本發(fā)明涉及鐵水預(yù)處理脫硫工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵水包扒渣方法及裝置。

背景技術(shù)：

鐵水預(yù)處理脫硫工藝產(chǎn)生大量的鐵水預(yù)處理渣，鐵水在進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煉鋼工序前需要進(jìn)行鐵水包扒渣處理。傳統(tǒng)的第1代扒渣方法是采用能往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)扒渣方法，該方法存在以下主要問(wèn)題：（1）機(jī)械扒渣機(jī)前端安裝渣耙，一般情況下渣耙要沒(méi)入鐵水內(nèi)部，很難控制渣耙沒(méi)入深度，而且往復(fù)運(yùn)動(dòng)的渣耙因運(yùn)動(dòng)慣量大的原因，容易對(duì)鐵水產(chǎn)生激蕩作用，造成鐵水連同鐵水渣一同扒出，鐵水損失達(dá)1-3%；（2）由于熔渣的流動(dòng)性較好，扒渣時(shí)熔渣會(huì)從渣耙兩側(cè)回流，聚渣困難，造成扒渣不徹底，且扒渣效率不高，時(shí)間一般在5-10分鐘。

為解決鐵水包聚渣和扒渣的兩個(gè)主要問(wèn)題，第2代鐵水扒渣方法進(jìn)行了改進(jìn)，最典型的就是噴氣或攪拌聚渣扒渣方法。

專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710012533.1，公開(kāi)了一種鐵水預(yù)處理噴吹扒渣工藝，即用0.6Mpa的壓縮空氣插管?chē)姶等腓F水包液面以下約2m處，依靠壓縮空氣的沸騰翻滾作用聚渣趕渣至傾斜的鐵水包溢流口處，然后再結(jié)合傳統(tǒng)扒渣機(jī)扒渣；

專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710015162.2，公開(kāi)了一種類(lèi)似的窄縫吹氣聚渣除渣裝置與操作工藝；相比第1代鐵水扒渣方法，第2代扒渣方法中更多融合了聚渣的思想，即扒鐵水渣通過(guò)噴氣趕渣的方法聚集到鐵水包溢流口，然后再使用傳統(tǒng)的機(jī)械扒渣機(jī)扒渣除渣。很顯然，第2代扒渣方法因?yàn)榫哂辛司墼δ埽C合扒渣效率明顯提高，目前，已被絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均采用。

但不論是第1代還是第2代扒渣方法，最終扒渣仍然使用的是傳統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的扒渣機(jī)械：這類(lèi)扒渣機(jī)械的重量大，往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣量大，且扒渣機(jī)械前端設(shè)置的渣耙的沒(méi)入深度也不好精確控制，會(huì)造成對(duì)鐵水的較大激蕩作用，從而很容易鐵水和渣一起扒出鐵水包，造成鐵水損失無(wú)法近一步減少。同時(shí)，第2代扒渣方法采用噴氣趕渣聚渣的方法，客觀上吹氣的引入及其攪拌作用造成了鐵水散熱增大，增加了噸鋼的能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚渣扒渣方法及裝置，該方案通過(guò)行波磁場(chǎng)對(duì)鐵水的推動(dòng)力使浮于鐵水上層的鐵水渣聚集在鐵水包口并自動(dòng)溢流出鐵水包實(shí)現(xiàn)扒渣作業(yè)；整個(gè)聚渣和清渣的過(guò)程是在非接觸條件下完成，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因機(jī)械扒渣機(jī)的運(yùn)動(dòng)慣量大造成的鐵水激蕩扒渣效率低、鐵水損失率高的缺陷；同時(shí)非接觸式的扒渣作業(yè)作用，沒(méi)有任何外部器件進(jìn)入鐵水內(nèi)，不會(huì)污染鐵水，也避免了現(xiàn)有技術(shù)中因噴氮?dú)獾仍斐傻蔫F水散熱，提高了噸鋼能耗的缺點(diǎn)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種聚渣扒渣方法，在鐵水包的上方設(shè)置行波磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)相位的控制，使該行波磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的鐵水移動(dòng)方向指向鐵水包口所在的區(qū)域，利用行波磁場(chǎng)在鐵水內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，感應(yīng)渦電流與行波磁場(chǎng)配合產(chǎn)生的洛倫茲力使得鐵水包內(nèi)位于上層的鐵水向鐵水包口流動(dòng)，流動(dòng)的鐵水帶動(dòng)鐵水渣在鐵水包口聚集，當(dāng)聚集的鐵水渣高于鐵水包口時(shí)，洛倫茲力就會(huì)推動(dòng)鐵水渣溢出鐵水包進(jìn)入受渣罐，實(shí)現(xiàn)鐵水包除渣。

一種聚渣扒渣裝置，包括電磁繞組和受渣罐，所述電磁繞組設(shè)置在鐵水包的上方，通過(guò)電磁繞組內(nèi)磁場(chǎng)相位的控制，使該電磁繞組產(chǎn)生的行波磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的鐵水的移動(dòng)方向指向鐵水包口所在的區(qū)域，所述受渣罐設(shè)置在鐵水包口的下方。

所述的電磁繞組共有三個(gè)，三個(gè)電磁繞組等間距平行排列。

所述的電磁繞組共有三個(gè)，三個(gè)電磁繞組排列成箭頭形，箭頭形的箭頭指向鐵水包口。

所述鐵水包的上方靠近鐵水包口處還設(shè)置有輔助扒渣機(jī)構(gòu)。

所述輔助扒渣機(jī)構(gòu)上的渣耙為圓弧形。

所述的電磁繞組用二相交流電供電，電磁繞組包括五個(gè)順次連接的帶鐵芯的電磁線圈，其中五個(gè)所述的電磁線圈供電相位順序?yàn)锳相、B相、-A相、-B相、A相，相鄰鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；A相和B相交流電相位差90°。

所述的電磁繞組用三相交流電供電，電磁繞組包括六個(gè)順次連接的帶鐵芯的電磁線圈，其中六個(gè)所述的電磁線圈供電相位順序?yàn)锳相、B相、C相、-A相、-B相、-C相，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；A相、B相、C相交流電之間兩兩相位差120°。

所述的低頻交流電的頻率為0.1~50Hz。

所述的電磁繞組包括電磁線圈、鐵芯、殼體和熱障防護(hù)層，所述電磁線圈共有若干個(gè)，若干個(gè)所述的電磁線圈連續(xù)排成一排設(shè)置在殼體內(nèi)，鐵芯設(shè)置在電磁線圈的軸心處，熱障防護(hù)層包覆在殼體外，所述殼體上還連通有冷卻風(fēng)進(jìn)口管和冷卻風(fēng)出口管，通過(guò)冷卻風(fēng)對(duì)殼體內(nèi)的電磁線圈噴吹冷卻。

本發(fā)明聚渣扒渣方法及裝置通過(guò)行波磁場(chǎng)對(duì)鐵水的推動(dòng)力使浮于鐵水上層的鐵水渣聚集在鐵水包口并自動(dòng)溢流出鐵水包實(shí)現(xiàn)扒渣作業(yè)；整個(gè)聚渣和清渣的過(guò)程在非接觸條件下完成，不會(huì)產(chǎn)生鐵水激蕩現(xiàn)象，扒渣效率高，鐵水幾乎無(wú)損失，從而實(shí)現(xiàn)精確聚渣扒渣作業(yè)；這種非接觸的扒渣作業(yè)方式，沒(méi)有任何外部器件進(jìn)入鐵水內(nèi)，即不會(huì)污染鐵水，也不會(huì)因噴氮?dú)獾仍斐设F水散熱，降低了噸鋼能耗，本發(fā)明還可以推廣應(yīng)用于鋼渣以及其他有色金屬冶煉中的扒渣處理作業(yè)中。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明聚渣扒渣方法及裝置的示意圖；箭頭方框?yàn)樾胁ù艌?chǎng)示意

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中大范圍行波磁場(chǎng)的電磁繞組布置示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中高效扒渣行波磁場(chǎng)的電磁繞組布置示意圖；

圖4為本發(fā)明扒渣作業(yè)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中電磁繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1鐵水包、2鐵水、3鐵水渣、4電磁繞組、5受渣罐、6鐵水包口、7返流流線、8運(yùn)動(dòng)流線、9鐵水包傾斜機(jī)構(gòu)、10框架、11框架移動(dòng)機(jī)構(gòu)、12渣耙、13輔助扒渣機(jī)構(gòu)、41電磁線圈、42鐵芯、43殼體、44熱障防護(hù)層、45冷卻風(fēng)進(jìn)口管、46冷卻風(fēng)出口管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種聚渣扒渣方法，在鐵水包1的上方設(shè)置一組或多組電磁繞組4，通過(guò)電磁繞組4的相位控制，激發(fā)行波磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)相位的控制，使該行波磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的鐵水2的移動(dòng)方向指向鐵水包口6所在的區(qū)域，利用行波磁場(chǎng)在鐵水2內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，此時(shí)鐵水2相當(dāng)于直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)子，感應(yīng)渦電流與磁場(chǎng)配合產(chǎn)生的洛倫茲力使得鐵水包1內(nèi)位于上層的鐵水向鐵水包口流動(dòng)形成運(yùn)動(dòng)流線8，當(dāng)鐵水2沿運(yùn)動(dòng)流線8運(yùn)動(dòng)至鐵水包壁后，碰壁后返流會(huì)形成返流流線7，因鐵水2和漂浮于其上層的鐵水渣3之間存在粘滯力作用，從而被驅(qū)動(dòng)的鐵水2會(huì)拖動(dòng)鐵水渣3連續(xù)不斷地向鐵水包口6直線運(yùn)動(dòng)聚集，當(dāng)聚集的鐵水渣3高于鐵水包口6時(shí)，洛倫茲力就會(huì)推動(dòng)鐵水渣3溢出鐵水包1進(jìn)入受渣罐5，實(shí)現(xiàn)鐵水包1的除渣工作。

在本發(fā)明中，設(shè)置于鐵水包1上方的行波磁場(chǎng)是由多個(gè)帶鐵芯的電磁線圈，并通以低頻交流電激發(fā)產(chǎn)生；帶鐵芯的多個(gè)電磁線圈的個(gè)數(shù)至少2個(gè)，優(yōu)選是4個(gè)、5個(gè)或6個(gè)。若為4或5個(gè)，則電磁線圈供2相低頻交流電，相位差90°；若為6個(gè)，則電磁線圈供3相低頻交流電，相位差120°。

帶鐵芯的多個(gè)電磁線圈的個(gè)數(shù)若為4，則按順序排列的第一線圈和第三線圈，供電方向相反，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；第二線圈和第四線圈，采用同樣的供電方式，與第一線圈和第三線圈的相位差90°。

帶鐵芯的多個(gè)電磁線包繞組的個(gè)數(shù)若為5，則第一線圈和第五線圈與第三線圈供電方向相反，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；第二線圈和第四線圈，采用同樣的供電方式，與第一線圈和第三線圈的相位差90°。

如帶鐵芯的多個(gè)電磁線包繞組的個(gè)數(shù)若為6，則第一線圈與第四線圈，第二線圈與第五線圈，第三線圈與第六線圈的供電方向相反，各相位差120°，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；

如圖1所示，一種聚渣扒渣裝置，包括電磁繞組4和受渣罐5，所述電磁繞組4設(shè)置在鐵水包1的上方，通過(guò)電磁繞組4內(nèi)磁場(chǎng)相位的控制，使該電磁繞組4產(chǎn)生的行波磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的鐵水2的移動(dòng)方向指向鐵水包口所在的區(qū)域，所述受渣罐5設(shè)置在鐵水包口6的下方；

在實(shí)際扒渣作業(yè)時(shí)，如圖4所示，首先利用鐵水包傾斜機(jī)構(gòu)9將鐵水包1向鐵水包口6方向傾斜一定角度，使鐵水2的頂面略低于鐵水包口6，然后通過(guò)框架移動(dòng)機(jī)構(gòu)11將安裝在框架10上的電磁繞組4移動(dòng)到鐵水包1的上方，將受渣罐5移放至鐵水包口6的下方，然后給電磁繞組4通電一段時(shí)間即可自動(dòng)完成扒渣作業(yè)；同時(shí)，為了能夠徹底扒渣，本實(shí)施例中，所述鐵水包1的上方靠近鐵水包口6處還設(shè)置有輔助扒渣機(jī)構(gòu)13，所述輔助扒渣機(jī)構(gòu)13上的渣耙12為圓弧形，渣耙12用于對(duì)聚集于鐵水包口6的已凝固大型渣塊進(jìn)行機(jī)械扒渣去除，進(jìn)一步提高扒渣的可靠性和扒渣效率。

如圖5所示，本發(fā)明中使用的電磁繞組4由多個(gè)連續(xù)排成一排的電磁線圈41、鐵芯42、殼體43、熱障防護(hù)層44、冷卻風(fēng)進(jìn)口管45和冷卻風(fēng)出口管46構(gòu)成，電磁線圈41設(shè)置在殼體43內(nèi)，鐵芯42設(shè)置在電磁線圈41的軸心處，熱障防護(hù)層44包覆在殼體43外防止鐵水2和鐵水渣3的輻射熱，冷卻風(fēng)進(jìn)口管45和冷卻風(fēng)出口管46為壓縮空氣的進(jìn)出管道，壓縮空氣對(duì)殼體43內(nèi)的電磁線圈41噴吹冷卻。

在本實(shí)施例中，所述的電磁繞組4為五個(gè)順次連接的電磁線圈41，用二相交流電供電，所述的電磁繞組4用二相交流電供電，電磁繞組4包括五個(gè)順次連接的帶鐵芯42的電磁線圈41，其中五個(gè)所述的電磁線圈41供電相位順序?yàn)锳相、B相、-A相、-B相、A相，相鄰鐵芯42內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向呈N和S極交替，磁力線穿過(guò)鐵水形成閉合回路；A相和B相交流電相位差90°。

另外，因?yàn)榧w效應(yīng)，用于產(chǎn)生周期變化磁場(chǎng)的交流電頻率越高，實(shí)際行波磁場(chǎng)的透入深度減小，造成鐵水的驅(qū)動(dòng)體積減小，因此在本實(shí)施例中對(duì)電磁繞組4進(jìn)行供電的交流電的頻率為0.1~50Hz，優(yōu)選的是1~10Hz。

對(duì)于電磁繞組4的布置在本發(fā)明中選用了以下兩種較佳的布置形式，但不排除其他同樣可以實(shí)現(xiàn)扒渣目的的布置方式：

如圖2所示，為了提高電磁繞組4產(chǎn)生的行波磁場(chǎng)的覆蓋范圍，能將更大面積內(nèi)的鐵水渣3聚集到鐵水包口6周?chē)?，所述的電磁繞組4共有三個(gè)，三個(gè)電磁繞組4等間距平行排列。

如圖3所示，為了降低了鐵水渣3隨鐵水2返流流線7的回流作用，提升扒渣效率，所述的電磁繞組4共有三個(gè)，三個(gè)電磁繞組4排列成箭頭形，箭頭形的箭頭指向鐵水包口6。