本实用新型涉及铁水预处理技术领域，具体涉及一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置。
背景技术：
我国钢铁行业生产过程中副产大量鳞片石墨。在高炉出铁水、铁水转运以及铁水预处理过程中由于铁水温度热履历的变化导致铁水中的碳元素过饱和而析出集结的结晶鳞片石墨，其中部分为大鳞片石墨。这种集结的鳞片石墨进一步针对性提纯后具有和天然鳞片石墨相同的性能。
铁水中碳过饱和是片状石墨析出的必要条件，铁水的温度与铁水中碳的溶解度变化呈现较好的线性关系。铁水中含硅量的增加，碳溶解度随之降低。炼铁过程中适当提高铁水中的硅含量以及在铁水的运输过程中控制较低的铁水温度，都有利于提高石墨碳的析出量。此外，降温速度决定着片状石墨的析出量和尺寸大小，较慢的降温速度有利于析出大鳞片石墨。
炼钢铁水中的碳含量在4wt％左右，在铁水预处理过程中随铁水的温度的降低，铁水中过饱和的碳就会析出，但是，此时析出的碳容易由于高温氛围而与空气中的氧发生反应产生co气体，co气体会危及职工健康、存在中毒等安全隐患以及污染环境。为解决以上问题，部分钢厂采取了注水加速冷却的去毒化工艺，但co燃烧生成的co2又面临捕集、排放污染环境等问题，同样是钢铁行业碳减排的棘手问题。
中国石墨资源丰富，但优质鳞片石墨可采储量占比小，鉴于目前严峻的环保形势和战略资源现状，导致鳞片石墨尤其是大鳞片石墨资源奇缺、逐步演变成严重依赖进口。目前鳞片石墨只能在原矿中提取，现代的工业技术还无法生产合成鳞片石墨，并且鳞片一旦被破坏就无法恢复。
因此，如何既从铁水中促进石墨的析出，又消除从铁水中过饱和析出的碳与空气中的氧气发生碳氧反应生成co的危害，避免co气体危及职工健康、存在中毒等安全隐患以及污染环境，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置。
为解决上述的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，包括进气管，金属软管，用于调节氮气流量的调节阀，进气支管以及环形管；
所述进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述进气管的出气管口与所述金属软管的进气管口连通，所述金属软管的出气管口与所述调节阀的进气口连通，所述调节阀的出气口与所述进气支管的进气管口连通，所述环形管的管壁上开设有进气通孔，所述进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的进气通孔焊接连通；
所述环形管的下侧管壁上设置有多个用于向铁水包中的铁水喷射氮气的出气通孔，多个出气通孔在所述环形管上均匀分布。
优选的，所述环形管为圆环形管。
优选的，所述进气管包括左进气管与右进气管，所述金属软管包括左金属软管与右金属软管，所述调节阀包括左调节阀与右调节阀，所述进气支管包括左进气支管与右进气支管；
所述环形管的管壁上开设有左进气通孔与右进气通孔，所述左进气通孔与右进气通孔在环形管上的位置以环形管的直径为对称线相互对称；
所述左进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述左进气管的出气管口与所述左金属软管的进气管口连通，所述左金属软管的出气管口与所述左调节阀的进气口连通，所述左调节阀的出气口与所述左进气支管的进气管口连通，所述左进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的左进气通孔焊接连通；
所述右进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述右进气管的出气管口与所述右金属软管的进气管口连通，所述右金属软管的出气管口与所述右调节阀的进气口连通，所述右调节阀的出气口与所述右进气支管的进气管口连通，所述右进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的右进气通孔焊接连通。
优选的，所述调节阀为气动调节阀。
优选的，所述环形管的下侧管壁上的出气通孔的孔径为20mm～40mm，且相邻两个出气通孔的圆心之间的间距不大于20mm。
本申请提供了一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，包括进气管，金属软管，调节阀，进气支管以及环形管；
首先将待处理的铁水由铁水包车送入铁水预处理工作位，然后利用环形管向铁水包中的铁水喷射氮气进行氮封，利用氮气隔绝空气阻止空气中的氧气与铁水中析出的碳发生氧化反应，然后按照正常铁水预处理中的脱硫步骤进行脱硫处理，期间根据脱硫处理要求和时机对铁水进行搅拌和加脱硫剂，脱硫处理过程中铁水热履历的变化促进了铁水中碳元素的析出，氮封隔绝了空气中的氧气使得空气中的氧气与铁水中析出的碳无法发生碳氧反应，铁水中的碳元素以鳞片石墨形式析出，扒渣得到含有鳞片石墨的脱硫渣，鳞片石墨中的固定碳含量达到80wt％以上；
按照正常铁水预处理中的脱硫步骤进行脱硫处理，期间根据脱硫处理要求和时机对铁水进行搅拌和加脱硫剂，在不改变正常脱硫工艺的前提下，采取措施促进鳞片石墨的析出；
本申请能够在保证操作安全和铁水预处理效果的前提下，保持氮封常开隔绝空气，具有简单实用、安全环保、高效低成本等特点；
本申请从铁水脱硫过程中促进石墨析出，本实用新型实施后石墨析出率提高20％以上，可显著开拓新领域的高品质石墨资源，弥补国内大鳞片石墨战略资源的严重不足，同时解决冶金固废带来的环境污染等问题，实现石墨资源高附加值利用，形成具有良好经济、社会及环保效益的新型石墨产业链。
附图说明
图1为本实用新型的实施例提供的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置的工作原理示意图(图1中的箭头方向表示氮气的流动方向)；
图2为图1中的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置的仰视结构示意图(图2中的箭头方向表示氮气的流动方向)；
图中：1进气管，2金属软管，3调节阀，4进气支管，5出气通孔，6环形管，7集尘罩，8搅拌头，9铁水包。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
如图1-图2所示，图1为本实用新型的实施例提供的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置的工作原理示意图(图1中的箭头方向表示氮气的流动方向)；图2为图1中的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置的仰视结构示意图(图2中的箭头方向表示氮气的流动方向)；图中：进气管1，金属软管2，调节阀3，进气支管4，出气通孔5，环形管6，集尘罩7，搅拌头8，铁水包9。
本申请提供了一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，包括进气管1，金属软管2，用于调节氮气流量的调节阀3，进气支管4以及环形管6；
所述进气管1的进气管口用于流进压缩氮气，所述进气管1的出气管口与所述金属软管2的进气管口连通，所述金属软管2的出气管口与所述调节阀3的进气口连通，所述调节阀3的出气口与所述进气支管4的进气管口连通，所述环形管6的管壁上开设有进气通孔，所述进气支管4的出气管口与所述环形管6的管壁上的进气通孔焊接连通；
所述环形管6的下侧管壁上设置有多个用于向铁水包9中的铁水喷射氮气的出气通孔5，多个出气通孔5在所述环形管6上均匀分布。
在本申请的一个实施例中，所述环形管6为圆环形管。
在本申请的一个实施例中，所述进气管1包括左进气管与右进气管，所述金属软管2包括左金属软管与右金属软管，所述调节阀3包括左调节阀与右调节阀，所述进气支管4包括左进气支管与右进气支管；
所述环形管6的管壁上开设有左进气通孔与右进气通孔，所述左进气通孔与右进气通孔在环形管6上的位置以环形管6的直径为对称线相互对称；
所述左进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述左进气管的出气管口与所述左金属软管的进气管口连通，所述左金属软管的出气管口与所述左调节阀的进气口连通，所述左调节阀的出气口与所述左进气支管的进气管口连通，所述左进气支管的出气管口与所述环形管6的管壁上的左进气通孔焊接连通；
所述右进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述右进气管的出气管口与所述右金属软管的进气管口连通，所述右金属软管的出气管口与所述右调节阀的进气口连通，所述右调节阀的出气口与所述右进气支管的进气管口连通，所述右进气支管的出气管口与所述环形管6的管壁上的右进气通孔焊接连通。
在本申请的一个实施例中，所述调节阀3为气动调节阀。
在本申请的一个实施例中，所述环形管6的下侧管壁上的出气通孔5的孔径为20mm～40mm，且相邻两个出气通孔5的圆心之间的间距不大于20mm。
本实用新型提供的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置的工作过程，包括以下依次进行的步骤：
1)待处理的铁水盛装在铁水包9中，铁水包9由铁水包车送入铁水预处理工作位；
2)打开氮气气源，调节阀3控制好氮气流量，氮气进入环形管6，氮气由环形管6上的出气通孔5喷出；
喷出的氮气形成氮封隔绝了空气，阻止了空气中的氧气与脱硫过程中析出的石墨碳在高温环境下的碳氧反应，同时环境热履历的变化促进了脱硫过程中鳞片石墨的生成；
3)按照正常铁水脱硫步骤进行脱硫处理，根据工艺要求和时机对铁水用搅拌头8进行搅拌和加料，脱硫过程中产生的烟气由集尘罩7抽走并除尘处理；
4)铁水搅拌预处理完毕，关闭氮气，按要求进行铁水扒渣处理，扒渣得到含有鳞片石墨的脱硫渣，后续从脱硫渣中回收鳞片石墨；
5)铁水包车开出，吊运，准备进入下一炉处理周期；
6)按照工艺对脱硫渣中的石墨进行收集利用。
本申请提供了一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，包括进气管1，金属软管2，调节阀3，进气支管4以及环形管6；
首先将待处理的铁水由铁水包车送入铁水预处理工作位，然后利用环形管6向铁水包9中的铁水喷射氮气进行氮封，利用氮气隔绝空气阻止空气中的氧气与铁水中析出的碳发生氧化反应，然后按照正常铁水预处理中的脱硫步骤进行脱硫处理，期间根据脱硫处理要求和时机对铁水进行搅拌和加脱硫剂，脱硫处理过程中铁水热履历的变化促进了铁水中碳元素的析出，氮封隔绝了空气中的氧气使得空气中的氧气与铁水中析出的碳无法发生碳氧反应，铁水中的碳元素以鳞片石墨形式析出，扒渣得到含有鳞片石墨的脱硫渣，鳞片石墨中的固定碳含量达到80wt％以上；
按照正常铁水预处理中的脱硫步骤进行脱硫处理，期间根据脱硫处理要求和时机对铁水进行搅拌和加脱硫剂，在不改变正常脱硫工艺的前提下，采取措施促进鳞片石墨的析出；
本申请能够在保证操作安全和铁水预处理效果的前提下，保持氮封常开隔绝空气，具有简单实用、安全环保、高效低成本等特点；
本申请从铁水脱硫过程中促进石墨析出，本实用新型实施后石墨析出率提高20％以上，可显著开拓新领域的高品质石墨资源，弥补国内大鳞片石墨战略资源的严重不足，同时解决冶金固废带来的环境污染等问题，实现石墨资源高附加值利用，形成具有良好经济、社会及环保效益的新型石墨产业链。
本实用新型未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
1.一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，其特征在于，包括进气管，金属软管，用于调节氮气流量的调节阀，进气支管以及环形管；
所述进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述进气管的出气管口与所述金属软管的进气管口连通，所述金属软管的出气管口与所述调节阀的进气口连通，所述调节阀的出气口与所述进气支管的进气管口连通，所述环形管的管壁上开设有进气通孔，所述进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的进气通孔焊接连通；
所述环形管的下侧管壁上设置有多个用于向铁水包中的铁水喷射氮气的出气通孔，多个出气通孔在所述环形管上均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，其特征在于，所述环形管为圆环形管。
3.根据权利要求2所述的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，其特征在于，所述进气管包括左进气管与右进气管，所述金属软管包括左金属软管与右金属软管，所述调节阀包括左调节阀与右调节阀，所述进气支管包括左进气支管与右进气支管；
所述环形管的管壁上开设有左进气通孔与右进气通孔，所述左进气通孔与右进气通孔在环形管上的位置以环形管的直径为对称线相互对称；
所述左进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述左进气管的出气管口与所述左金属软管的进气管口连通，所述左金属软管的出气管口与所述左调节阀的进气口连通，所述左调节阀的出气口与所述左进气支管的进气管口连通，所述左进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的左进气通孔焊接连通；
所述右进气管的进气管口用于流进压缩氮气，所述右进气管的出气管口与所述右金属软管的进气管口连通，所述右金属软管的出气管口与所述右调节阀的进气口连通，所述右调节阀的出气口与所述右进气支管的进气管口连通，所述右进气支管的出气管口与所述环形管的管壁上的右进气通孔焊接连通。
4.根据权利要求1所述的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，其特征在于，所述调节阀为气动调节阀。
5.根据权利要求1所述的一种用于铁水脱硫过程中促进鳞片石墨析出的装置，其特征在于，所述环形管的下侧管壁上的出气通孔的孔径为20mm～40mm，且相邻两个出气通孔的圆心之间的间距不大于20mm。
技术总结