鐵水預(yù)處理方法以及鐵水預(yù)處理用攪拌體的制作方法
【專利摘要】在使用由旋轉(zhuǎn)軸與葉片構(gòu)成的攪拌體邊通過使浸漬在鐵水中的葉片旋轉(zhuǎn)來攪拌鐵水邊進行的鐵水預(yù)處理中，即便為了提高反應(yīng)效率而提高葉片的轉(zhuǎn)速，也能夠減輕攪拌裝置的振動。本發(fā)明所涉及的鐵水預(yù)處理方法使安裝于旋轉(zhuǎn)軸(2)的前端部的葉片(3)浸漬在精煉容器(4)內(nèi)的鐵水(5)，并通過旋轉(zhuǎn)浸漬的葉片來攪拌鐵水與添加劑(6)，其以旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率比攪拌鐵水的葉片的旋轉(zhuǎn)頻率高的方式來進行攪拌。
【專利說明】鐵水預(yù)處理方法以及鐵水預(yù)處理用攪拌體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鐵水預(yù)處理方法以及鐵水預(yù)處理用攪拌體。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在除去鐵水中的雜質(zhì)的精煉（稱為"鐵水預(yù)處理（molten iron preliminary treatment)"）中，向鐵水添加用于與雜質(zhì)反應(yīng)來除去雜質(zhì)的添加劑（精煉劑（a refining agent))，并攪拌（agitate) ·混合該鐵水來促進添加劑與雜質(zhì)的反應(yīng)。這是因為，精煉反應(yīng) 在鐵水與添加劑的界面發(fā)生，因此通過攪拌鐵水使添加劑卷入鐵水中，從而使鐵水與添加 劑的反應(yīng)界面面積增大。一般而言，添加劑與鐵水相比，比重小，添加之后會浮在鐵水的表 面。因此，在使鐵水與添加劑反應(yīng)方面也需要攪拌鐵水。
[0003] 作為攪拌鐵水的方法，執(zhí)行如下方法，即向鐵水吹入氣體來進行的氣體吹入攪拌 方法（gas bubbling method)和使葉片等旋轉(zhuǎn)的攪拌件浸漬于鐵水來機械式地攪拌鐵水的 機械攪拌方法（stirrer method)。將氣體吹入攪拌方法與機械攪拌方法進行比較，機械攪 拌方法更容易使卷入鐵水后浮上鐵水表面的添加劑反復(fù)卷入鐵水中，因此能夠更高效地進 行精煉反應(yīng)。因此，現(xiàn)在機械攪拌方法成為主流。
[0004] 例如，在作為鐵水預(yù)處理之一的鐵水的脫硫處理（desulfurization)中，廣泛執(zhí) 行如下機械攪拌式脫硫法，即，使葉片（也稱為"旋轉(zhuǎn)翼"）浸漬在收納于精煉容器的鐵水 中，邊使該葉片旋轉(zhuǎn)來攪拌鐵水邊向精煉容器內(nèi)的鐵水添加脫硫劑，從而對鐵水進行脫硫。
[0005] 在鐵水的使用葉片的機械攪拌式脫硫法中，以處理時間的縮短、脫硫劑原單位的 減少等為目的，提出各種用于實現(xiàn)高效的脫硫處理的方案?；救绶菍＠墨I1所記載，通 過增大葉片的轉(zhuǎn)速來增大鐵水與添加劑的反應(yīng)界面的面積，由此提高反應(yīng)效率。因此，使葉 片更高速地旋轉(zhuǎn)是有效的。
[0006] 然而，若提高葉片的旋轉(zhuǎn)速度則攪拌裝置（葉片以及葉片的驅(qū)動裝置）的振動變 強，從而牽涉到攪拌裝置的損傷。因此，例如專利文獻1所公開的那樣，在高速旋轉(zhuǎn)葉片時， 限制攪拌動力的上限值，以便不會有因振動而產(chǎn)生的過度力作用于攪拌裝置。其中，在該方 法中，限制了攪拌動力的上限值，因此不能說攪拌能力充足，從而無法充分提高反應(yīng)效率。
[0007] 另一方面，為了抑制因葉片的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的振動，專利文獻2公開了使用彈簧來 支承葉片的升降機構(gòu)的攪拌裝置。在該攪拌裝置中，能夠利用彈簧來抑制某種程度的振動。 然而，若轉(zhuǎn)速升高則會因由質(zhì)量的不平衡產(chǎn)生的離心力、來自鐵水的攪拌反作用力增大而 導(dǎo)致振動急劇變強。利用彈簧能夠支承的力受限，因此，利用該攪拌裝置也難以抑制高速旋 轉(zhuǎn)時的振動。
[0008] 這樣，在使用了葉片的鐵水的預(yù)處理中，從反應(yīng)效率的提高的觀點出發(fā)，增大葉片 的轉(zhuǎn)速是有效的，但從防止設(shè)備的損傷的觀點出發(fā)，葉片的轉(zhuǎn)速無法提高至某一定值以上。
[0009] 專利文獻1 :日本特開2005-290434號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2005-48226號公報
[0011] 非專利文獻 1 :鐵與鋼，vol. 90 (2004) No. 6· P. 322-328


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的。本發(fā)明的目的在于提供一種鐵水預(yù)處理方法， 即，在使用由旋轉(zhuǎn)軸與葉片構(gòu)成的攪拌體且邊通過使浸漬在鐵水中的葉片旋轉(zhuǎn)來攪拌鐵水 邊進行的鐵水預(yù)處理中，即便為了提高反應(yīng)效率而提高葉片的旋轉(zhuǎn)速度，也能夠減輕攪拌 裝置的振動。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種鐵水預(yù)處理用攪拌體，該鐵水預(yù)處理用攪 拌體由旋轉(zhuǎn)軸和安裝于該旋轉(zhuǎn)軸前端部的葉片構(gòu)成，即便使其高速旋轉(zhuǎn)也能夠減輕攪拌裝 置的振動。
[0013] 本發(fā)明人等為了解決上述課題而反復(fù)進行了深入研宄。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)如下情況： 在由旋轉(zhuǎn)軸與葉片構(gòu)成的攪拌體中，通過將旋轉(zhuǎn)軸的形狀控制為旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻 率比攪拌鐵水的葉片的旋轉(zhuǎn)頻率（葉片的轉(zhuǎn)速除以60的值）高，即便提高葉片的轉(zhuǎn)速，攪 拌裝置的振動也不會變強，從而能夠更強力地攪拌鐵水。
[0014] 本發(fā)明是根據(jù)上述見解而完成的，其要旨如下所述。
[0015] [1] -種鐵水預(yù)處理方法，其特征在于，使安裝于旋轉(zhuǎn)軸的前端部的葉片浸漬在精 煉容器內(nèi)的鐵水，并通過旋轉(zhuǎn)浸漬的葉片來攪拌鐵水與添加劑，
[0016] 上述旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率比攪拌鐵水的葉片的旋轉(zhuǎn)頻率高。
[0017] [2]根據(jù)[1]所記載的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于上述一次彎曲共振頻率為葉 片的旋轉(zhuǎn)頻率的1.2倍以上。
[0018] [3]根據(jù)上述[1]或上述[2]所記載的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)軸 為中空構(gòu)造。
[0019] [4]根據(jù)上述[1]?[3]中任一項所記載的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于，上述葉 片的轉(zhuǎn)速為IOOrpm以上200rpm以下。
[0020] [5]根據(jù)上述[1]?[4]中任一項所記載的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于，上述精 煉容器以底部的內(nèi)表面形狀相對于該精煉容器的中心軸為非軸對稱的方式對底部的耐火 物進行處理。
[0021] [6] -種鐵水預(yù)處理用攪拌體，其具有旋轉(zhuǎn)軸和安裝于該旋轉(zhuǎn)軸的前端部的葉片， 并通過上述旋轉(zhuǎn)軸以及上述葉片旋轉(zhuǎn)來攪拌鐵水，所述鐵水預(yù)處理用攪拌體的特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率為2. 0?4. 0Hz。
[0022] [7]根據(jù)[6]所記載的鐵水預(yù)處理用攪拌體，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)軸為中空構(gòu) 造。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，在使用由旋轉(zhuǎn)軸與葉片構(gòu)成的鐵水預(yù)處理用攪拌體來攪拌鐵水時， 使用旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率比攪拌鐵水的葉片的旋轉(zhuǎn)頻率大的攪拌體，因此能夠避免 因攪拌體的共振而引起的振動的增大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)攪拌體的高速旋轉(zhuǎn)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)使 供給至鐵水的添加劑高效地分散到鐵水中，與以往相比，能夠?qū)崿F(xiàn)以高的反應(yīng)效率攪拌鐵 水的處理。其結(jié)果是，例如在鐵水的脫硫處理的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫劑原單位的減少、以 及伴隨于此的產(chǎn)生爐渣量的減少等，從而帶來工業(yè)上有益的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是邊使用本發(fā)明所涉及的攪拌體來攪拌鐵水邊對鐵水進行預(yù)處理的情況的 示意圖。
[0025] 圖2是以通過旋轉(zhuǎn)軸的中心線的面剖切圖1所示的攪拌體時的示意剖視圖。
[0026] 圖3是以通過旋轉(zhuǎn)軸的中心線的面剖切圖1所示的攪拌體時的其它例的示意剖視 圖。
[0027] 圖4是基于圖2所示的X-X'向視的示意剖視圖。
[0028] 圖5是示出底部的耐火物傾斜、且底部的內(nèi)表面形狀相對于精煉容器的中心軸為 非軸對稱的精煉容器的例子的示意圖。
[0029] 圖6是在普通鍋與傾斜鍋中以比較的方式示出旋轉(zhuǎn)頻率與相對于旋轉(zhuǎn)頻率的振 動加速度的關(guān)系的圖。

【具體實施方式】
[0030] 以下，參照附圖具體地對本發(fā)明進行說明。圖1是示出邊應(yīng)用本發(fā)明來攪拌鐵水 邊對鐵水進行預(yù)處理的例子的示意圖。
[0031] 本發(fā)明所涉及的鐵水預(yù)處理用的攪拌體1具有金屬制的旋轉(zhuǎn)軸2和一體化地安裝 于該旋轉(zhuǎn)軸2的前端部的、向旋轉(zhuǎn)軸2的徑向突出的葉片3。在旋轉(zhuǎn)軸2的上端部設(shè)置有凸 緣2a。凸緣2a與由電動機、減速機、旋轉(zhuǎn)軸等構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)裝置（未圖示）連結(jié)。驅(qū)動該旋 轉(zhuǎn)裝置，從而旋轉(zhuǎn)軸2以及葉片3以任意的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0032] 在作為鐵水預(yù)處理而對鐵水5進行脫硫處理時，使旋轉(zhuǎn)軸2以及葉片3與旋轉(zhuǎn)裝 置一起下降，從而從上方使葉片3浸漬在收納于精煉容器4的鐵水5。在該狀態(tài)下，經(jīng)由旋 轉(zhuǎn)軸2使葉片3旋轉(zhuǎn)。通過葉片3旋轉(zhuǎn)來攪拌鐵水5。通過上述攪拌，供給至鐵水5的浴面 上的添加劑6(該情況下為脫硫劑）與鐵水5被攪拌?混合，鐵水中的硫黃與添加劑6進行 反應(yīng)，從而對鐵水5實施脫硫處理。在鐵水5的脫硫處理中，作為添加劑6即脫硫劑，使用 生石灰（CaO)本身、CaO-CaFJA硫劑、CaO-Al 2O3脫硫劑等。
[0033] 對上述那樣使用的鐵水預(yù)處理用的攪拌體1的詳細構(gòu)造進行說明。圖2以及圖3 是以通過旋轉(zhuǎn)軸2的中心線的面剖切圖1所示的攪拌體1時的示意剖視圖。圖4是基于圖 2所示的X-X'向視的示意剖視圖。圖2表示旋轉(zhuǎn)軸2為實心圓柱的情況，圖3表示旋轉(zhuǎn)軸 2為中空圓管的情況。
[0034] 如圖2?圖4所示，在金屬制的旋轉(zhuǎn)軸2的下端部，構(gòu)成葉片3的攪拌葉片的芯鐵 的多個金屬板3a通過焊接等而連接。用耐火物7覆蓋金屬板3a的周圍形成葉片3。旋轉(zhuǎn) 軸2也被耐火物7覆蓋。鐵水5處于高溫下，浸漬在鐵水5時的葉片3被耐火物7保護。 用耐火物7覆蓋旋轉(zhuǎn)軸2的理由是保護旋轉(zhuǎn)軸2遠離鐵水5的熱。作為耐火物7,使用例 如八1 203、1%0、5102以及它們的化合物或者混合物。旋轉(zhuǎn)軸2以及金屬板3 &為鋼制的即可。 圖4中，葉片3具有4片攪拌葉片，但攪拌葉片只要是2片以上，可以為任意片。
[0035] 若使浸漬于鐵水5的葉片3旋轉(zhuǎn)，則因離心力以及攪拌反作用力，在葉片3的攪拌 葉片部作用有徑向的力，即在使旋轉(zhuǎn)軸2彎曲的方向上作用有力。攪拌時會根據(jù)葉片3的 轉(zhuǎn)速周期性地產(chǎn)生力，因此葉片3的旋轉(zhuǎn)頻率與旋轉(zhuǎn)軸2的一次彎曲共振頻率一致，則產(chǎn)生 共振現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的振動。因此，以使旋轉(zhuǎn)軸2的一次彎曲共振頻率比葉片3的旋轉(zhuǎn) 頻率（轉(zhuǎn)速除以60的值）大的方式設(shè)計旋轉(zhuǎn)軸2。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的轉(zhuǎn)速下的高速旋 轉(zhuǎn)，而不產(chǎn)生較大的振動，從而能夠獲得有效的攪拌效果。這里，一次彎曲共振頻率表示旋 轉(zhuǎn)軸2的頻率響應(yīng)中的一次共振頻率。
[0036] 具體地使用以下方法進行控制，使得旋轉(zhuǎn)軸2的一次彎曲共振頻率比葉片3的旋 轉(zhuǎn)頻率大。
[0037] 旋轉(zhuǎn)軸2的彎曲能夠模型化為存在集中質(zhì)量的梁的彎曲振動，因此旋轉(zhuǎn)軸2的一 次彎曲共振頻率f能夠以下述的式（1)來表示。
[0038] [式 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種鐵水預(yù)處理方法，其特征在于， 使安裝于旋轉(zhuǎn)軸的前端部的葉片浸潰在精煉容器內(nèi)的鐵水，通過使浸潰中的葉片旋轉(zhuǎn) 來對鐵水和添加劑進行攬拌， 所述旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率比攬拌鐵水的葉片的旋轉(zhuǎn)頻率高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于， 所述一次彎曲共振頻率是葉片的旋轉(zhuǎn)頻率的1. 2倍W上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸為中空構(gòu)造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于， 所述葉片的轉(zhuǎn)速為10化pm W上20化pm W下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的鐵水預(yù)處理方法，其特征在于， 對所述精煉容器而言，底部的耐火物被處理為使底部的內(nèi)表面形狀相對于該精煉容器 的中屯、軸為非軸對稱。
6. -種鐵水預(yù)處理用攬拌體，其具有旋轉(zhuǎn)軸和安裝于該旋轉(zhuǎn)軸的前端部的葉片，通過 所述旋轉(zhuǎn)軸W及所述葉片旋轉(zhuǎn)來攬拌鐵水， 所述鐵水預(yù)處理用攬拌體的特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸的一次彎曲共振頻率為2. 0?4. OHz。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵水預(yù)處理用攬拌體，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸為中空構(gòu)造。
【文檔編號】F27D27/00GK104471082SQ201380037805
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】石垣雄亮, 西名慶晃, 橋谷亮治, 菊池直樹, 松井章敏 申請人:杰富意鋼鐵株式會社