【技术实现步骤摘要】
铁水KR脱硫搅拌器设计方法
本专利技术涉及铁水预处理
,具体涉及一种铁水KR脱硫搅拌器设计方法。
技术介绍
铁水KR机械搅拌脱硫方法的工艺过程是:将一个外衬耐火材料的单层叶片搅拌器,沿铁水罐中心垂直浸没铁水中进行旋转搅动,使铁水液面产生旋涡,经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面,漂浮在铁水液面上的脱硫剂被旋涡下拉卷入铁水,并在离心力与浮升力的作用下排出和上浮,实现脱硫剂在铁水中的卷吸、排出与上浮循环运动,通过脱硫剂与高温铁水的循环混合接触、表面反应,达到铁水脱硫的目的。因而,与铁水喷吹脱硫相比,铁水KR搅拌脱硫具有优良的动力学条件和可靠的深脱硫稳定性,得到国内外钢铁企业的广泛青睐,成为低硫与超低硫钢生产的首选脱硫工艺,并有大量钢铁企业利用铁水喷吹脱硫设备大修机会进行KR脱硫改造。根据铁水KR脱硫工艺介绍可见,铁水KR搅拌脱硫反应是在敞口铁水罐和沿罐口中心垂直插入的搅拌器共同组成的高温冶金反应器内完成的铁水脱硫冶金反应,通过搅拌器的持续稳定搅拌和脱硫剂颗粒的循环卷入,实现脱硫剂与铁水间的持久接触反应,有效地保证了脱硫剂的有效脱硫时间,达到铁水稳定神脱硫的目的;然而,反应器内漂浮的脱硫剂颗粒与铁水之间的搅拌混合状况,决定了脱硫剂与铁水的接触面积与分散区域,将直接影响到脱硫剂的有效反应面积、传质速度、脱硫反应速度、脱硫剂反应利用率等,最终影响到铁水KR脱硫装置的生产能力、生产节奏和相关技术经济指标。这也是目前国内外不同钢铁企业间铁水KR脱硫技术经济指标差异显著的主要原因之一,因而,如何有效地改善KR脱硫反应器内的反应动力学条件,即:脱硫剂在铁水中的搅拌卷 ...
【技术保护点】
1.一种铁水KR脱硫搅拌器设计方法,其特征在于:包括以下步骤:1)根据铁水罐的平均直径D与额定最大铁水装载量W,计算获得的铁水罐铁水深度H;2)搅拌器结构参数关联关系经验设定a.对于新上线的新搅拌器的经验设定如下:(1)搅拌器插入深度Z为:Z=(0.45~0.5)×H;(2)叶片有效高度b为:b=(0.625~0.700)×d,d为新搅拌器叶轮直径;b.对于即将下线的搅拌器,经验设定如下:(1)对于即将下线搅拌器,搅拌转速达到搅拌设备的最高设计允许转速,为N1(2)即将下线搅拌器叶轮直径d1=d‑2E1;(3)即将下线搅拌器叶片有效高度b1=b‑2E2;(4)即将下线搅拌器实际插入深度Z1=Z‑E2;其中,E1为搅拌器径向允许磨损厚度;E2为搅拌器叶片顶部与底部轴向允许磨损厚度;3)即将下线的搅拌器结构参数计算:a.当即将下线的搅拌器漩涡深度△H11=Z1、搅拌转速等于搅拌设备的最高设计允许转速N1,搅拌器叶片数量np=3或4时;采用下述公式(1)计算,得到即将下线搅拌器的叶片有效高度b1和叶轮直径d1;b.将上述即将下线的搅拌器的搅拌转速N1和步骤a)中得到即将下线搅拌器的叶片有效高 ...
【技术特征摘要】
1.一种铁水KR脱硫搅拌器设计方法,其特征在于:包括以下步骤:1)根据铁水罐的平均直径D与额定最大铁水装载量W,计算获得的铁水罐铁水深度H;2)搅拌器结构参数关联关系经验设定a.对于新上线的新搅拌器的经验设定如下:(1)搅拌器插入深度Z为:Z=(0.45~0.5)×H;(2)叶片有效高度b为:b=(0.625~0.700)×d,d为新搅拌器叶轮直径;b.对于即将下线的搅拌器,经验设定如下:(1)对于即将下线搅拌器,搅拌转速达到搅拌设备的最高设计允许转速,为N1(2)即将下线搅拌器叶轮直径d1=d-2E1;(3)即将下线搅拌器叶片有效高度b1=b-2E2;(4)即将下线搅拌器实际插入深度Z1=Z-E2;其中,E1为搅拌器径向允许磨损厚度;E2为搅拌器叶片顶部与底部轴向允许磨损厚度;3)即将下线的搅拌器结构参数计算:a.当即将下线的搅拌器漩涡深度△H11=Z1、搅拌转速等于搅拌设备的最高设计允许转速N1,搅拌器叶片数量np=3或4时;采用下述公式(1)计算,得到即将下线搅拌器的叶片有效高度b1和叶轮直径d1;b.将上述即将下线的搅拌器的搅拌转速N1和步骤a)中得到即将下线搅拌器的叶片有效高度b1和叶轮直径d1代入下述公式(2)中,即得到此时,即将下线的搅拌器的搅拌漩涡上涨高度△H21;c.根据步骤a)中得到即将下线搅拌器的叶片有效高度b1和叶轮直径d1以及最大允许磨损量的设定值,即为E1和E2,计算得到新搅拌器的叶轮直径d,即d=d1+2E1和叶片有效高度b,即b=b1+2E2;式中:△H11为即将下线的搅拌器漩涡深度(m),△H21为即将下线的搅拌器漩涡上涨高度(m),D为铁水罐的平均直径(m),N1为搅拌器允许的最高转速(rpm),b1为即将下线搅拌器的叶片高度(m),d1为即将下线搅拌器的叶轮直径(m),y1为刚性回转体和容器半径之比,rc1刚性回转体半径(m),Re1为雷诺数,g为重力加速度(m/s2),μ为液体粘度(Pa·s),np为叶片个数,np为3个或4个,ρ为液体密度(kg/m3);4)上线使用前的新搅拌器结构参数计算:a.根据步骤3)计算得到的新搅拌器的叶轮直径d和叶片有效高度b,设定新搅拌器的搅拌漩涡深度△H12=Z=(0.45~0.5)×H,采用下述公式(3),分别计算得到np=3或4的新搅拌器的搅拌转速N2,b.将步骤a)中得到新搅拌器的搅拌转速N2、新搅拌器的叶轮直径d和叶片有效高度b代入公式(4)中,得到此时的新搅拌器的搅拌漩涡上涨高度△H22;式中:△H12为新搅拌器的漩涡深度(m),△H22为新搅拌器的漩涡上涨高度(m),D为铁水罐的平均直径(m),...
【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳德刚,李明晖,罗安智,
申请(专利权)人:武汉钢铁有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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