專利名稱：冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體地說是冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備 及方法，以此得到高潔凈度鋼。
背景技術(shù)：
冶金技術(shù)領(lǐng)域中，在生產(chǎn)高潔凈度鋼材的過程中，為去除鋼水中的非金屬夾渣物， 現(xiàn)有技術(shù)是利用電磁驅(qū)動旋轉(zhuǎn)離心中間包的一級離心技術(shù)，該技術(shù)的工作原理是利用電 磁驅(qū)動使鋼包內(nèi)的鋼水旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)動的鋼水所產(chǎn)生的離心力促進密度小于鋼鐵的非金屬 夾渣物向中心聚集，使小顆粒的非金屬夾渣物在聚集的過程中形成較大顆粒的非金屬夾渣 物，有利于較大顆粒非金屬夾渣物的上浮分離。這種現(xiàn)有方法雖然能夠?qū)⒎墙饘賷A渣物旋 轉(zhuǎn)上浮進行分離，但是由于顆粒較大的夾渣物離心上浮需要一定的時間，不能被及時的分 離出來，它與清洗渣不能及時進行冶金反應(yīng)和化學反應(yīng)，影響了非金屬夾渣物在清洗渣上 的吸附，影響去渣效果；由于現(xiàn)有技術(shù)的電磁離心桶是桶內(nèi)的鋼水旋轉(zhuǎn)，由于鋼水重量極 大，在旋轉(zhuǎn)過程中，速度有限，鋼水中心部位受到的離心力小，遠遠不能達到預(yù)期的離心效 果，而且鋼水的離心過程中，為了避免漏電事故，在電磁通電作業(yè)過程中，鋼水不能進出，不 能實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，工作效率低，生產(chǎn)量遠遠不能滿足實際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對傳統(tǒng)煉鋼過程中去除非金屬雜質(zhì)的方法和設(shè)備的不足，一是提供一 種去除非金屬夾渣物效果好的二級離心去渣技術(shù)，二是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)這種二級離心去 渣技術(shù)的設(shè)備。實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案一種冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的 設(shè)備，包括與中間包連通的一級離心桶，還包括箱體、二級離心桶、鋼包和液壓舉升裝置，其 中a、所述一級離心桶的外部設(shè)有齒輪組，桶壁內(nèi)設(shè)有一級冷卻水管，且一級離心桶 的底部設(shè)有與其內(nèi)部連通的離心孔；b、所述二級離心桶固定套裝在一級離心桶的下部，二級離心桶的桶壁內(nèi)設(shè)有二級 冷卻水管；所述二級離心桶的下部設(shè)置在鋼包內(nèi)部；C、所述箱體通過連接件分別與一級離心桶的上部和二級離心桶的上部連接；d、所述液壓舉升裝置設(shè)置在鋼包的底部，該液壓舉升裝置包括鋼包平臺、支撐平 板和液壓油缸，所述鋼包平臺和支撐平板之間設(shè)置有壓力傳感器；e、所述一級、二級冷卻水管的進水管通過水泵與水箱連通、排水管均與回水箱連 通；液壓油缸通過液壓泵與油箱連通；齒輪組通過傳動軸與電機連接；電機、水泵電機和液 壓泵電機均與可編程控制器連接。應(yīng)用所述設(shè)備去除非金屬夾渣物的方法，所述非金屬夾渣物經(jīng)過兩次離心被清洗 渣吸附清洗，它按照如下步驟進行
①開啟電機，電機帶動齒輪組轉(zhuǎn)動，一級離心桶和二級離心桶同時旋轉(zhuǎn)；②液壓舉升裝置工作，鋼包上移，二級離心桶下部進入清洗渣之中；③中間包中的鋼水經(jīng)過長水口進入一級離心桶，鋼水隨一級離心桶旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn) 過程中，鋼水及較大顆粒的夾渣物由離心孔甩出；④鋼水被甩至二級離心桶的桶壁上，并迅速形成鋼水薄膜，沿二級離心桶桶壁下 滑至桶底邊緣，然后呈不規(guī)則的液滴被甩出；同時，鋼水中的非金屬夾渣物被離心至鋼水內(nèi) 表面，被二級離心桶下部的清洗渣吸附；⑤鋼水液滴與清洗渣接觸，并穿過清洗渣積聚在鋼包底部，即得到高潔凈度鋼 水；⑥定時將鋼包底部的鋼水排出，進入下一步生產(chǎn)程序。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，本發(fā)明解決了電磁驅(qū)動離心旋轉(zhuǎn)中間包技術(shù)去除非金屬夾渣 物過程中，較大顆粒的夾渣物不能及時被清洗渣吸附的不足，提高了吸附效果，保證離心后 鋼水的高潔凈度；采用二級離心方式使得鋼水經(jīng)過兩次離心后非金屬夾渣物及時被清洗渣 吸附，工作過程連續(xù)不斷，離心效果好，大大提高了高潔凈度鋼的冶煉效率和質(zhì)量，提高了 高潔凈度鋼的生產(chǎn)量。


圖1為本發(fā)明二級離心設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中液壓油缸1，支撐平板2，壓力傳感器3，鋼包平臺4，鋼包5，二級離心桶6，二 級冷卻水管7，離心孔8，一級離心桶9，二級離心桶環(huán)形水槽體10，固定盤11，從動齒輪12， 一級冷卻水管13，箱體14，一級離心桶環(huán)形水槽體15，水封16，氬氣保護蓋17，氬氣進氣管 18，中間包19，長水口 20，一級排水管21，一級進水管22，主動齒輪23，電機M，二級排水管 25，二級進水管沈，清洗渣27，回水箱觀，水箱四，水泵電機30，鋼包鋼水31，液壓泵電機 32，油箱33。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。參見附圖1，本實施例提供的是冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的方法，以及實 現(xiàn)上述方法的設(shè)備，而這種設(shè)備是在現(xiàn)有的一級離心桶的基礎(chǔ)上進行改進，對鋼水進行二 級離心，以此實現(xiàn)去除鋼水中的非金屬夾渣物、得到高潔凈度鋼的目的。這種冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，包括與中間包19連通的一級離 心桶9，還包括箱體14、二級離心桶6、鋼包5和液壓舉升裝置，其中一級離心桶9的外部設(shè)有齒輪組，該齒輪組為傘形齒輪組合，包括主動齒輪23和 從動齒輪12，桶壁內(nèi)設(shè)有一級冷卻水管13，且一級離心桶9的底部設(shè)有與其內(nèi)部連通的離 心孔8。中間包19內(nèi)有鋼水，中間包19通過伸進一級離心桶9內(nèi)的長水口 20與一級離心 桶9連通，且一級離心桶9頂部設(shè)有氬氣保護蓋17，該氬氣保護蓋17上還連接有氬氣進氣 管18。多個離心孔8均勻設(shè)置在一級離心桶9的底部圓周上。二級離心桶6固定套裝在一級離心桶9的下部，二級離心桶6的桶壁內(nèi)設(shè)有二級 冷卻水管7。二級離心桶6的下部設(shè)置在鋼包5內(nèi)部，二級離心桶6的底部為開放式結(jié)構(gòu)，鋼包5為上敞口的筒狀結(jié)構(gòu)。一級離心桶9和二級離心桶6同心設(shè)置，二者通過上下平行 設(shè)置的多個固定盤11固定連接為一體結(jié)構(gòu)，本實施例中，固定盤11為兩個。箱體14通過作為連接件的軸承分別與一級離心桶9的上部和二級離心桶6的上 部連接。即將兩個離心桶的上部封閉起來，而整個箱體14固定不動，作為整個設(shè)備的固定 支撐部件，而兩個離心桶通過軸承在箱體內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。液壓舉升裝置設(shè)置在鋼包5的底部，它主要包括液壓油缸1、支撐平板2、壓力傳感 器3和鋼包平臺4，鋼包平臺4和支撐平板2之間設(shè)置有壓力傳感器3。壓力傳感器3的個 數(shù)和具體設(shè)置位置根據(jù)整體設(shè)備的大小確定。隨著鋼包5內(nèi)鋼水31的增加或減少，清洗渣 的液面會上升或下降，液壓油缸會在壓力傳感器和可編程控制器的控制下，對鋼包平臺進 行下降或舉升，保證二級離心桶進入液態(tài)清洗渣的深度，以及清洗渣與二級離心甩出的鋼 水的接觸面積。一級、二級冷卻水管13、7都包括進水管和排水管，進水管均通過水泵與水箱四連 通、排水管均直接與回水箱觀連通。液壓油缸1通過液壓泵與油箱33連通。齒輪組通過 傳動軸與電機M連接。水泵與水泵電機30連接，液壓泵與液壓泵電機32連接。電機對、 水泵電機30和液壓泵電機32均與可編程控制器連接。一級離心桶9和二級離心桶6的上部外圓周上均套裝有環(huán)形水槽體15、10，冷卻水 管設(shè)置在一級離心桶9和二級離心桶6的桶壁內(nèi)部，且與環(huán)形水槽體15、10連通。環(huán)形水 槽與桶壁之間設(shè)有水封16，用于保證進水管和排水管的密封效果。一級離心桶環(huán)形水槽體 15為環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分為上下兩層環(huán)形水槽，且上層為排水環(huán)形槽，下層為進水環(huán)形槽， 桶壁上并列設(shè)置有上下兩層沿桶壁圓周均勻排布、且分別與排水環(huán)形槽和進水環(huán)形槽位置 相對應(yīng)的排水口和進水口，排水口和進水口均與桶壁內(nèi)部連通，排水環(huán)形槽與一級離心桶 排水管21連接，進水環(huán)形槽與一級離心桶進水管22連接，在桶壁內(nèi)部還設(shè)置有與每個進水 口連通的冷卻水管，各冷卻水管的下端直接進入到桶壁底部，屬于內(nèi)置式冷卻水管。二級離 心桶環(huán)形水槽體10、二級離心桶進水管沈和二級離心桶排水管25的結(jié)構(gòu)和布置與一級離 心的環(huán)形水槽和冷卻水管相同。這樣，在鋼鐵的去渣過程中，冷卻水由進水管直接進入到離 心桶桶壁內(nèi)的底部，然后隨著冷卻水的增多水面不斷上升，再由排水管排出，在整個循環(huán)過 程中，實現(xiàn)對離心桶的冷卻降溫。鋼包5內(nèi)充填有液態(tài)清洗渣27，二級離心桶6的下部浸沒在清洗渣之中。清洗渣 27的液面高度一般在200-500mm左右，渣溫為1450-1750攝氏度，隨著夾雜有大顆粒非金屬 夾渣物的鋼水的向下移動，清洗渣27會浮在鋼包鋼水31上方，而最終存儲在鋼包下部的鋼 包鋼水31就是經(jīng)過清洗渣27吸附、清洗之后的高潔凈度鋼水。為了提高清洗渣的吸附效 果，二級離心桶6的下部伸進液態(tài)的清洗渣27內(nèi)部，由于二級離心桶6的底部為開放式，那 么二級離心桶6的下部也被液態(tài)的清洗渣填滿，鋼水的二級離心是在清洗渣中進行的。一級離心桶9、二級離心桶6的桶內(nèi)壁，以及一級離心桶9和二級離心桶6底部均 采用耐高溫鍍膜材料制作而成，這里所述的耐高溫鍍膜材料主要是指鉻、鎳鈷等。為保證設(shè) 備運轉(zhuǎn)的安全和連續(xù)，箱體14與離心桶連接的軸承也采用高溫軸承。應(yīng)用上述設(shè)備去除非金屬夾渣物的方法，它按照如下步驟進行①開啟電機24，電機M通過傳動軸帶動齒輪組轉(zhuǎn)動，該齒輪組為傘齒輪組合，一 級離心桶9和二級離心桶6在齒輪組的帶動下同時旋轉(zhuǎn)。
②液壓舉升裝置工作，鋼包5上移，二級離心桶6的下部進入液態(tài)的清洗渣之中。③中間包19中的鋼水經(jīng)過長水口 20進入一級離心桶9，鋼水隨一級離心桶9旋 轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，鋼水受到離心作用力，鋼水中的非金屬夾渣物在離心過程中逐漸聚集為 大顆粒的夾渣物，隨著鋼水的不斷供給，鋼水及較大顆粒的夾渣物由離心孔8甩出。④鋼水被甩至二級離心桶6的桶壁上，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，并迅速形成鋼水 薄膜，沿二級離心桶6的桶壁下滑至桶底邊緣，然后呈不規(guī)則的液滴被甩出，同時，在離心 力的作用下，鋼水中的非金屬夾渣物被離心出來至鋼水的內(nèi)表面，由于二級離心桶6下部 被液態(tài)清洗渣充填，鋼水中的非金屬夾渣物被二級離心桶下部的清洗渣吸附，鋼水在下滑 過程中就與清洗渣接觸，在下滑移動的過程中，鋼水中的非金屬夾渣物也會被清洗渣吸附。⑤鋼水液滴與清洗渣接觸，并穿過清洗渣積聚在鋼包5底部，即得到高潔凈度鋼 水；⑥定時將鋼包底部的鋼水排出，進入下一步生產(chǎn)程序。由于二級離心桶6在轉(zhuǎn)動過程中，也會帶動起周圍的液態(tài)清洗渣一起旋轉(zhuǎn)，在其 旋轉(zhuǎn)的過程中，由于鋼水被甩出時及時與清洗渣接觸，在其穿過的過程中，液滴狀的鋼水與 清洗渣的接觸面積和接觸時間大大增加，這樣有利于清洗渣對非金屬夾渣物的吸附，提高 去渣效果。
權(quán)利要求
1.一種冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，包括與中間包連通的一級離心桶， 其特征在于，還包括箱體、二級離心桶、鋼包和液壓舉升裝置，其中a、所述一級離心桶的外部設(shè)有齒輪組，桶壁內(nèi)設(shè)有一級冷卻水管，且一級離心桶的底 部設(shè)有與其內(nèi)部連通的離心孔；b、所述二級離心桶固定套裝在一級離心桶的下部，二級離心桶的桶壁內(nèi)設(shè)有二級冷卻 水管；所述二級離心桶的下部設(shè)置在鋼包內(nèi)部；C、所述箱體通過連接件分別與一級離心桶的上部和二級離心桶的上部連接；d、所述液壓舉升裝置設(shè)置在鋼包的底部，該液壓舉升裝置包括鋼包平臺、支撐平板和 液壓油缸，所述鋼包平臺和支撐平板之間設(shè)置有壓力傳感器；e、所述一級、二級冷卻水管的進水管通過水泵與水箱連通、排水管均與回水箱連通；液 壓油缸通過液壓泵與油箱連通；齒輪組通過傳動軸與電機連接；電機、水泵電機和液壓泵 電機均與可編程控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，其特征在于，所 述一級離心桶和二級離心桶的上部均套裝有環(huán)形水槽體，冷卻水管設(shè)置在桶壁內(nèi)部，且與 環(huán)形水槽體相通；所述環(huán)形水槽體與桶壁之間設(shè)有水封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，其特征在于，所 述鋼包內(nèi)充填有液態(tài)清洗渣，二級離心桶的下部浸沒在清洗渣之中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，其特征在于，所 述一級離心桶、二級離心桶的桶內(nèi)壁，以及一級離心桶和二級離心桶底部均采用耐高溫鍍 膜材料制作而成。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-4中任意一項所述的設(shè)備去除非金屬夾渣物的方法，其特征在 于，所述非金屬夾渣物經(jīng)過兩次離心被清洗渣吸附清洗，它按照如下步驟進行①開啟電機，電機帶動齒輪組轉(zhuǎn)動，一級離心桶和二級離心桶同時旋轉(zhuǎn)；②液壓舉升裝置工作，鋼包上移，二級離心桶下部進入清洗渣之中；③中間包中的鋼水經(jīng)過長水口進入一級離心桶，鋼水隨一級離心桶旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程 中，鋼水及較大顆粒的夾渣物由離心孔甩出；④鋼水被甩至二級離心桶的桶壁上，并迅速形成鋼水薄膜，沿二級離心桶桶壁下滑至 桶底邊緣，然后呈不規(guī)則的液滴被甩出；同時，鋼水中的非金屬夾渣物被離心至鋼水內(nèi)表 面，被二級離心桶下部的清洗渣吸附；⑤鋼水液滴與清洗渣接觸，并穿過清洗渣積聚在鋼包底部，即得到高潔凈度鋼水；⑥定時將鋼包底部的鋼水排出，進入下一步生產(chǎn)程序。
全文摘要
一種冶煉鋼鐵過程中去除非金屬夾渣物的設(shè)備，包括與中間包連通的一級離心桶，還包括箱體、二級離心桶、鋼包和液壓舉升裝置。應(yīng)用所述設(shè)備去除非金屬夾渣物的方法是非金屬夾渣物經(jīng)過兩次離心被清洗渣吸附清洗，穿過清洗渣積聚在鋼包底部，得到高潔凈度鋼水。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，本發(fā)明解決了電磁驅(qū)動離心旋轉(zhuǎn)中間包技術(shù)去除非金屬夾渣物過程中，較大顆粒的夾渣物不能及時被清洗渣吸附的不足，提高了吸附效果，保證離心后鋼水的高潔凈度；采用二級離心方式使得鋼水經(jīng)過兩次離心后非金屬夾渣物及時被清洗渣吸附，工作過程連續(xù)不斷，離心效果好，大大提高了高潔凈度鋼的冶煉效率和質(zhì)量，提高了高潔凈度鋼的生產(chǎn)量。
文檔編號C21C7/00GK102091777SQ20111005657
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者馮松, 馮順新 申請人:馮順新