[实用新型]一种基于复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢水精炼技术领域，尤其涉及一种基于复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理设备。

背景技术

磷是钢水中对钢材性能危害极大的一种元素，磷容易在晶界偏析引起钢的冷脆，降低钢材的焊接性能，降低钢材的塑性和韧性，即在低温条件下钢的冲击韧性明显降低。因此，脱磷是炼钢过程中最重要的环节之一。通常炼钢是依靠炉内造渣脱磷很有限，中频炉则无法进行脱磷处理，故冶炼低磷钢和超低磷钢非常困难。脱磷的基本反应式是：

2[P]+5(FeO)+4(CaO)＝(4CaO.P2O5)+5[Fe]

由反应式可知，脱磷是在氧化期进行；脱磷主要受钢水、炉渣成分、温度、氧化能力以及炉渣与钢水之间接触条件等因素的影响

随着科技的快速发展，对钢材性能的要求越来越严格，传统的炉内氧化去磷已经不能满足当今需求。因而进一步降低钢水中的磷含量变得尤为重要。

基于上述的各种因素，我司新开发的复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理系统开辟了一条脱磷的新途径，尤其是中频炉的脱磷，得到钢铁企业的高度认可。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在缺点和不足，提供一种基于复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理设备。

本实用新型采用的技术方案是：为了能降低钢水中磷含量，提高钢材性能，本实用新型采用复合喷吹法，向炉外钢水包内吹入氧气和脱磷剂，待脱磷处理完成除去脱磷渣，明显降低钢水中磷含量，达到改善钢材性能的目的。

在脱磷系统钢结构顶部建有三个储料罐，分别储存脱磷所需的脱磷剂：石灰石(CaO)、氧化铁皮(FeO)、萤石(CaF2)，其中①石灰石(CaO)采用喷吹法吹入钢水底部；②氧化铁皮(FeO)、萤石(CaF2)采用皮带输送法输送至钢水表面。氧化铁皮(FeO)、萤石(CaF2)储料仓均配备称量模块，根据需处理的钢水量，控制系统自动确定其输送量。石灰石(CaO)通过喷吹罐气力输送方式，喷吹罐配备称量模块，根据控制系统计量其喷吹量，同时还可进行喷吹速度，压力的调节。石灰石(CaO)是通过喷枪插入钢水包底部，钢水温度很高，耐火材料的寿命有限，考虑到换枪和保护喷枪，又不至于影响生产，采用的两喷枪轮换进行，故有回转及喷枪升降装置，为了增强氧化还原反应，也配备一氧枪升降装置，对钢水表面进行吹氧。喷枪选择，喷枪、氧枪升降均为全自动控制。反应完成后由扒渣机扒除脱磷渣。根据使用条件及操控性我们完成了以下工作内容：

1、氧枪升降装置，该装置是增强氧化反应的氧气加入量而向反应钢水包内吹氧气，因钢水包需进出反应工位，故需设计升降机构来执行氧枪升降，同时要设计氧气输送管路的控制调节以及升降位置的控制。

2、回转装置及喷枪升降装置，考虑到喷枪的换枪同时又能连续工作，采用了一工位双喷枪结构，两喷枪之间的位置转换及控制转换，设计了一大型回转装置及与之相应的管路切换装置。

3、氧化铁皮(FeO)及萤石(CaF2)储料及输送装置，氧化铁皮(FeO)及萤石(CaF2)输送至与石灰石正在发生反应的钢水表面即可。故设计相应的储料仓和控制阀及称量系统，下料混合后由皮带机及下料管输送至钢水表面。

4、石灰石(CaO)储料及喷吹装置，石灰石(CaO)是通过气力输送到喷枪，再由喷枪插入钢水里面，喷吹到钢水底部进行充分反应，需要设计气源装置，储料仓，喷吹罐及输送管路控制装置。

5、脱磷烟罩及提升装置，此装置主要是为了环境保护及安全防护，设计了一烟罩与反应钢水包配合，对反应产生的烟气及热量进行隔离，同时防止反应产生的飞溅对人身的及周围设备的伤害。

具体地说：

一、基于复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理系统(简称系统)

本系统包括工作对象——倾翻车、钢水包、渣罐和扒渣机，倾翻车运送钢水包进出工位，渣罐接收钢水包的脱磷渣，扒渣机扒除钢水包的脱磷渣；

设置有钢结构平台、氧枪升降装置、回转装置及喷枪升降装置、氧化铁皮及萤石储料及输送装置、石灰石储料及喷吹装置和脱磷烟罩及提升装置；

其位置和连接关系是：

氧枪升降装置和钢水包连接，将氧气喷吹到钢水液面；

石灰石储料及喷吹装置、回转装置及喷枪升降装置和钢水包依次连接，完成石灰石的上料、存储、计量和压力输送至喷枪，将石灰石喷吹至钢水底部；

氧化铁皮及萤石储料及输送装置和钢水包连接，完成氧化铁皮及萤石的储存、计量和输送到钢水里；

脱磷烟罩及提升装置反应过程中将钢水包罩住防止飞溅。

二、基于复合喷吹法的钢水炉外脱磷处理方法(简称方法)