[发明专利]KR喷粉搅拌脱硫装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种KR喷粉搅拌脱硫装置及方法。

背景技术

随着经济和钢铁工艺的高速发展，社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻，产品的种类也急剧增加，尤其是高品质高附加值钢种的需求不断增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工艺生产的典型优化工艺流程“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—全连铸—热送轧制”的重要环节之一，已经被广泛应用于实际生产。

近30年来铁水脱硫技术迅速发展，现已经有十几种处理方法，其中应用最广泛最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已经相当成熟。

KR机械搅拌法，是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头，浸入铁水包熔池一定的深度，借其旋转产生的漩涡，使加入铁水渣面的氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越，有利于采用廉价的脱硫剂如氧化钙。

喷吹法，是利用惰性气体（N₂或Ar）作载体将脱硫粉剂（如CaO、CaC₂和Mg）由喷枪喷入铁水中，载气同时起到搅拌铁水的作用，使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前，喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势，其优点是设备费用低，操作灵活，喷吹时间短，铁水温降小。

这两种应用最为广泛的脱硫工艺，从实际生产中的应用效果来看，二者互有长短。KR脱硫工艺最大的优点是动力学条件优越，且可采用廉价的脱硫剂，但由于脱硫剂均通过高位料仓加入到铁水包渣面，脱硫剂的颗粒度对脱硫效果影响很大。KR法脱硫虽然目前被广泛采用，但设备复杂，一次性投资大，存在脱硫剂消耗大、渣量大、脱硫处理周期长、铁水温降较大等缺点。相比KR法而言，喷吹法一次投入少，适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是动力学条件差，且脱硫剂成本高，一般采用CaC₂或Mg基脱硫剂，有研究表明，在都使用CaO基脱硫剂的情况下，KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。

据查专利号200610124845.7《KR法脱硫罐底吹方法》，公布了一种KR法脱硫罐底吹方法，其步骤包括：扒前渣开吹，通高压氮气后调节到最小的透气状况，使铁水液面翻花为罐内体积的十分之一；搅拌时开始底吹氮气，底吹流量为12~23Nm3/h，底吹压力为0.3~0.8MPa；搅拌完毕后，取样测温，铁水温度为实测温度；扒后渣底吹氮气3~8分钟，底吹氮气压力为0.5~0.8MPa。该方法能够在一定程度上缩短脱硫周期、降低脱硫成本、提高脱硫效率，但由于脱硫剂仍是从高位料仓加入铁水液面上，靠十字搅拌桨产生的漩涡将脱硫剂带入铁水中，脱硫剂利用率不高，增加罐底底吹氮气也仅能有限的增加脱硫动力学条件，脱硫效率提高有限。

据查专利号200710051992.0《铁水喷吹脱硫喷枪》，涉及一种用于铁水罐铁水喷吹脱硫预处理的喷枪。针对现有技术所存在的喷枪枪芯主管扭曲变形，导致喷吹管堵塞时不能抽出更换，进而带来的枪芯不能重复利用的问题。该实用新型仅对枪芯进行改变，并没有改变喷吹法的固有的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种KR喷粉搅拌脱硫装置及方法，以实现高效、快速、精准脱硫，达到减少处理周期、减少脱硫剂颗粒度要求、减少温降和减少搅拌头损耗的效果。

本发明提供一种KR喷粉搅拌脱硫装置，包括搅拌头和控制搅拌头动作的驱动装置，所述的驱动装置包括一个联接搅拌头的连杆、驱动连杆上下移动的升降装置和驱动连杆旋转的搅拌马达，还具有加料系统和高压气源，所述的搅拌头上开有通高压惰性气体和脱硫剂的通孔，所述的通孔进口与加料系统的脱硫剂出口和高压气源出口连通。

作为优选，所述的连杆为中空管，中空管的下端与搅拌头可拆卸联接、且中空管的管口与搅拌头的通孔密封对接，中空管的上部设有脱硫剂进口和高压气进口，所述的脱硫剂进口与加料系统的脱硫剂出口通过管路连通，中空管的高压气进口与高压气源出口通过管路连通。

作为优选，所述的搅拌头为十字形搅拌头，所述的通孔开设于搅拌头的中心轴位置。

作为优选，所述的加料系统包括存放脱硫剂的贮藏料斗和计量投料料斗，所述的贮藏料斗位于计量投料料斗上方。

利用本发明的KR喷粉搅拌脱硫装置对铁水脱硫的方法，包括以下步骤：

①开启升降装置，搅拌头移动至距离铁水液面上方2~10cm时，开启高压气源喷入惰性气体，使载气喷吹脱硫剂，载气流量10~50Nm³/h，载气压力为0.3~1.2MPa；