專利名稱：鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及轉爐煉鋼前鐵水爐外機械攪拌脫硫的攪拌器，具體地指一種鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器。
技術背景 KR (Kambara Reactor)攪拌脫硫法是日本新日鐵于1963年開始研究,從1965年開始應用于工業生產的一種鐵水爐外脫硫技術，這種脫硫方法是以一個外襯耐火材料的十字形葉結構攪拌器浸入鐵水罐內進行旋轉，攪動鐵水使其產生旋渦，同時經過稱量的脫硫劑由給料器加入到鐵水表面，脫硫劑被旋渦卷入鐵水中，與高溫鐵水混合、反應，達到脫硫的目的。該脫硫方法通過漂浮于鐵水液面上脫硫劑的卷吸循環混合，實現脫硫劑與鐵水的循環接觸脫硫冶金反應，具有脫硫劑接觸反應時間充分，脫硫效率高，脫硫劑消耗少，作業時間短，金屬耗損低等優點，在國內得到了廣泛的推廣應用。攪拌器是KR (Kambara Reactor)脫硫裝置中的重要部件，也是脫硫劑在鐵水中攪拌混合分散的唯一動力來源。隨著KR脫硫攪拌器結構的不斷優化，攪拌器制備技術、制作材料與制備工藝、在線維護技術的不斷發展，攪拌器使用壽命成倍延長，根據相關資料報道，100噸鐵水罐KR脫硫攪拌器使用壽命由早期的平均不到100爐/支提高到730爐/支，從而使攪拌器單個服役期承受高溫鐵水沖刷磨損加熱時間、高低溫工況變化次數顯著增加，在攪拌器金屬芯相同的維修重復使用次數條件下，攪拌器金屬芯熱疲勞次數急劇升高，在攪拌器金屬芯未達到規定的修復使用次數條件下，因攪拌器金屬芯總攪拌使用爐數遠超過規定的使用爐數而導致疲勞斷裂，不僅帶來攪拌器的非計劃更換，影響鐵水脫硫的生產組織，同時，攪拌器的斷裂還危機生產的安全運行。目前，國內外普遍采用的鐵水KR攪拌脫硫的攪拌器是由攪拌軸與四片攪拌葉組成。四片攪拌葉沿旋轉軸周向呈十字形均勻布置，且攪拌葉金屬芯厚度方向對稱面與旋轉軸中心線處于同一平面。常用的攪拌葉迎鐵面為垂直面或由下向上順時針方向前傾2°左右斜面；背鐵面為垂直面；側面由下向上徑向外傾2°左右的斜面。攪拌器攪拌動力通過金屬芯攪拌軸與金屬芯葉片結合部傳遞到攪拌器葉片，且攪拌器金屬芯攪拌軸與金屬芯葉片上端面結合部位結構突變，導致機械應力與熱應力集中，惡化了該部位的受力狀況，且在攪拌狀況下，該部位處于上下波動液面漩渦底部，高溫低溫交替最為頻繁，引起熱疲勞破損與斷裂。同時，通過實際生產中沿攪拌器金屬芯葉片上端面斷裂的攪拌器取樣分析可見，金屬芯斷裂面晶粒粗大、晶間裂紋明顯。因而，強化該區域的抗疲勞破損能力是遏制攪拌器疲勞斷裂的關鍵因素。
發明內容本實用新型的目的就是要提供一種結構簡單、制造方便、抗疲勞斷裂能力強、使用壽命長的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器。為實現上述目的，本實用新型所設計的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，包括攪拌器金屬芯以及襯于外表面的耐火材料工作襯，所述攪拌器金屬芯包括金屬攪拌軸以及沿其軸心周向均勻分布的三片或四片金屬芯葉片，其特殊之處在于所述金屬攪拌軸與金屬芯葉片上端面結合部位設置有金屬加強板。加強金屬攪拌軸與金屬芯葉片結合部位的強度，延長攪拌器使用壽命。進一步地，所述金屬芯葉片外表面還設置有金屬錨固件。這樣，可以增加其與耐火材料工作襯的結合強度。更進一步地，所述金屬芯葉片與金屬加強板為整體鑄造成型，也可焊接拼接成型。本實用新型所設計的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，結構簡單、制造方便，通過加強金屬攪拌軸與金屬芯葉片結合部位的強度使攪拌器抗疲勞斷裂能力強，大大延長了攪拌器使用壽命。

圖I為一種鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器的主視結構示意圖。圖2為三葉鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器的A-A剖面圖。圖3為四葉鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器的A-A剖面圖。圖中攪拌器金屬芯I、耐火材料工作襯2、金屬攪拌軸3、金屬芯葉片4、金屬加強板5、金屬錨固件6。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。圖中所示的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，包括攪拌器金屬芯I以及襯于外表面的耐火材料工作襯2，攪拌器金屬芯I包括金屬攪拌軸3以及沿其軸心周向均勻分布的三片或四片金屬芯葉片4，金屬攪拌軸3與金屬芯葉片4上端面結合部位設置有金屬加強板5，金屬加強板5與金屬攪拌軸3、金屬芯葉片4焊接固定，金屬芯葉片4與金屬加強板5為整體鑄造成型，也可焊接拼接制作。金屬芯葉片4外表面設置有金屬錨固件6，用于增強其與耐火材料工作襯2的結合力，提高攪拌器的抗疲勞能力。上述攪拌器通過設置金屬加強板5增大了金屬攪拌軸3與金屬芯葉片4之間的結合面積，提高了其結合強度與抗疲勞破損能力，減緩了該區域攪拌器金屬芯I的結構突變，改善了機械應力與熱應力集中狀態，并通過金屬加強板5提升了金屬芯攪拌軸3與金屬芯葉片4之間結合的焊接高度，減輕了攪拌漩渦液面波動對攪拌器金屬芯I熱疲勞的不利影響，最終達到了提高攪拌器抗疲勞破損能力的目的。
權利要求1.一種鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，包括攪拌器金屬芯(I)以及襯于外表面的耐火材料工作襯(2)，所述攪拌器金屬芯(I)包括金屬攪拌軸(3)以及沿其軸心周向均勻分布的三片或四片金屬芯葉片(4)，其特征在于所述金屬攪拌軸(3)與金屬芯葉片(4)上端面結合部位設置有金屬加強板(5)。
2.根據權利要求I所述的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，其特征在于所述金屬芯葉片(4)外表面還設置有金屬錨固件(6)。
3.根據權利要求I或2所述的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，其特征在于所述金屬芯葉片(4)與金屬加強板(5)為整體鑄造成型或焊接拼接成型。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，包括攪拌器金屬芯以及襯于外表面的耐火材料工作襯，所述攪拌器金屬芯包括金屬攪拌軸以及沿其軸心周向均勻分布的三片或四片金屬芯葉片，其特殊之處在于所述金屬攪拌軸與金屬芯葉片上端面結合部位設置有金屬加強板。進一步地，所述金屬芯葉片外側還設置有金屬錨固件。所述金屬芯葉片與金屬加強板為整體鑄造成型，也可焊接拼接制作。本實用新型所設計的鐵水脫硫用抗疲勞斷裂破損攪拌器，結構簡單、制造方便，通過加強金屬攪拌軸與金屬芯葉片結合部位的強度使攪拌器抗疲勞斷裂能力強，大大延長了攪拌器使用壽命。
文檔編號C21C1/02GK202543251SQ201220105708
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者張愛平, 歐陽德剛, 羅安智, 胡清明 申請人:武漢紅地節能材料有限公司, 武漢鋼鐵(集團)公司