專利名稱：鐵水脫硫用混鐵爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用含鎂制劑進(jìn)行鐵水脫硫的設(shè)備，確切地說(shuō)是一種在混鐵爐內(nèi)用鎂進(jìn)行鐵水脫硫用混鐵爐。
背景技術(shù)：
在已知的用鎂處理鐵水的方法(美國(guó)專利3880411號(hào))與實(shí)現(xiàn)該法的裝置(中國(guó)專利9223935.4和美國(guó)專利3880411號(hào))中，松散的鎂料是通過(guò)加襯的耐火噴槍(噴槍的出口端帶氣化室)，從上而下潛入鐵水借助于載氣射流噴吹入鐵水包內(nèi)的。
現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)表明，在實(shí)際鋼鐵生產(chǎn)條件下，已知的一些方法和設(shè)備并不是總能合理地處理鐵水。當(dāng)鐵水包內(nèi)鐵水量不夠多時(shí)，當(dāng)鐵水包內(nèi)缺少自由空間(未裝鐵水的空間)時(shí)，當(dāng)車間高度不夠時(shí)，當(dāng)不具備安裝帶潛入式噴槍的脫硫設(shè)備所需要的各種平臺(tái)時(shí)，當(dāng)要求向車間頻繁運(yùn)送裝有鐵水的鐵水包時(shí)以及還有其它一些原因，都無(wú)法用已知的方法和設(shè)備合理的處理鐵水。
同時(shí)，在許多鋼鐵廠中都采用固定式的混鐵爐作業(yè)，從混鐵爐中把鐵水倒入轉(zhuǎn)爐鐵水包中再送入煉鋼設(shè)備機(jī)組。一般情況下，混鐵爐中鐵水重量不少于300t，而熔體上方有足夠的自由空間。迄今為止，未能實(shí)現(xiàn)在這些混鐵爐中處理鐵水的作業(yè)，其中就包括鐵水脫硫作業(yè)。
曾有過(guò)一些采用已知的方法和設(shè)備在固定式混鐵爐中進(jìn)行鐵水脫硫的嘗試，但均未能取得良好效果，主要原因下1、混鐵爐直徑太大，同時(shí)混鐵爐與電動(dòng)橋式天車之間的自由空間高度卻不大，因而不允許采用上插式潛入噴槍噴吹處理鐵水的方法和設(shè)備。
2、必須通過(guò)混鐵爐上注鐵喉口把高爐罐中的鐵水注入混鐵爐中，這實(shí)際上排除了在混鐵爐上方布置噴料設(shè)備(包括噴鎂)的可能性3、混鐵爐中存在生成低堿度、低硫容的活性渣，這就使鐵水脫硫的效果和可能性大幅度下降，甚至在很多情況下還會(huì)發(fā)生渣中的硫返回到鐵水中的情形；4、現(xiàn)有混鐵爐的裝備與工作組織，實(shí)際上不能控制混鐵爐中渣況。
5、混鐵爐上采用的氣體火焰加熱系統(tǒng)，增大了從渣向鐵水回硫的危險(xiǎn)性，也降低了采用上插潛入式耐火噴槍的可能性。
6、頻繁的傾斜混鐵爐注入高爐鐵水的作業(yè)(一個(gè)工作位態(tài))和從混鐵爐向轉(zhuǎn)爐鐵水包出鐵水的作業(yè)(第二個(gè)位態(tài))，基本上排除了在混鐵爐上采用上插噴吹設(shè)備進(jìn)行鐵水脫硫的可能性。
另外還有一系列不能采用小鐵水包和混鐵爐內(nèi)進(jìn)行鐵水脫硫的原因。結(jié)果使許多鋼鐵廠根本不能進(jìn)行鐵水脫硫，這對(duì)鐵水煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和所產(chǎn)鋼材的質(zhì)量都有很負(fù)面的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種在混鐵爐內(nèi)用鎂進(jìn)行鐵水脫硫混鐵爐。為在混鐵爐中噴鎂進(jìn)行鐵水脫硫，要改變一下混鐵爐的結(jié)構(gòu)、工作制度、維護(hù)作業(yè)的構(gòu)成和順序。混鐵爐一般有兩個(gè)工作位態(tài)。第一個(gè)位態(tài)(見(jiàn)附圖1)——向混鐵爐注入鐵水的注鐵喉口4處于垂直位(混鐵爐的A-A軸垂直)。第二個(gè)位態(tài)(見(jiàn)附圖3)——混鐵爐按順時(shí)針?lè)较虺鲨F口俯傾，把鐵水從混鐵爐1倒入轉(zhuǎn)爐鐵水包18中；混鐵爐在這個(gè)位態(tài)時(shí)A-A軸向右傾斜。
為了實(shí)施這一方法，要為混鐵爐提供第三個(gè)工作位態(tài)(見(jiàn)附圖2)，混鐵爐逆時(shí)針(朝出鐵口相反的方向)仰傾。在這個(gè)工作位態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)鐵水脫硫，通過(guò)安裝在出鐵口對(duì)面爐壁中的噴嘴16噴吹鎂料進(jìn)行脫硫。這時(shí)側(cè)部噴嘴(噴槍)安裝在(位于)混鐵爐1的耐火壁中。當(dāng)混鐵爐處在通常的兩個(gè)工作位態(tài)時(shí)，噴嘴16的出口高于熔體表面。通過(guò)噴嘴16不停的吹送氮?dú)饣蚱渌茄趸詺怏w，混鐵爐內(nèi)便造就了進(jìn)行脫硫過(guò)程的良好氛圍。側(cè)部噴嘴16通過(guò)導(dǎo)料管17接到裝有鎂料的計(jì)量給料器14上，或者接到裝有其它精煉劑的另一個(gè)計(jì)量給料器15上，這就保證了對(duì)鐵水的噴吹法脫硫。
鐵水的處理方式如下混鐵爐從第一個(gè)工作位態(tài)(附圖1)傾翻到第三個(gè)工作位態(tài)(附圖2)，這時(shí)側(cè)部噴嘴16(通過(guò)該噴嘴一直吹送著氮?dú)?被鐵水熔體淹沒(méi)，鐵水產(chǎn)生鼓泡。這時(shí)接通給料器14供鎂，根據(jù)鐵水初硫量和程序要求的鐵水目標(biāo)硫，把規(guī)定量的鎂劑噴入。
為防止脫硫后爐渣中的硫再返回鐵水中，通過(guò)喉口4，從料倉(cāng)8或料倉(cāng)13用計(jì)量加料器9并借助于系統(tǒng)11和12把混成粒級(jí)的含鈣含鎂物料(比如，白云石化的石灰，煅燒白云石，煅燒石灰等)加入到混鐵爐中，配入量為0.02-0.30kg/kg渣。這種物料在鐵水吹煉過(guò)程中與混鐵爐中原有的渣充分?jǐn)嚢瑁拚嗽蠧aO和MgO的含量，從而提高了爐渣的吸硫能力。
在鐵水用鎂脫硫過(guò)程中(附圖2)，通過(guò)鼓風(fēng)裝置5送入氮?dú)饣蜻€原性氣體。鼓風(fēng)裝置5配置在出鐵口中，脫硫時(shí)便位移到了上方位置(見(jiàn)附圖2)。這種方法校正了混鐵爐空間(鐵水和渣熔體的上方)的氣氛，這有利于影響鐵水脫硫時(shí)的質(zhì)量交換過(guò)程而提高脫硫效率。
在噴入規(guī)定量的鎂劑后，停止供鎂，把混鐵爐旋回到初始的第一工作位態(tài)(見(jiàn)附圖1)，這時(shí)側(cè)部噴嘴16又高出熔體表面，通過(guò)噴嘴繼續(xù)吹入非氧化性氣體。
用鎂在混鐵爐中給鐵水脫硫的這一方法和所用的設(shè)備，比其它已知的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)1、當(dāng)不能用傳統(tǒng)方法處理鐵水時(shí)，使用該法可達(dá)到所要求的任何脫硫深度；2、造成了對(duì)鎂和其它脫硫劑最有效利用的良好條件，這是由于被處理的鐵水最大(300t以上)和可以修正爐渣容納硫的能力；3、由于可調(diào)整爐內(nèi)空間的氣氛，從而提高了鎂的利用率；4、保證了不使高硫渣隨鐵水進(jìn)入煉鋼機(jī)組的條件；5、不需要金屬用量大而笨重的設(shè)備來(lái)制做耐火噴槍和將其插入鐵水中。
此外，采用該法時(shí)基建投資最省、操作簡(jiǎn)單、精煉可能性多、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、溫降和隨渣鐵損最少的優(yōu)點(diǎn)。


圖1在混鐵爐中噴吹鎂進(jìn)行脫硫的設(shè)備-混鐵爐和其工作狀態(tài)示意圖。
圖2向混鐵爐中噴鎂脫硫原理圖及脫硫期間混鐵爐的位態(tài)。
圖3把渣吹離出鐵喉口原理圖及從混鐵爐向轉(zhuǎn)爐鐵水包出鐵期間混鐵爐的位態(tài)。
圖中1-混鐵爐；2-鐵水；3-渣；4-往混鐵爐內(nèi)倒鐵水的注鐵喉口；5-噴吹裝置；6-由混鐵爐往鐵水包內(nèi)倒鐵水的出鐵水爐口；7-扒(除)渣機(jī)；8-R1料罐；9-計(jì)量給料器；10-稱重裝置；11-由料罐8與13往混鐵爐口給料系統(tǒng)；12-移動(dòng)盤；13-R2料罐；14-裝有離散劑(鎂)的計(jì)量噴吹給料器；15-裝有離散劑R3的計(jì)量噴吹給料器；16-由給料器14與15往鐵水中噴吹脫硫劑的噴嘴；17-往噴嘴16送離散料的物料導(dǎo)管柔軟段；18-裝有脫硫鐵水的鐵爐包。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在600t混鐵爐中脫硫。爐內(nèi)鐵水實(shí)際重量400t。鐵水初始硫含量0.03％，鐵水溫度1300℃。爐渣量為8kg/t鐵水。
混鐵爐朝出鐵水爐口相反的方向仰傾，并在出鐵水爐口的對(duì)面安裝一個(gè)噴嘴16是本發(fā)明的關(guān)鍵所在。噴嘴16也可以說(shuō)是一個(gè)噴槍，但它的安裝位置是固定的并可以更換。更換的方式可以采用機(jī)械上常用的固定方式，如過(guò)盈安裝、螺紋連接或帶鞘插入混鐵爐內(nèi)固定。脫硫采用了顆粒化的鎂，載氣為干燥至露點(diǎn)-40℃的氮?dú)狻姶灯陂g氮?dú)夂牧繛?5Nm3/h(通過(guò)直徑為11.5mm的噴嘴噴吹)。鎂單耗為0.24kg/t鐵水。處理一爐用鎂量96公斤。噴鎂強(qiáng)度8kg/min。噴鎂持續(xù)時(shí)間為12分鐘。采用石灰生產(chǎn)中的廢棄料作為調(diào)整渣況的添加料，用量為0.18kg/kg渣(或者表示為1.4kg/t鐵)。未見(jiàn)有鐵水溫降。處理后鐵水中的硫含量為0.009％。脫硫率為70％。鎂利用率89％(含鐵水中殘留的鎂)。轉(zhuǎn)爐鐵水包中無(wú)渣。
實(shí)施例2用600t混鐵爐處理鐵水。爐內(nèi)鐵水重量490t。鐵水初始硫量0.035％。鐵水溫度1305℃。爐內(nèi)渣量9kg/t鐵。
噴吹顆粒鎂脫硫。載氣——干燥氮。鐵水表面上方的氮流量為170Nm3/h，噴吹鎂(噴嘴直徑11.5mm)。期間氮流量100Nm3/h。鎂單耗為0.39kg/t鐵水，處理一爐用鎂147kg。噴鎂強(qiáng)度9kg/min。噴吹鎂待續(xù)時(shí)間16.2分鐘。白云石化的石灰單耗——0.17kg/kg渣(粒級(jí)為5-20mm)。噴鎂后鐵水溫度1301℃。鐵水脫硫后含硫量為0.004％。脫硫率88.6％。鎂利用率(含鐵水中殘留鎂)91％。轉(zhuǎn)爐鐵水包中無(wú)渣。
通過(guò)噴嘴16和噴吹裝置5送入非氧化性氣體把混鐵爐中鐵水表面的渣吹動(dòng)位移。通過(guò)噴嘴16噴氣時(shí)渣被吹得向出鐵口和流渣爐口6的方向移動(dòng)；鼓風(fēng)裝置5則是在混鐵爐處于第二工作位態(tài)時(shí)(見(jiàn)附圖3)把渣吹離流渣爐口6，從而防止從混鐵爐出鐵時(shí)渣落入到轉(zhuǎn)爐鐵水包18中。這后一種情況為煉鋼工序，尤其是冶煉低硫鋼時(shí)創(chuàng)造了利用脫硫鐵水的有利條件。
先后依次運(yùn)用鼓風(fēng)裝置5、噴嘴16和扒渣機(jī)7再與修正渣成份的作業(yè)(從料倉(cāng)加入R1、R2物料，見(jiàn)附圖1)相互配合，使我們能夠靈活的控制混鐵爐工作時(shí)渣況、用鎂脫硫時(shí)的渣況，也能抑制向煉鋼機(jī)組供應(yīng)不含渣的脫硫鐵水。
有兩個(gè)因素能夠保證通過(guò)混鐵爐壁上的側(cè)部噴嘴可靠的吹入非氧化性氣體或者攜帶鎂的中性氣體射流。第一個(gè)——當(dāng)噴嘴通道直徑≤12mm時(shí)，容易在噴嘴出口處達(dá)到很高的氣流速度(接近于極限速度)，這就保證了對(duì)通道出口處的冷卻并防止了熔體進(jìn)入通道中。第二個(gè)——噴嘴工作的可靠性可達(dá)到雙保險(xiǎn)噴嘴16做成可更換并且容易更換的。
本實(shí)用新型中與混鐵爐中配套使用的其他裝置如扒(除)渣機(jī)、R1料罐、計(jì)量給料器、稱重裝置、由料罐8與13往混鐵爐口給料系統(tǒng)、移動(dòng)盤、R2料罐、裝有離散劑(鎂)的計(jì)量噴吹給料器、裝有離散劑R3的計(jì)量噴吹給料器等與現(xiàn)有技術(shù)相同。脫硫劑等鐵水處理劑用量的計(jì)算采用的方法與現(xiàn)有技術(shù)也相同。
因此，所引用該法的實(shí)例(在混鐵爐中噴吹鎂脫硫，調(diào)整修正爐中渣況，從混鐵爐向轉(zhuǎn)爐鐵水包出鐵)表明本發(fā)明可以解決所要求的鐵水脫硫任務(wù)，包括深脫硫任務(wù)，而且防止了高硫渣落入到轉(zhuǎn)爐鐵水包中。
權(quán)利要求1.鐵水脫硫用混鐵爐，其特征在于混鐵爐(1)可以朝出鐵水的爐口(6)的反向仰傾，形成第三工作位一脫硫位，混鐵爐(1)的出鐵水的爐口(6)對(duì)面的爐側(cè)壁上安有專用的側(cè)噴嘴(16)，其噴嘴(16)的出口在混鐵爐處于正常位置時(shí)高于鐵水(3)的液面，此噴嘴(16)一直噴入非氧化氣體，而混鐵爐(1)向脫硫位傾翻時(shí)，側(cè)噴嘴應(yīng)潛入鐵水液面以下，向鐵水噴吹脫硫劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫用混鐵爐，其特征在于經(jīng)混鐵爐側(cè)壁往鐵水中噴鎂的側(cè)噴嘴(16)是可更換方式的，但其內(nèi)徑始終≤12mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種在混鐵爐內(nèi)用鎂進(jìn)行鐵水脫硫的混鐵爐，實(shí)現(xiàn)了在混鐵爐內(nèi)進(jìn)行鐵水脫硫，并且防止了高硫渣落入到轉(zhuǎn)爐鐵水包中。混鐵爐可以朝出鐵水的爐口的反向仰傾，形成第三工作位—脫硫位，混鐵爐的出鐵水的爐口對(duì)面的爐側(cè)壁上安有專用的側(cè)噴嘴，其噴嘴的出口在混鐵爐處于正常位置時(shí)高于鐵水的液面，此噴嘴一直噴入非氧化氣體，而混鐵爐向脫硫位傾翻時(shí)，側(cè)噴嘴潛入鐵水液面以下，向鐵水噴吹脫硫劑。經(jīng)混鐵爐側(cè)壁往鐵水中噴鎂的側(cè)噴嘴是可更換方式的，但其內(nèi)徑始終≤12mm。本實(shí)用新型可使許多鋼廠可以進(jìn)行鐵水脫硫，提高了煉鋼的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和品種鋼的產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C21C7/064GK2811308SQ20052009149
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者劉東業(yè), 舍甫欽柯A.ф., 亞歷山大羅夫B.A., 巴什馬科夫A.M., 德沃斯金B(yǎng).B., 維爾貢A.C., 舍甫欽柯B.H, 雷恩佳∏.C 申請(qǐng)人:劉東業(yè)