紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐制造技術

一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，金屬罐殼的內壁上復合有耐火材料罐襯，耐火材料罐襯上沿周向間隔設置有若干條內凸緣。內凸緣的外表面為圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面。當內凸緣為圓弧面時，圓弧面的凸起高度為該圓弧面半徑的10～30％。所設計的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐通過在耐火材料罐襯內側設置向罐內凸起的內凸緣，使鐵水機械攪拌脫硫動力學條件得到顯著改善，內凸緣采用圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面的結構設計，增強了內凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長了鐵水罐的使用壽命。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及轉爐煉鋼前鐵水爐外機械攪拌脫硫的鐵水容器，具體地指一種適用于鐵水KR攪拌脫硫的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐。
技術介紹
KR (Kambara Reactor)攪拌脫硫法是日本新日鐵于1963年開始研究，1965年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片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。KR攪拌脫硫過程中鐵水的流動狀態分為攪拌中心強制渦流區和該區以外的自由渦流區。其中，強制渦流區由于沒有液體微元之間的相對運動，為不良混合區；自由渦流區由于循環運動引起了液體微元之間的相對運動，起到了混合分散的作用，為充分混合區。擴展攪拌自由渦流區、縮小強制渦流區是提高脫硫效果的有效途徑。在實際生產中，強制渦流區半徑與攪拌器葉輪半徑之比近似為0. 7，攪拌葉片有效攪拌面積僅為30%，因而，鐵水KR 攪拌脫硫傳輸動力學機制是局域卷吸混合、徑向剪切分散。現有的技術研究主要為改進攪拌器結構、攪拌葉片形狀以及攪拌工藝方面，并有多項專利產生。然而，對于自浮顆粒脫硫劑在鐵水中的攪拌卷吸循環混合的鐵水機械攪拌脫硫，其攪拌混合空間由攪拌器與鐵水罐共同組成，攪拌脫硫鐵水罐的結構形狀同樣顯著地影響著攪拌過程中鐵水和脫硫劑的混合流動狀態。目前通常采用的鐵水罐為普通圓形截面鐵水罐，盡管改進攪拌器結構以及攪拌葉片形狀能夠起到改善攪拌脫硫動力學條件的一定作用，但強制渦流區的存在，一定程度上制約了機械攪拌脫硫效果的進一步提升。
技術實現思路
本技術的目的就是要提供一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，改善鐵水機械攪拌脫硫動力學條件，提高鐵水機械攪拌脫硫技術經濟指標。為實現上述目的，本技術所設計的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，所述金屬罐殼的內壁上復合有耐火材料罐襯，所述耐火材料罐襯上沿周向間隔設置有若干條內凸緣。進一步地，為了提高內凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長鐵水罐使用壽命，所述內凸緣的外表面為圓弧面、中間圓弧面與兩邊平面的組合面或橢圓弧面。再進一步地，所述內凸緣的凸起高度為耐火材料罐襯內壁圓柱面半徑的10 30% ；所述內凸緣沿耐火材料罐襯的周向均勻分布，其數量為2 4條。本技術的優點在于所設計的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐通過在耐火材料罐襯內側設置向罐內凸起的內凸緣，對鐵水罐攪拌流場產生周期性干擾，遏制攪拌流場的周向流動，增強攪拌流場的軸向流動，顯著縮小強制渦流區或遏制強制渦流區的形成，使鐵水機械攪拌脫硫動力學條件得到顯著改善。內凸緣采用圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面的結構設計，增強了內凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長了鐵水罐的使用壽命。附圖說明圖1為一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐的主視結構示意圖。圖2為圖1所示鐵水罐的內凸緣為圓弧面的橫截面結構示意圖。圖3為圖1所示鐵水罐的內凸緣為圓弧與直線的組合面的橫截面結構示意圖。圖4為圖1所示鐵水罐的內凸緣為橢圓弧面的截面結構示意圖。圖5為圖1所示鐵水罐的內凸緣為2個的布置方位示意圖。圖6為圖1所示鐵水罐的內凸緣為4個的布置方位示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作進一步的詳細描述。如圖1所示，本技術的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼1，金屬罐殼 1的內壁上復合有耐火材料罐襯2，耐火材料罐襯2內側沿其周向均勻分布有若干條內凸緣 3，內凸緣3的凸起高度為耐火材料罐襯2內壁圓柱面半徑的10 30%。內凸緣3的外表面形狀可以有多種，其數量為2 4條。如圖2所示，內凸緣3的外表面為圓弧面3. 1，其數量為3條。如圖3所示，內凸緣3的外表面為中間圓弧面與兩邊平面的組合面3. 2，其數量為 3 ^^ ο如圖4所示，內凸緣3的外表面為橢圓弧面3. 3，其數量為3條。如圖5、6所示，內凸緣3的數量分別為2條和4條，在耐火材料罐襯2內側沿其周向對稱分布。帶有內凸緣3的耐火材料罐襯2可以是在常規的圓形管狀金屬罐殼1上砌筑或澆注耐火材料制成。這樣，可以在不改變鐵水罐外形結構尺寸的條件下對其進行改造，具有實施方便、鐵水機械攪拌脫硫動力學條件改善顯著、使用壽命長的優點。權利要求1.一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，包括金屬罐殼(1)，所述金屬罐殼(1)的內壁上復合有耐火材料罐襯O)，其特征在于所述耐火材料罐襯( 上沿周向間隔設置有若干條內凸緣⑶。2.根據權利要求1所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內凸緣(3) 的外表面為圓弧面(3. 1)。3.根據權利要求1所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內凸緣(3) 的外表面為中間圓弧面與兩邊平面的組合面(3. 2)。4.根據權利要求1所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內凸緣(3) 的橫截面為橢圓弧面(3. 3)。5.根據權利要求1至4中任意一項所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于 所述內凸緣(3)的凸起高度為耐火材料罐襯O)內壁圓柱面半徑的10 30%。6.根據權利要求1至4中任意一項所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于 所述內凸緣(3)沿耐火材料罐襯O)的周向均勻分布，其數量為2 4條。7.根據權利要求5所述的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內凸緣(3) 沿耐火材料罐襯O)的周向均勻分布，其數量為2 4條。專利摘要一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，金屬罐殼的內壁上復合有耐火材料罐襯，耐火材料罐襯上沿周向間隔設置有若干條內凸緣。內凸緣的外表面為圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面。當內凸緣為圓弧面時，圓弧面的凸起高度為該圓弧面半徑的10～30％。所設計的紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐通過在耐火材料罐襯內側設置向罐內凸起的內凸緣，使鐵水機械攪拌脫硫動力學條件得到顯著改善，內凸緣采用圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面的結構設計，增強了內凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長了鐵水罐的使用壽命。文檔編號C21C1/02GK202054854SQ20112012556公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月25日 優先權日2011年4月25日專利技術者余明紅, 劉小卿, 吳杰, 張先貴, 朱善合, 李具中, 李明暉, 歐陽德剛, 王海青, 田義勝, 田大鵬, 羅安智, 羅巍, 蔣揚虎, 鄧品團 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種紊流式機械攪拌脫硫鐵水罐，包括金屬罐殼（１），所述金屬罐殼（１）的內壁上復合有耐火材料罐襯（２），其特征在于：所述耐火材料罐襯（２）上沿周向間隔設置有若干條內凸緣（３）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：歐陽德剛，蔣揚虎，張先貴，李具中，田義勝，吳杰，鄧品團，余明紅，羅安智，劉小卿，朱善合，李明暉，羅巍，王海青，田大鵬，
申請(專利權)人：武漢鋼鐵集團公司，
類型：實用新型
國別省市：83