[发明专利]一种铁水脱硫的装置与方法

说明书

本发明涉及铁水脱硫技术领域，具体涉及一种铁水脱硫的装置与方法，其特征在于，在机械搅拌法中，带入脱硫剂的载气使用高温镁蒸气，脱硫剂与载气的粉气比为2‑10kg/L。装置中包括机架、升降平台、升降机构、旋转驱动装置和搅拌喷枪，升降机构为四根滚珠丝杠，螺母与升降平台相连接，四个升降电机由PLC控制系统同步控制。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）脱硫剂载气使用高温镁蒸气，避免了温度下降的弊端，有利于增加铁水中硫去除率。2）采用滚珠丝杠升降结构，简化了升降结构，缩小了整个装置的空间占比；3）多组电磁吸盘进行加固，操作简单可靠；4）复合结构桨叶，延长脱硫剂的运动轨迹与悬浮时间，降低了脱硫剂的消耗。

技术领域

本发明涉及转炉炼钢前铁水炉外脱硫技术领域，具体涉及一种铁水脱硫的装置与方法。

背景技术

铁水机械搅拌脱硫是通过插入铁水罐中铁水内部的搅拌器的旋转搅动，使铁水与脱硫剂混合接触进行脱硫，主要有莱茵法和KR（KambaraReactor）法。这两种方法都采用垂直桨叶，实质区别在于插入铁水深度不同，但因KR搅拌法的脱硫效率更高而被广泛推广应用，此类方法的不足在于较笨拙的搅拌喷枪需要非常复杂的支撑架，大大的占用了操作空间，使用氮气，氩气等载气带入脱硫剂，脱硫剂在高温钢水中吸热蒸发会极大地降低铁水温度，对于脱硫热力学条件来说是不利的，其次，对于传统搅拌桨结构来说，由搅拌喷枪喷吹进入的脱硫剂在铁水中总是做圆周向上的运动，故而脱硫剂不能深入到搅拌桨以下的位置，对底层铁水脱硫效率以及脱硫剂的消耗并不会有太大的优势。本项目是在这种背景下提出，设计一种铁水脱硫的装置与方法来解决上述问题。

申请号为CN202010233904.4的中国发明专利公开了一种分步式铁水KR搅拌脱硫方法，步骤一、对铁水进行扒渣，测量液面深度，并进行测温和取样；步骤二、将搅拌器插入铁水液面浅层，旋转至工作转速；步骤三、保持搅拌深度和转速，加入脱硫剂；步骤四、调整搅拌器的插入深度和工作转速；步骤五、搅拌至脱硫结束，再次进行扒渣、测温和取样。该方案在搅拌初期采用较浅的搅拌器插入深度和较低的搅拌转速，有利于脱硫剂的卷吸和混合分散；搅拌后期采用较深的搅拌深度，增大了脱硫剂的上浮行程。该方案的不足之处是操作复杂，对铁水底层脱硫需要不断调整搅拌深度，同时因使用氮气喷吹带入脱硫剂，脱硫剂吸热反应不利于脱硫热力学条件。

申请号为CN202010322213.1的中国发明专利公开了一种KR脱硫系统降低安装高度的优化改进方法，包括：1）优化搅拌系统；2）优化上料系统；3）优化换桨车系统；4）优化备用料仓系统；该方案能够使现有KR脱硫设施的安装高度降低约8.5米，安装在低于20米的厂房内。该方案的不足之处是结构相当复杂，并且实际脱硫方式还是使用传统工艺，铁水罐底部铁水的脱硫效率和脱硫剂利用率都较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁水脱硫的装置与方法，克服现有技术的不足，采用镁蒸汽做为载气带入脱硫剂，可能避免镁粉在铁水中的吸热蒸发，使铁水温度得到保持，脱硫热力学条件更优，有利于提高铁水的去硫效果；优化搅拌喷枪的结构，使垂直桨叶和倾斜桨叶相结合，增加脱硫剂在铁水中的停留时间，加快铁水中硫的传质速度；优化搅拌喷枪的升降机构，采用四个同步电机驱动滚珠丝杠带动升降平台升降移动，并采用电磁吸盘固定，简化结构，解决现有技术中搅拌喷枪摇晃严重的问题，降低设备占空比。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案实现：

技术方案之一：一种铁水脱硫的方法，其特征在于，在机械搅拌法中，带入脱硫剂的载气使用高温镁蒸气，所述镁蒸气的温度为1110~1350℃，压力为0.5~0.65MPa，流量为40-50m3/h，脱硫剂与载气的粉气比为2-10kg/m3。

所述镁蒸气来源于蒸发炉，蒸发炉内充满高纯氩气，压力为0.5~0.65MPa。

所述脱硫剂为石灰系、碳化钙系、苏打系、镁系脱硫剂中的任一种或任两种以上组合。