CN100510111C - 一种铁水脱硫搅拌头 - Google Patents

Abstract

一种铁水脱硫搅拌头，它涉及一种转炉炼钢前铁水炉外搅拌脱硫的搅拌头。为解决现有技术所存在的搅拌头轴向搅拌力不足以及背铁面铁水排出不畅的问题。本发明的技术方案如下所述：该搅拌头包括由风冷管(1)、搅拌头连接构件(2)、金属搅拌轴(3)、铆固件(4)、耐火材料工作衬(6)和金属搅拌叶(7)，所述搅拌叶的耐火材料工作衬(6)的外形结构为：迎铁面(61)是前凹弧形面、背铁面(62)是上凹下凸多段弧形面、侧面(63)为由下向上外倾斜面。本发明可提高搅拌头对铁水的轴向搅拌力，进而增强铁水与脱硫剂的接触反应，达到缩短脱硫时间、提高脱硫剂利用效率的效果。

Description

一种铁水脱硫搅拌头

技术领域

本发明涉及一种转炉炼钢前铁水炉外搅拌脱硫的搅拌头，具体地说是一种用于铁水KR(Kambara Reactor)搅拌脱硫预处理的搅拌头。

背景技术

目前，在冶金行业转炉炼钢前铁水炉外KR(Kambara Reactor)搅拌脱硫预处理所使用的搅拌头主要由金属搅拌芯、风冷管和耐火材料工作衬三个部分组成，其中，金属搅拌芯是由金属搅拌轴、四片金属搅拌叶和金属铆固件构成，风冷管插入金属搅拌轴内对金属搅拌轴进行风冷，金属搅拌轴为CrMo合金厚壁浇铸管，金属搅拌叶采用Q235厚板制作，金属铆固件为普通盘条制作的Y形或V形结构件，耐火材料衬体为莫来石刚玉质浇注料整体浇注成型，衬体厚度视具体部位不同而不同，一般在70～120mm范围，采用Y形或V形铆固件强化金属搅拌芯与耐火材料衬体之间的结合，搅拌叶外形结构是迎铁面为由下而上外倾的斜面、背铁面为垂直面、侧面为由下而上外倾的斜面。由于KR(KambaraReactor)搅拌脱硫优良的脱硫动力学条件，因而得到国内外钢铁企业的广泛关注，并随着KR搅拌脱硫设备性能的不断改善、操作控制技术的不断改进、脱硫技术经济指标的不断提高，其推广应用范围不断扩展，如何更进一步改善KR搅拌脱硫的动力学条件、提高脱硫技术经济指标的问题，越来越引起了广大科技人员的青睐，根据流体力学原理可见，搅拌叶外形结构形式对搅拌铁水流场影响显著。为此，国内外均有新型叶片外形结构搅拌头的报道，如专利《铁水脱硫搅拌头》ZL200520070066.4公开了一种搅拌头，区别在于叶片结构，与传统的叶片结构相比，其迎铁面为铅垂面，而背铁面为由下向上外倾的倾斜面，专利《一种铁水脱硫搅拌头》ZL200520070065.X公开了一种搅拌叶为“∧”顶面的搅拌头，提高搅拌头的抗结渣功能，其不足之处在于搅拌叶迎铁面的铅垂面结构不便于搅拌头轴向搅拌力的改善。此外，文献“KR脱硫搅拌器的技术现状与发展方向”《武钢技术》2005(5)报道了日本住友金属鹿岛制铁所进行的搅拌叶外形为前凸后凹扩径形的实验研究结果，虽然迎铁面的外凸弧形结构提高了搅拌头对铁水的轴向搅拌力，收到了改善铁水与脱硫剂接触反应、缩短脱硫时间、提高脱硫剂利用效率的一定效果，但存在铁水液面上升高度大、背铁面铁水排出不畅的问题。

发明内容

为解决现有技术所存在的搅拌头轴向搅拌力不足以及背铁面铁水排出不畅的问题。本发明提供一种新型搅拌叶外形结构的铁水脱硫搅拌头，它可提高搅拌头对铁水的轴向搅拌力，进而增强铁水与脱硫剂的接触反应，达到缩短脱硫时间、提高脱硫剂利用效率的效果。

本发明的技术方案如下所述：该搅拌头包括由风冷管、搅拌头连接构件、金属搅拌轴、铆固件、耐火材料工作衬和金属搅拌叶，所述搅拌叶的耐火材料工作衬的外形结构为：迎铁面是前凹弧形面、背铁面是上凹下凸多段弧形面、侧面为由下向上外倾斜面。其中，所述铆固件为V形铆固件与双V蝶形铆固件两种结构，并在金属搅拌轴与金属搅拌叶的外表面间隔均匀焊接布置。

进一步地，所述金属搅拌叶的搅拌头的轴向断面为平行四边形的实心体，该实心体除与金属搅拌轴接触的边棱外，其余边棱为圆弧面。

更进一步地，所述金属搅拌叶焊接在金属搅拌轴上且与金属搅拌轴轴线成一定的夹角。

本发明通过新型搅拌叶外形结构前凹弧形迎铁面，增强了搅拌叶对铁水的轴向搅拌力，提高了脱硫剂的搅拌卷吸深度，延长了脱硫剂在铁水中的停留时间，促进了脱硫剂与铁水的接触反应，提高了脱硫剂的利用效率，达到降低脱硫剂消耗与缩短脱硫时间的效果。搅拌叶外形结构的上凹下凸多段弧形背铁面，通过下凸弧形面的结构设计，遏止了背铁面铁水旋涡的形成，降低了铁水旋涡对搅拌叶的冲刷作用，便于背铁面铁水排出，通过上凹弧形面的结构设计，扩展了搅拌叶的卷吸通道，增强了搅拌头的搅拌卷吸作用；V形铆固件与双V蝶形铆固件的使用，增强了耐火材料工作衬与搅拌头金属芯的结合力，起到遏止耐火材料工作衬剥落的作用；金属搅拌叶实心体的结构设计，通过边棱的圆弧面结构，避免了边棱部位耐火材料工作衬的应力集中，减缓该部位耐火材料工作衬的破损进程，通过搅拌头轴向断面的平行四边形结构以及与搅拌头轴线成一定的夹角焊接布置方式，尽量保证同一面耐火材料工作衬厚度的均匀性，提高搅拌头的综合整体性能。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体说明具体实施方式。

具体实施方式一：如图1、图2所示，本实施方式所述搅拌头由风冷管1、搅拌头连接构件2、金属搅拌轴3、铆固件4、耐火材料工作衬6和金属搅拌叶7组成，所述搅拌叶的耐火材料工作衬6的外形结构为：迎铁面61是前凹弧形面、背铁面62是上凹下凸多段弧形面、侧面63为由下向上外倾斜面。其中，所述铆固件4为V形铆固件41与双V蝶形铆固件42两种结构，并在金属搅拌轴3与金属搅拌叶7的外表面间隔均匀焊接布置。其中，搅拌头连接构件2与现有技术相同。

进一步地，所述金属搅拌叶7的搅拌头的轴向断面为平行四边形的实心体，该实心体除与金属搅拌轴3接触的边棱外，其余边棱为圆弧面。

更进一步地，所述金属搅拌叶7焊接在金属搅拌轴3上且与金属搅拌轴3轴线成一定的夹角。

本发明主要部件的材料选择和加工如下所述：采用35号碳钢无缝钢管制作风冷管1，按照常规搅拌头制作搅拌头连接构件2，采用20CrMo厚壁无缝铸造钢管，按照设计尺寸加工制作金属搅拌轴3，采用普通碳钢盘条制作V形铆固件41与双V蝶形铆固件42，采用刚玉莫来石质浇注料整体浇注耐火材料工作衬6，采用Q235厚板制作四片金属搅拌叶7。其中，双V蝶形铆固件42则用两个V形铆固件41拼焊加工，金属搅拌叶7则采用机械加工的方式进行切割、打磨与边棱的圆弧倒角，并按照其与搅拌头轴线夹角均匀焊接布置在金属搅拌轴上，V形铆固件41与双V蝶形铆固件42间隔分布焊接在金属搅拌轴3和四片金属搅拌叶7的表面，搅拌叶耐火材料工作衬采用专用模具浇注成型，其它制备工艺与常规加工工艺相同。

具体实施方式二：如图1、图2所示，本实施方式与具体实施方式一的结构和制造工艺相同。

其不同点在于各部件的材料选择：采用45号碳钢无缝钢管制作风冷管1，采用20CrMo厚壁无缝铸造钢管，采用普通碳钢螺纹钢筋制作V形铆固件41与双V蝶形铆固件42，采用Q235厚板制作四片金属搅拌叶7，采用刚玉莫来石质浇注料整体浇注耐火材料工作衬6。

可以理解地是，以上关于铁水脱硫搅拌头的具体描述，仅用以说明本发明而并非限制本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围中。

Claims (4)

1、一种铁水脱硫搅拌头，该搅拌头由风冷管(1)、搅拌头连接构件(2)、金属搅拌轴(3)、铆固件(4)、耐火材料工作衬(6)和金属搅拌叶(7)组成，其特征在于所述搅拌叶的耐火材料工作衬(6)的外形结构为：迎铁面(61)是前凹弧形面、背铁面(62)是上凹下凸多段弧形面、侧面(63)为由下向上外倾斜面。

2、根据权利要求1所述的铁水脱硫搅拌头，其特征在于所述铆固件(4)为V形铆固件(41)与双V蝶形铆固件(42)两种结构，并在金属搅拌轴(3)与金属搅拌叶(7)的外表面间隔均匀焊接布置。

3、根据权利要求1所述的铁水脱硫搅拌头，其特征在于所述金属搅拌叶(7)的搅拌头的轴向断面为平行四边形的实心体，该实心体除与金属搅拌轴(3)接触的边棱外，其余边棱为圆弧面。

4、根据权利要求1、2或3所述的铁水脱硫搅拌头，其特征在于所述金属搅拌叶(7)焊接在金属搅拌轴(3)上且与金属搅拌轴(3)轴线成一定的夹角。

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