本实用新型属于铁水预处理技术领域，具体涉及一种喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置。
背景技术：
随着社会发展，对钢铁品质要求的不断提高，铁水脱硫已成为钢铁生产必不可少的环节之一。机械搅拌脱硫和喷吹脱硫是目前铁水脱硫的两种主要方法：机械搅拌脱硫法是将一个外衬耐火材料的搅拌头浸入到铁水罐内，由驱动装置驱动其旋转，从而搅动铁水，促进铁水与脱硫剂发生脱硫反应，达到铁水脱硫的目的；这种脱硫法脱硫效果好、生产成本低、处理时间短，但是铁水温降大，铁损量大。喷吹脱硫法是利用高压气体作为载体将脱硫剂由喷枪喷入铁水中，载气同时起到搅拌铁水的作用，使脱硫剂和铁水混合进行脱硫；喷吹脱硫法设备投资费用低，铁水温降小，铁损量小，但是动力学条件差，脱硫剂与铁水不能充分反应，脱硫剂利用率低，脱硫剂单耗成本高。因此，为了满足现代生产的需要，有必要对铁水脱硫的方法作进一步地研究。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置。
本实用新型采用的技术方案为：一种喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，包括升降框架、旋转驱动系统、传动轴、搅拌头和粉气管，所述升降框架由升降驱动系统驱动，可在垂直方向上升降并锁紧；所述旋转驱动系统安装于升降框架上，旋转驱动系统的驱动端与传动轴相连；传动轴垂直布置，传动轴的下端与搅拌头相连；所述粉气管设于传动轴和搅拌头的内部，且沿二者的轴线方向布置；所述粉气管的入口与脱硫剂粉剂供应管道连通，粉气管的出口与外界连通。
按上述方案，所述搅拌头包括搅拌器钢芯；所述搅拌器钢芯上端通过半接手与传动轴的下端相连，所述粉气管自传动轴的上端穿入，并伸出搅拌器钢芯的下端；搅拌器钢芯的下部及粉气管伸出搅拌器钢芯的部分均外部包覆有耐火材料，耐火材料内设与粉气管连通的粉气出口通道，粉气出口通道的一端与粉气管连通，粉气出口通道的另一端与外界连通。本实施例中，粉气管为两段，其中设于传动轴内部的为上部粉气管，设于搅拌器钢芯内的为下部粉气管。
按上述方案，粉气管为两段，其中设于传动轴内部的为上部粉气管，设于搅拌器钢芯内的为下部粉气管；在下部粉气管的下端垂直对称布置有两个方向相反的粉气出口通道，并在粉气管的下口设有堵头，两个粉气出口通道与下部粉气管形成t型通道，脱硫剂粉气由脱硫剂粉气供应管道进入，依次经过上部粉气管和下部粉气管后，从两个粉气出口通道喷出。
按上述方案，所述升降框架为钢结构框架，由升降驱动系统驱动；所述升降框架内设上层钢平台和下层钢平台，所述旋转驱动系统安装于上层钢平台上；所述旋转驱动系统包括空心套式的旋转驱动减速电机，所述旋转驱动减速电机安装于上层钢平台上，所述传动轴穿过旋转驱动减速电机的空心套且二者相适配，旋转驱动减速电机驱动传动轴转动。
按上述方案，所述传动轴为中空的长轴型结构，垂直布置；传动轴与分别设于上轴承座内和下轴承座内的轴承适配，其中，上轴承座安装于下层钢平台上，下轴承座设于支撑钢管内，支撑钢管固定于下层钢平台的底部，且传动轴自支撑钢管内穿出后与搅拌器钢芯相连。
按上述方案，传动轴的上端设有旋转接头，旋转接头包括相互连通的固定部分和活动部分，其中固定部分与脱硫剂供应管道相连，活动部分与传动轴通过连接螺栓相连，活动部分可随传动轴同步转动，活动部分的下口与上部粉气管内壁之间密封处理。
按上述方案，传动轴的下端套设与半接手内且与半接手键连接；半接手的下部通过螺栓与搅拌器钢芯的上端相连。
按上述方案，所述下部粉气管外壁周向均匀间隔交替设有螺纹钢和锚固板，且螺纹钢的轴线方向与下部粉气管的轴线方向平行；螺纹钢和锚固板预埋于耐火材料内，
按上述方案，下部粉气管的上端设粉气管密封头，粉气管密封头内设密封槽，密封槽内侧面安装密封圈三，密封圈三用于密封上部粉气管与下部粉气管的连接处.
按上述方案，在粉气管密封头的顶部设置密封板，所述支撑板设于密封板上；所述密封板支撑上部粉气管的同时进一步密封上部粉气管与下部粉气管的连接处。
本实用新型的有益效果为：本实用新型以喷吹脱硫为基础，引入旋转驱动装置，使喷吹管旋转，起到了气体搅拌的功能，从而改善铁水动力学条件，使脱硫剂与铁水反应更充分，提高脱硫剂的利用率；本实用新型不增加搅拌叶片，尽量减小铁水温降损失，由于搅拌头重量不增加，能采用更经济更简洁的传动方式驱动搅拌头旋转，节省设备投资，同时设备更简单、可靠；本实用新型设备投入成本相对于喷吹脱硫装置无大幅增加，而投资收益明显提高，尤其适用于中小吨位铁水脱硫工艺，经济效益显著。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实施例中的a处放大图。
图3为本实施例中的b处放大图。
图4为本实施例中的c处放大图。
图5为图1的a-a剖视图。
图中标记说明：1-升降框架，2-旋转驱动减速电机，3-传动轴，4-上部粉气管，5-上部轴承座，6-密封圈一，7-支撑钢管，8-轴承，9-下部轴承座，10-半接手，11-键，12-搅拌器钢芯，13-下部粉气管，14-粉气出口通道，15-耐火材料，16-旋转接头，17-密封圈二，18-连接螺栓，19-挡板，20-支撑板，21-密封板，22-粉气管密封头，23-密封圈三，24-堵头，25-锚固板，26-螺纹钢。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
如图1所示的一种喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，包括升降框架1、旋转驱动系统、传动轴3、搅拌头和粉气管，所述升降框架1由升降驱动系统驱动，可在垂直方向上升降并锁紧；所述旋转驱动系统安装于升降框架1上，旋转驱动系统的驱动端与传动轴3相连；传动轴3垂直布置，传动轴3的下端穿过下层钢平台后与搅拌头相连；所述粉气管设于传动轴3和搅拌头的内部，且沿二者的轴线方向布置；所述粉气管的入口与脱硫剂粉剂供应管道连通，粉气管的出口与外界连通。
优选地，所述搅拌头包括搅拌器钢芯12；所述搅拌器钢芯12上端的法兰通过半接手10与传动轴3的下端相连，所述粉气管自传动轴3的上端穿入，并伸出搅拌器钢芯12的下端；搅拌器钢芯12的下部及粉气管伸出搅拌器钢芯12的部分均外部包覆有耐火材料15，耐火材料15内设与粉气管连通的粉气出口通道14，粉气出口通道14的一端与粉气管连通，粉气出口通道14的另一端与外界连通。本实施例中，粉气管为两段，其中设于传动轴3内部的为上部粉气管4，设于搅拌器钢芯12内的为下部粉气管13。
本实用新型中，所述升降框架1为钢结构框架，由升降驱动系统驱动，可根据铁水脱硫工艺要求，在垂直方向自由升降并锁紧，该技术为现有技术，这里不作赘述。所述升降框架1内设上层钢平台和下层钢平台，所述旋转驱动系统安装于上层钢平台上；所述旋转驱动系统包括空心套式的旋转驱动减速电机2，所述旋转驱动减速电机2安装于上层钢平台上，所述传动轴3穿过旋转驱动减速电机2的空心套且二者相适配，旋转驱动减速电机2驱动传动轴3转动。
本实用新型中，所述传动轴3为中空的长轴型结构，垂直布置；传动轴3与分别设于上轴承8座内和下轴承8座内的轴承8适配，其中，上轴承8座安装于下层钢平台上，下轴承8座设于支撑钢管7内，支撑钢管7固定于下层钢平台的底部，且传动轴3自支撑钢管7内穿出后与搅拌器钢芯12相连；为了防止灰尘进入轴承8，在上部轴承座5和下部轴承座9的两端分别设置密封圈一6。本实施例中，上部轴承座5与下部轴承座9通过支撑钢管7连成一体，共同固定在升降框架1的下层钢平台上，实现对传动轴3的支撑(如图1所示)。传动轴3的上端设有旋转接头16，旋转接头16包括相互连通的固定部分和活动部分，其中固定部分与脱硫剂供应管道相连，活动部分与传动轴3通过连接螺栓18相连，活动部分可随传动轴3同步转动；活动部分的下口与上部粉气管4内壁之间设有密封圈二17，防止脱硫剂粉气泄漏(如图2所示)。传动轴3的下端套设与半接手10内且与半接手10键11连接(键11用于传递扭矩)；半接手10的下部通过螺栓与搅拌器钢芯12的上端相连。
本实用新型中，粉气管包括上部粉气管4和下部粉气管13，其中上部粉气管4设于传动轴3内，且上部粉气管4的外壁和传动轴3的中空内壁之间留有一定间隙；上部粉气管4的下端伸出传动轴3且下端外壁焊接有支撑板20；所述上部粉气管4的下口与下部粉气管13的上口连接，二者连接处设密封圈三23。所述下部粉气管13套在搅拌器钢芯12内部，且下部粉气管13的外壁与搅拌器钢芯12内壁之间留有一定间隙(如图1所示)。下部粉气管13的上端设粉气管密封头22，粉气管密封头22内设密封槽，密封槽内侧面安装密封圈三23，密封圈三23用于密封上部粉气管4与下部粉气管13的连接处；在粉气管密封头22的顶部设置密封板21，所述支撑板20设于密封板21上；所述密封板21支撑上部粉气管4的同时进一步密封上部粉气管4与下部粉气管13的连接处(如图3所示)。在下部粉气管13的下端垂直对称布置有两个方向相反的粉气出口通道14，并在粉气出口通道14底部焊接堵头24，两个粉气出口通道14与下部粉气管13形成t型通道，脱硫剂粉气由脱硫剂粉气供应管道进入，依次经过上部粉气管4和下部粉气管13后，从两个粉气出口通道14喷出。
本实用新型中，搅拌器钢芯12法兰以下的部分、下部粉气管13下露出搅拌器钢芯12的部分，以及粉气出口通道14均由耐火材料15包覆；所述下部粉气管13外壁周向均匀间隔交替设有螺纹钢26和锚固板25，且螺纹钢26的轴线方向与下部粉气管13的轴线方向平行；螺纹钢26和锚固板25预埋于耐火材料15内，螺纹钢26对下部粉气管13进行加强，锚固板25用于加强耐火材料15和各钢结构之间的粘结力，共同抵御搅拌过程中铁水的侵蚀，满足搅拌头的使用寿命需求(如图4、图5所示)。
本实用新型所述搅拌装置，具体实现了喷吹法和搅拌法复合后搅拌装置上所需要各种功能，如搅拌器的旋转驱动、以及在搅拌器旋转过程中脱硫剂粉气的输入、粉气通道的设置、以及各个连接处的动密封设计等。
本实用新型的工作原理为：
1、将所述搅拌装置整体安装，根据脱硫工艺要求，当搅拌装置不需要工作时，升降框架1上升至高位并锁定；当搅拌装置需要工作时，升降框架1下降至低位并锁定，再启动旋转驱动减速电机2。
2、旋转驱动减速电机2为空心套安装形式，传动轴3可直接穿过空心套与旋转驱动减速电机2相连；旋转驱动减速电机2体积小，减速比大，能满足搅拌所需要的转速和旋转力矩。
3、搅拌器钢芯12、下部粉气管13、粉气出口和耐火材料15共同组成了搅动铁水的搅拌头，通过传动轴3与旋转驱动减速电机2相连，在旋转驱动减速电机2的驱动下搅拌头进行旋转运动，达到改善喷吹时的铁水动力学条件的目的。
4、在搅拌头旋转的过程中，传动轴3同步转动，旋转接头16固定在传动轴3上，旋转接头16的活动部分随传动轴3一起旋转，旋转接头16的固定部分与外部的脱硫剂粉气供应管道连接，处于静止状态。脱硫剂粉气通过旋转接头16的固定部分进入活动部分，并流经上部粉气管4的内部，进入到下部粉气管13内部，最后由下部粉气管13底部的两个粉气出口通道14喷出，进入铁水中。当传动轴3旋转时，下部粉气管13和搅拌器钢芯12随之一同旋转，上部粉气管4保持相对静止，并由粉气管密封头22和密封圈三23进行密封。
最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，包括升降框架、旋转驱动系统、传动轴、搅拌头和粉气管，所述升降框架由升降驱动系统驱动，可在垂直方向上升降并锁紧；所述旋转驱动系统安装于升降框架上，旋转驱动系统的驱动端与传动轴相连；传动轴垂直布置，传动轴的下端与搅拌头相连；所述粉气管设于传动轴和搅拌头的内部，且沿二者的轴线方向布置；所述粉气管的入口与脱硫剂粉剂供应管道连通，粉气管的出口与外界连通。
2.如权利要求1所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌头包括搅拌器钢芯；所述搅拌器钢芯上端通过半接手与传动轴的下端相连，所述粉气管自传动轴的上端穿入，并伸出搅拌器钢芯的下端；搅拌器钢芯的下部及粉气管伸出搅拌器钢芯的部分均外部包覆有耐火材料，耐火材料内设与粉气管连通的粉气出口通道，粉气出口通道的一端与粉气管连通，粉气出口通道的另一端与外界连通。
3.如权利要求2所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，粉气管为两段，其中设于传动轴内部的为上部粉气管，设于搅拌器钢芯内的为下部粉气管；在下部粉气管的下端垂直对称布置有两个方向相反的粉气出口通道，并在粉气管的下口设有堵头，两个粉气出口通道与下部粉气管形成t型通道，脱硫剂粉气由脱硫剂粉气供应管道进入，依次经过上部粉气管和下部粉气管后，从两个粉气出口通道喷出。
4.如权利要求2所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，所述升降框架为钢结构框架，由升降驱动系统驱动；所述升降框架内设上层钢平台和下层钢平台，所述旋转驱动系统安装于上层钢平台上；所述旋转驱动系统包括空心套式的旋转驱动减速电机，所述旋转驱动减速电机安装于上层钢平台上，所述传动轴穿过旋转驱动减速电机的空心套且二者相适配，旋转驱动减速电机驱动传动轴转动。
5.如权利要求4所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，所述传动轴为中空的长轴型结构，垂直布置；传动轴与分别设于上轴承座内和下轴承座内的轴承适配，其中，上轴承座安装于下层钢平台上，下轴承座设于支撑钢管内，支撑钢管固定于下层钢平台的底部，且传动轴自支撑钢管内穿出后与搅拌器钢芯相连。
6.如权利要求5所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，传动轴的上端设有旋转接头，旋转接头包括相互连通的固定部分和活动部分，其中固定部分与脱硫剂供应管道相连，活动部分与传动轴通过连接螺栓相连，活动部分可随传动轴同步转动，活动部分的下口与上部粉气管内壁之间密封处理。
7.如权利要求2所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，传动轴的下端套设与半接手内且与半接手键连接；半接手的下部通过螺栓与搅拌器钢芯的上端相连。
8.如权利要求3所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，所述下部粉气管外壁周向均匀间隔交替设有螺纹钢和锚固板，且螺纹钢的轴线方向与下部粉气管的轴线方向平行；螺纹钢和锚固板预埋于耐火材料内。
9.如权利要求3所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，下部粉气管的上端设粉气管密封头，粉气管密封头内设密封槽，密封槽内侧面安装密封圈三，密封圈三用于密封上部粉气管与下部粉气管的连接处。
10.如权利要求3所述的喷吹搅拌复合铁水脱硫的搅拌装置，其特征在于，在粉气管密封头的顶部设置密封板，上部粉气管的下端外壁焊接有支撑板，所述支撑板设于密封板上；所述密封板支撑上部粉气管的同时进一步密封上部粉气管与下部粉气管的连接处。
技术总结