开设有与所述气力输料通道连通的至少一个喷孔107，各所述喷孔107均位于所述搅拌桨106下方。易于理解地，上述气力输料通道用于进行气力输料，其中的料即为脱硫剂粉料，以载气为载体，可以通过各喷孔107喷入熔池中，上述载气可为氮气等惰性气体。

本实施例提供的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头100，通过在搅拌轴104内部设置气力输料通道，可将脱硫剂粉料喷吹进入熔池深部，并使得粉料颗粒在离开喷孔107出口前获得足够动能，从而得以穿透金属界面，进入熔池深部参与脱硫反应，有效地提高脱硫效果，基本不会产生加料烟尘的问题。由于喷孔107位于搅拌桨106下方，一方面可以延长粉料颗粒在熔池内部的上浮路径，也即延长脱硫剂粉料在熔池中的停留时间，保证脱硫效果，另一方面，可以保证脱硫剂粉料能够充分地被搅拌桨106形成的漩涡捕捉，强化脱硫剂粉料颗粒在熔池内部的分散效果。综上这些技术效果，总体可以达到改善作业环境、加快铁水脱硫进程、提高脱硫剂利用率、降低脱硫剂消耗和脱硫渣的处理量的效果，从而有效地节约脱硫成本。

进一步优化上述旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头100的结构，所述搅拌轴104内形成有用于对其冷却的冷却通道，通过在冷却通道中流通冷却介质可对搅拌轴104进行冷却，降低搅拌头100的工作温度，可有效地提高该脱硫搅拌头100的使用寿命。作为优选，如图1，所述搅拌轴104具有中空冷却腔且于所述中空冷却腔内设有冷却介质管103，所述冷却介质管103与管外中空冷却腔连通构成所述冷却通道。其中，以冷却介质管103为圆柱管、中空冷却腔为圆柱体形腔，且冷却介质管103、中空冷却腔与搅拌轴104同轴为较佳的实施例，可以保证对冷却介质管103四周的搅拌轴104内壁均匀冷却。该冷却介质管103与搅拌轴104内壁围设形成环冷腔，冷却介质管103底端即与该环冷腔连通，冷却介质自该冷却介质管103顶端进入，从该冷却介质管103底端流出并进入环冷腔，从而形成上述的冷却通道，该环冷腔作为冷却介质的回流通道，保证在搅拌轴104内持续地流通低温冷却介质以保证冷却效果。

进一步优选地，如图1，上述中空冷却腔向下延伸至搅拌桨106处，可以对搅拌桨106进行冷却。一般地，上述搅拌轴104包括金属芯轴，上述搅拌桨106包括金属桨叶芯，金属桨叶芯安装在金属芯轴底部，通过热量传递可对金属桨叶芯进行冷却；而且，中空冷却腔向下延伸至搅拌桨106处，上述冷却介质管103底端也延伸至搅拌桨106处，使得低温的冷却介质在第一时间对深入至熔池内部的搅拌轴104底部和金属桨叶芯进行冷却，保证对搅拌头100的冷却效果。

上述的冷却介质优选为采用气体冷却，如压缩空气、氮气等，安全可靠，不会污染铁水也不会出现冷却水等冷却介质进入铁水而发生***等。

可以理解，上述气力输料通道可以是环设于上述中空冷却腔***的柱环形通道，脱硫剂粉料的流通与冷却介质的流通各行其道，互不干涉。在本实施例中，作为优选的实施例，如图1，所述气力输料通道包括气力输料管102，所述冷却介质管103套设于所述气力输料管102外，且所述气力输料管102底部穿出所述冷却介质管103底端至与各所述喷孔107连通。该结构便于设计和布置，结构简单且紧凑，不影响搅拌头100的外形结构设计，不需要对现有的铁水脱硫设备进行调整。在脱硫剂粉料下行过程中，中空冷却腔内的冷却介质可对脱硫剂粉料进行冷却，这部分被冷却的脱硫剂粉料则可对中空冷却腔以下的气力输料管102进行冷却，提高搅拌桨106下方的构件的使用寿命，同时，这部分脱硫剂粉料在与中空冷却腔以下的气力输料管102热交换过程中被加热，可以避免造成铁水的温降。

综合上述结构，将中空冷却腔底端设置为位于搅拌桨106底端上方是一种较佳的搅拌头100结构，既可以保证对搅拌桨106等关键构件的冷却效果，无需在桨叶芯内设置冷却流道，保证搅拌桨106的结构强度，降低设备制造难度，同时可以避免喷出的脱硫剂粉料温度过低而造成铁水温降过大；既可以作为新型的搅拌头100结构设计，也可以在现有的搅拌头100的基础上进行改造。进一步优选地，如图1，所述搅拌轴104包括芯轴、气力输料管102以及设于所述芯轴底部的桨叶芯，所述气力输料管102竖直穿设于所述芯轴上且底端位于所述芯轴外从而构成所述气力输料通道，所述芯轴外壁、所述桨叶芯外壁及外露的所述气力输料管102外壁均设有耐火材料层105。在本实施例中，上述芯轴、桨叶芯、冷却介质管103等采用Q235无缝钢管制作，上述气力输料管102采用20号无缝钢管制作，上述各喷孔107均优选为采用304不锈钢管制作，上述耐火材料层105采用莫来石刚玉质浇注料浇注而成，可以获得较高的结构强度、较好的使用效果及较长的使用寿命。

进一步优化上述旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头100的结构，如图1，所述搅拌桨106包括多个桨叶，每相邻两所述桨叶之间围设形成一槽型区，每一所述喷孔107的轴线与相邻于该喷孔107的所述槽型区延长区相交。也即，每一喷孔107的轴线位于相邻于该喷孔107的两个桨叶的延长段所围成的槽型区内。基于该结构，可以减少喷孔107出流气体以及出流气体上浮带动的铁水对上方搅拌桨106叶的热冲击，进一步提高搅拌桨106的使用寿命。

进一步优选地，所述喷孔107有多个且沿所述搅拌轴104周向均匀环设，保证脱硫剂粉料均匀地喷入熔池中且提高在熔池中的分散度。可以根据实际需要，设置2个或4个喷孔107；当然，也可根据需要设置更多，可采用多层分布方式，每层布置2个或4个喷孔107，此处不作一一赘述。进一步优选地，如图1和图2，各所述喷孔107均设于所述搅拌轴104的侧壁上，可使得脱硫剂粉料向搅拌轴104四周分散，且易于被搅拌桨106形成的漩涡捕捉；喷孔107的喷吹方向可以为水平向，也可以是向下喷射，其中以水平向为佳。

另外，如图1，在搅拌轴104的顶端可设置连接法兰101，用于与外设的旋转驱动构件连接。

实施例二

本实用新型实施例涉及一种铁水脱硫搅拌装置，包括上述实施例一所提供的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头100，该脱硫搅拌头100的具体结构此处不作赘述；所述搅拌轴104连接有用于驱动其旋转的旋转驱动机构400以及用于驱动其升降的升降驱动机构。

优选地，上述搅拌轴104通过万向联轴器300与旋转驱动机构400的输出端连接，用柔性联结的万向联轴器300取代传统的刚性联结方式，搅拌头100在旋转运动的同时，可在铁水罐内做小幅摆动，从而增大了搅拌头100的搅拌范围，使得脱硫反应更充分、更彻底；由于搅拌头100可在铁水罐内随着外力摆动，使铁水对搅拌头100的冲刷侵蚀减小，从而降低了搅拌头100的侵蚀速率；由于万向联轴器300属于柔性联结，铁水对搅拌头100的作用力无法传递到升降小车501上，从而杜绝了搅拌平台600被升降小车501冲击而产生振动或松动的现象，使整个设备更加稳定可靠；同时取消了相应的搅拌轴104的固定支撑等，使设备结构更加简洁，易于安装和维护。

上述旋转驱动机构400和升降驱动机构可采用本领域常规的设备结构，例如：

旋转驱动机构400采用旋转驱动电机+减速机的形式，则其中的减速机与上述万向联轴器300连接；

上述升降驱动机构采用升降小车501的形式，用于带动搅拌头100、万向联轴器300及旋转驱动机构400一起上下升降，如图3，该升降驱动机构包括升降小车501、设于搅拌平台600上的升降轨道以及用于驱动升降小车501沿升降轨道升降的升降驱动单元，旋转驱动机构400布置于升降小车501上。易于理解地，升降轨道是沿竖向延伸设置的升降小车501行走轨道，供升降小车501行走，可采用滚轮式、滑块式等行走方式；上述升降驱动单元优选为采用卷扬机502驱动，卷扬机502布置于搅拌平台600上，卷扬机502的卷扬绳与升降小车501连接。该升降驱动机构中的各设备单元之间的具体连接结构此处不作一一详述，都为本领域常规技术手段。

当然，上述旋转驱动机构400和升降驱动机构并不限于上述结构，仍可采用其它的驱动方式，例如，旋转驱动机构400也可采用气缸/液压缸等直线驱动设备与传动机构配合等方式，升降驱动机构也可采用气缸/液压缸/丝杆机构等直线驱动设备等，此处不作一一赘述。

进一步优选地，如图3，上述搅拌轴104与一旋转轴200连接，基于上述设置有万向联轴器300的结构，该旋转轴200与万向联轴器300连接，优选为在该旋转轴200上设置旋转接头201，该旋转接头201具有与冷却介质管103连通的冷却介质入口以及与中空冷却腔连通的冷却介质出口以及与气力输料通道连通的气力物料入口，旋转接头201保证在旋转轴200旋转过程中不会发生介质供管卷绕在旋转轴200上的情况。旋转接头201是现有设备，具体结构此处不作赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌桨，其特征在于：所述搅拌轴内形成有气力输料通道且于所述搅拌轴上开设有与所述气力输料通道连通的至少一个喷孔，各所述喷孔均位于所述搅拌桨下方。

2.如权利要求1所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述搅拌轴内形成有用于对其冷却的冷却通道。

3.如权利要求2所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述搅拌轴具有中空冷却腔且于所述中空冷却腔内设有冷却介质管，所述冷却介质管与管外中空冷却腔连通构成所述冷却通道。

4.如权利要求3所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述气力输料通道包括气力输料管，所述冷却介质管套设于所述气力输料管外，且所述气力输料管底部穿出所述冷却介质管底端至与各所述喷孔连通。

5.如权利要求3或4所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述中空冷却腔底端位于所述搅拌桨底端上方。

6.如权利要求1所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述搅拌桨包括多个桨叶，每相邻两所述桨叶之间围设形成一槽型区，每一所述喷孔的轴线与相邻于该喷孔的所述槽型区延长区相交。

7.如权利要求1或6所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述喷孔有多个且沿所述搅拌轴周向均匀环设。

8.如权利要求1所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：所述搅拌轴包括芯轴、气力输料管以及设于所述芯轴底部的桨叶芯，所述气力输料管竖直穿设于所述芯轴上且底端位于所述芯轴外从而构成所述气力输料通道，所述芯轴外壁、所述桨叶芯外壁及外露的所述气力输料管外壁均设有耐火材料层。

9.如权利要求1或8所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，其特征在于：各所述喷孔均设于所述搅拌轴的侧壁上。

10.一种铁水脱硫搅拌装置，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌头，所述搅拌轴连接有用于驱动其旋转的旋转驱动机构以及用于驱动其升降的升降驱动机构。