一种钢铁厂铁水预处理内部密封冷却搅拌桨装置的制作方法

本发明涉及炼钢铁水预处理，特别涉及一种钢铁厂铁水预处理内部密封冷却搅拌桨装置，对搅拌桨轴芯部柱面环缝通入冷却介质单向流动强制对流冷却，达到对高温铁水中旋转工作的搅拌桨的整体冷却降温，由于冷却回路具有良好的密封性能，可实现对冷却介质的循环利用，节约动力能源，保护环境。

背景技术：

1、铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前，为脱硫、脱硅和脱磷而进行的处理过程。机械搅拌脱硫法(kr法)将一个外衬耐火材料的搅拌器插入铁水罐内，搅拌器旋转搅动铁水，产生旋涡，经过称量的脱硫剂由伸缩溜槽加入到铁水表面，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。该脱硫方法大大改善了脱硫的动力学条件，具有脱硫效率高、脱硫成效比较稳固，脱硫剂消耗少、作业时间短、金属收得率高、耐火材料消耗低等特点。目前，铁水预处理主要采用kr机械搅拌法进行脱硫，可为洁净钢生产体系提供优质低硫铁水。其具有工艺设备配置高效、脱硫工艺稳定、工艺布局紧凑等特点。kr机械搅拌法脱硫技术已成为建立高效低成本洁净钢生产工艺平台的重要组成部分，在提供优质低硫铁水、减轻转炉冶炼任务和减少转炉消耗指标等方面发挥着显著作用。高温铁水中旋转工作中的搅拌桨温升比较明显，搅拌桨轴内柱面环缝强制对流冷却形成单向冷却回路，是使搅拌桨轴整体降温、达到所需温度、获得良好机械性能最有效的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钢铁厂铁水预处理内部密封冷却搅拌桨装置，应用在钢铁厂机械搅拌kr法铁水脱硫工序中，对插入盛有温度1290℃～1340℃左右铁水的铁水罐液面下一定深处旋转搅拌工作的搅拌桨8的搅拌桨轴9芯部环缝实施冷却介质强制流动冷却，高效阻止搅拌桨轴9温度过渡升高，使搅拌桨8具有良好的综合机械性能，该发明属于炼钢铁水预处理技术领域。

2、本发明包括：旋转轴1、旋转接头2、上轴承3、下轴承4、法兰盘5、联接键6、搅拌桨连接装置7、搅拌桨8、搅拌桨轴9、耐火材料10、搅拌头11、鳍片内管一12、螺钉13、法兰14、o型密封圈一15、o型密封圈二16、o型密封圈三17、鳍片内管二18、鳍片内管一鳍片19、鳍片内管一下部20、旋转轴下端面21、搅拌轴上端面22、鳍片内管二上部23、鳍片内管二鳍片24。

3、旋转轴1中心开盲孔，鳍片内管一12装入其中，用螺钉13和法兰14在鳍片内管一鳍片19的定位下将其固定；鳍片内管一12管内通冷却介质进入；旋转轴1盲孔内柱面与鳍片内管一12外柱面形成环缝空间通冷却介质回流。旋转轴1通过联接键6联接在法兰盘5上。搅拌桨8由搅拌桨轴9、耐火材料10、搅拌头11组成。搅拌桨轴9中心开盲孔，鳍片内管二18在鳍片内管二鳍片24环向定位依靠重力作用装入其中，搅拌桨8处在工况下其垂直方向向上有一定的窜动量；鳍片内管二18管内通冷却介质进入；搅拌桨轴9盲孔内柱面与鳍片内管二18外柱面形成环缝空间通冷却介质回流，实现对搅拌桨轴9芯部柱面强制对流冷却。搅拌桨8通过搅拌桨连接装置7连接在法兰盘5上，法兰盘5和旋转轴下端面21与搅拌轴上端面22由于结构连接与拆卸需要两者之间留有1mm的间隙。旋转接头2环向固定，完成对冷却介质的引进和回流。上轴承3、下轴承4外圈环向固定，内圈与旋转轴1过盈连接，旋转轴1接受旋转运动和动力扭矩实现搅拌头11搅拌工作。

4、本发明的优点在于，对所述搅拌桨8的搅拌桨轴9芯部冷却回路设计成单向流动冷却回路，搅拌桨8的安装和拆卸，搅拌桨轴9芯部强制对流冷却回路方便简易构成和同步自动恢复，以及解决了鳍片内管一12和鳍片内管二18两件采用端面挤压密封连接带来的鳍片内管一鳍片19的脱落风险；调节冷却介质压力和流量对搅拌桨轴9芯部的强制冷却让搅拌桨轴9处在工况下的温升控制在合理的范围内，保证搅拌桨轴9具有良好的综合机械性能。冷却回路中的冷却介质单向流动过程中，全程密封流动，为冷却介质的循环利用创造了条件，节约动力能源，保护环境。

5、kr法机械搅拌脱硫是以一个搅拌桨轴9外衬耐火材料10内装鳍片内管二18的搅拌桨8的搅拌头11插入铁水罐液面下一定深处，然后旋转搅拌桨8，在铁水液面形成"v"型旋涡时，使加入的脱硫剂被卷入铁水内部进行充分混合、反应，从而达到脱硫的目的。搅拌桨8的搅拌头11每次在1290℃～1340℃左右的高温铁水中旋转工作15钟左右，搅拌桨轴9负责传递动力扭矩和旋转运动，在高温温度场下，由于接触传热、材料导热和热辐射，使整个搅拌桨8温升比较明显，严重影响拌桨轴9的综合机械性能，选用良好阻热性能衬耐火材料10是保护搅拌桨轴9过渡温升的必要方法，鳍片内管二18通入冷却介质对搅拌桨轴9内柱面强制对流冷却形成单向冷却回路，是使搅拌桨轴9降温、达到所需温度、获得良好机械性能最有效的方法。同时，搅拌桨8外衬耐火材料10在作业过程中受到高温铁水的冲刷会严重脱落消耗，需要对整个搅拌桨8拆卸后修补；加上工作面上大量的粉尘等工作环境，对搅拌桨轴9内部强制对流冷却回路提供密封保护缺一不可；搅拌桨8回装后，搅拌桨轴9强制对流冷却回路方便简易同步自动恢复。

6、冷却回路冷却介质导入内部密封，鳍片内管一12与鳍片内管二18连接后的密封采用柱面活塞式o形环挤压型密封，两件连接和分拆方便，解决了两件挤压密封带来的鳍片内管一鳍片19的脱落风险；鳍片内管一下部20外柱面与鳍片内管二上部23内柱面之间的密封件o型密封圈三17密封面上由于所受压力压差不大，密封效果好，冷却介质单向流动过程中不会出现窜流现象。旋转轴下端面21与搅拌轴上端面22由于结构连接与拆卸需要两者之间留有1mm的间隙，外部秘密采用端部密封加挤压密封的形式称为端面轴向o形环挤压型密封，o型密封圈二16形成第一道对外密封，o型密封圈一15形成第二道对外密封，兼起防尘作用，两道密封圈的设立密封效果好，保证了冷却介质回流冷却过程中不会对外泄漏和被污染，为冷却介质的循环利用创造了条件。

技术特征：

1.一种钢铁厂铁水预处理内部密封冷却搅拌桨装置，其特征在于，包括旋转轴(1)、旋转接头(2)、上轴承(3)、下轴承(4)、法兰盘(5)、联接键(6)、搅拌桨连接装置(7)、搅拌桨(8)、鳍片内管一(12)、螺钉(13)、法兰(14)、o型密封圈一(15)、o型密封圈二(16)、o型密封圈三(17)、鳍片内管二(18)、鳍片内管一鳍片(19)、鳍片内管一下部(20)、旋转轴下端面(21)、搅拌轴上端面(22)、鳍片内管二上部(23)、鳍片内管二鳍片(24)；

技术总结
一种钢铁厂铁水预处理内部密封冷却搅拌桨装置，该发明属于炼钢铁水预处理技术领域。本发明主要解决搅拌桨内部冷却问题。该装置对搅拌桨8搅拌桨轴9的芯部冷却回路设计成单向流动冷却回路，搅拌桨8的安装和拆卸，搅拌桨轴9芯部强制对流冷却回路方便简易构成和同步自动恢复，以及解决了鳍片内管一12和鳍片内管二18两件采用端面挤压密封连接带来的鳍片内管一鳍片19的脱落风险；调节冷却介质压力和流量对处在工况下搅拌桨轴9芯部的强制对流冷却让搅拌桨轴9的温升控制在合理的范围内，保证搅拌桨轴9具有良好的综合机械性能。冷却回路中的冷却介质单向流动过程中，全程密封流动，为冷却介质的循环利用创造了条件，节约动力能源，保护环境。

技术研发人员：蒋治浩,李金城,罗顺云,李永忠,张德国
受保护的技术使用者：北京首钢国际工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15