[发明专利]一种铁水脱硫搅拌头

说明书

技术领域

本发明涉及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罐KR搅拌脱硫预处理的搅拌头。

背景技术

KR(Kambara Reactor)搅拌脱硫法是日本新日铁广田制铁所于1963年开始研究，1965年应用于工业生产的一种铁水炉外脱硫技术，这种脱硫方法是以一个外衬耐火材料的搅拌头浸入铁水罐内进行旋转搅动铁水，使铁水产生旋涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被旋涡卷入铁水中，与高温铁水混合、反应，达到脱硫的目的。该脱硫方法具有脱硫效率高，脱硫剂消耗少，作业时间短，金属耗损低以及耐火材料消耗低等特点。根据KR搅拌脱硫工艺可见，搅拌头是KR脱硫装置中的重要部件，主要由旋转轴与搅拌叶组成，常用的搅拌头有四片搅拌叶，并沿旋转轴周向均匀布置。旋转轴和搅拌叶由金属内芯和耐火材料衬体构成。常用搅拌头的搅拌叶迎铁面为倾斜面，由下向上外倾；背铁面为铅直面；侧面也为倾斜面，也是由下向上外倾。由于搅拌头的高温间歇式工作状态以及对铁水的强烈搅拌，搅拌头铁水冲刷剧烈，冷热状态交替频繁，导致搅拌头使用寿命短；在搅拌头的搅拌脱硫过程与待用冷却过程中，由于搅拌叶单位体积换热面积大以及衬体耐火材料与金属芯材质热膨胀性能的差异，导致搅拌叶耐火材料工作衬热震龟裂，并在金属芯和衬体结合面间形成间隙，铁水通过裂纹沿结合面间隙不断渗透，最终导致工作衬剥落和金属芯烧失，因而，破损主要集中出现在搅拌叶上。此外，由于搅拌叶的旋转线速度高，加剧了铁水对搅拌叶的冲刷磨损，尤其是搅拌叶的边棱部位，由于边棱的突出以及铁水接触比表面积大，磨损最为严重，并随着搅拌头的不断使用，搅拌叶边棱不断磨损而形成圆弧过渡面，等搅拌力矩下搅拌头的旋转速度不断提高，进一步加剧了搅拌叶的磨损速度，从而影响了搅拌头不同使用阶段下的搅拌脱硫效果与实际生产操作控制，导致脱硫生产效率的下降与消耗的上 升；同时，搅拌叶的不均匀磨损与搅拌头旋转速度的提高，影响了搅拌头的动平衡与静平衡，加剧了搅拌机械传动设备的损伤，给设备的安全稳定运行带来危害。为此，专利《新型KR脱硫搅拌器》ZL200620095492.8公开了一种搅拌叶金属芯棱角边为圆弧过渡面的搅拌头，并在实际生产应用中获得了降低搅拌叶局部热应力集中与延缓搅拌叶裂纹破损的效果。专利《铁水脱硫搅拌头》专利公开号CN101037714A公开了一种搅拌叶金属芯带风冷的搅拌头，降低了使用时搅拌叶金属芯的综合温度，缓解了搅拌叶的热应力破损。其不足之处在于搅拌叶磨损严重，不利于铁水KR(Kambara Reactor)搅拌脱硫效果、生产操作控制以及搅拌脱硫设备的安全稳定运行状态的改善。

本发明所要解决的技术问题是解决铁水脱硫搅拌头磨损快，使用寿命低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种铁水脱硫搅拌头，主要由管状搅拌轴和搅拌叶组成，所述搅拌轴的下端封闭，上端设有连接法兰，所述搅拌叶设置在搅拌轴下部外表面上，搅拌轴内设有外径小于搅拌轴内径的风冷管且所述风冷管的内腔与风冷管外壁和搅拌轴内壁之间的空隙相通，搅拌轴由搅拌轴金属芯、若干搅拌轴V形铆固件和搅拌轴耐火材料工作衬组成，搅拌轴耐火材料工作衬覆盖在搅拌轴金属芯的外表面上，搅拌轴V形铆固件分别设置在搅拌轴耐火材料工作衬内且尖部与搅拌轴金属芯的外表面焊接；所述搅拌叶由搅拌叶金属芯、若干搅拌叶V形铆固件、若干双V形铆固件和搅拌叶耐火材料工作衬组成，搅拌叶耐火材料工作衬覆盖在搅拌叶金属芯的外表面上，搅拌叶V形铆固件和双V形铆固件分别间隔设置在搅拌叶耐火材料工作衬内且该搅拌叶V形铆固件和双V形铆固件的尖部分别与搅拌叶金属芯的外表面焊接。所述搅拌叶金属芯表面涂覆一层缓冲涂层，所述缓冲涂层为硅溶胶结合缓冲隔热涂层，其原材料的重量百分比组成为：硅溶胶15～25％，粒度≤0.088mm的烧结合成莫来石粉30～60％，纤维长度≤6mm的耐火纤维10～30％，粒度≤0.088mm的软质粘土粉5～25％，上述各种原材料混合均匀后与重量百分比为0.2～0.5％的三聚氰胺和25～35％的水 搅拌而成。

上述方案中，所述搅拌轴V形铆固件的材质为普通盘条钢，直径为6～8mm。

所述搅拌叶V形铆固件的材质为带肋钢筋，直径为8～12mm。

所述双V形铆固件的材质为普通盘条钢或耐热金属丝，盘条钢的直径为6～8mm，耐热金属丝的为直径4～8mm，双V形铆固件由位于相互成一定夹角的两个平面内的V字形铆固件的V字顶点相互焊接而成。