CN102326045A - 电弧冶金炉除渣门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电弧冶金炉除渣门，其包括下部炉渣移除-推动可动板(16)和顶部可动板(18)，顶部可动板能够被打开以执行在熔融金属上的备注和介入，其特征在于：顶部可动板(18)和下方的下部可动板(16)被安放在通往熔化锅的较短隧道前面，并且被安放在用于关闭较短隧道的除渣门前面；除渣门的顶部板(18)稍微向外倾斜，并且适于相对于炉向外和向上移动自身，而基本上相对于炉壁保持这样的倾斜，和除渣门的下部板(16)易于执行与挖泥机类似的运动，即部分地上升和部分地下降，部分地推进进入炉内和部分地回到炉外，以用于移除炉熔化锅中存在的炉渣和将各种材料推进炉内。

Description

电弧冶金炉除渣门

技术领域

本发明涉及一种设置有除渣门的电弧冶金炉，根据实施例所述除渣门包括：下部可动板，所述下部可动板作为炉渣移除器和废料推动器；和顶部可动板，所述顶部可动板能够被打开以在熔融金属上执行备注(remarks)和介入(interventions)；和除渣门的相关控制装置。

背景技术

钢的生产循环是公知的，遵循次级钢制造方法，该方法使用废铁用于再生并且获得新钢。制造次级钢的核心是电弧炉(EAF)，其中废料是熔融的。

普通的电弧炉基本上包括：由用于收集钢液的熔化锅组成的炉身，能打开的顶盖，下降通过顶盖的三个电极、和烟气设备(fume plant)。在电弧炉中设置有除渣门，所述除渣门通常位于炉身的竖直壁上，并和炉的内部通过隧道相通。这样的除渣门用于周期性地移除炉渣，以及用于其他活动，例如装载添加物、采集样品、测量温度、插入孔口和氧气喷射器，以及用于检测炉的内部。

根据现有技术的炉在WO2006/016201A中得到公开。

发明内容

本发明涉及优化炉渣移除操作(如果有的话，所述炉渣往往堆积在隧道中，或者堆积在除渣门的入口处)，以及分离溅射到除渣门的闭合板上的炉渣飞溅物，并且涉及推动堆积在隧道上的废料，以允许容易进入炉的内部和看到炉的内部。

炉渣移除系统是已经公知的，所述炉渣移除系统由水平移动的推动元件或者水平摇摆臂(虽然其效率不高)、以及除渣门的竖直运动闭合板制成，而在所述除渣门上的炉渣分离作用不理想。

因此，本发明的目的在于提供一种设备，所述设备执行炉渣移除、入口清洁和废料推动动作、以及炉渣从除渣门的顶部闭合板的分离，这消除现有技术的全部缺陷，并且优化所述操作。

根据一个示例，这样的目的和这样的任务在电弧炉中实现，所述电弧炉具有冷却的除渣门，所述除渣门由也进行冷却的下部可动除渣板和顶部可动板形成，所述下部可动除渣板和顶部可动板易于能够进行熔融金属的若干清洁和控制操作、添加添加剂和氧气、以及需要进入熔化锅的其他操作。

特别地，这样的顶部板向外稍微倾斜并且适于朝向炉的外侧和向上移动自身，而基本上保持相对于炉壁的这个倾斜。在作用于板的轴承承载器板上的任何合适的致动器的作用下，顶部板沿着倾斜的引导件滑动。该运动能够简单地通过液压缸或在齿圈上滑动的链来获得。链和齿圈由使运动完整和同步的传动轴连接。由于刮刀的作用，顶部板向外和向上的运动使炉渣分离，所述炉渣在金属熔化过程中飞溅到其上。

形成真正除渣门的下部板作为挖掘元件，依次沿着水平轴线执行复合摆动运动，以深入炉内部、停留在炉渣上、然后往回移动，由此向外拖所述炉渣。重复这样的挖掘运动，直到炉渣被完全移除。根据一个优选实施例，能够倒转挖掘运动，以反过来执行进入炉内的推动动作，以清理堵塞入口的材料，例如废料。除渣门的下部板通过由另一液压致动器致动的非等边平行四边形来进行操作。液压致动器可根据需要包括一个或多个具有或不具有制动器的液压缸或液压发动机。

附图说明

参考以下附图，本发明的其他特征和优势将从若干实施例的描述中变得更明显，所述实施例在下文只作为示例，而没有限制性，其中：

图1A-1H用截面侧视图、以分离飞溅在除渣门的双下部板上的炉渣和从炉中移除炉渣的若干步骤显示电弧冶金炉除渣门的关闭和打开设备的示范性实施例；

图2显示除渣门的所述关闭设备的前视图；

图3-4分别显示用于操作板和杆平行四边形的链和齿圈驱动的侧视图和剖视图，所述杆平行四边形操作双下部除渣板；

图5A-5B用截面侧视图、以运动的各种步骤显示电弧冶金炉除渣门的关闭和打开设备的其他示范性实施例。

图6以立体图显示包括根据本发明其他实施例的出渣门的冶金炉；

图7以截面侧视图显示根据其他实施例的电弧冶金炉除渣门的关闭和打开设备。

具体实施方式

电弧炉包括(用一种本身公知的方式，并且因此未被示出)：炉身，所述炉身在水平轴线上由摇摆熔化锅形成、涂覆有耐火材料并且适于包含钢液；顶盖，所述顶盖能被打开、适于覆盖熔化锅并且允许装载废料团块；多个电极，所述电极适于熔化废料团块；和用于将熔化锅安放于底座上的装置。

参见图1A-1H，多个冷却管板(pipe panel)用12表示，其覆盖炉身内衬。在炉的前部分，设置由冷却管覆盖的较短熔融金属出钢隧道(tapping tunnel)14。根据本发明的实施例，这样的较短出钢隧道14在熔融过程中下部部分由下部板16和顶部板18中的根据本发明的除渣门裂口(slagging door split)关闭，所述下部板和顶部板均由冷却过的元件形成，例如多个水循环冷却管。顶部板18形成控制和调整熔融团块的特性的板，而下部板16起移除炉渣、推动废料的作用，并且当然还起到配合关闭出钢隧道的作用。上部和下部板安装在框架20上，所述框架支撑倾斜的引导件22。

顶部板18安装在承载器20上，所述承载器在引导件22上滑动。承载器20由致动器移动，在一个完全示范性实施例里，所述致动器可包括两个等边的上升和下降系统，每个所述上升和下降系统由链21形成，所述链在齿圈23和25上滑动，并且一方面连接到铰接在缸29上的杆27，在另一方面连接在承载器20上(附图4)。齿圈由使其运动完整且同步的传动轴连接。传动轴优选地由包括发动机和齿轮减速器的单元致动。根据其他实施例，承载器20由连接其自身的一个或多个缸进行操作(图7)。顶部板18能从关闭位置(图1A)移动到打开位置(图1B)，也能处于中间位置。

当由承载器20支撑的顶部板18从关闭位置移动到打开位置时，刮刀24在板18表面附近拖动，由此顶部板18被清除掉最终沉积的炉渣，结果，相对于炉内壁的向上和向外的倾斜平移运动使炉渣从炉内壁分开，所述炉渣是在熔融操作过程中飞溅到炉内壁上的。

下部板16包括最后涂覆陶瓷的单个铜壁。根据附图示出的一个特别示范性、但非限制性的实施例，在这种情况下，下部板16由外壁16A和内壁16B形成，所述外壁16A和内壁16B彼此面对并且彼此由水冷却管的线圈16C分开。壁16A和16B均由金属制成(优选是铜)，且最后具有陶瓷涂层。当然，板16的内表面必须能经受与炉渣的接触、并且防止炉渣粘着。板16的下部部分设置有优选由钢制成且具有清洁作用的金属元件，原因在于所述金属元件将作用在炉渣上用于移除炉渣，且其能够执行用于推动和移开保持在除渣门平面上炉渣的操作。

根据任何液压致动器(例如，缸或者制动器液压发动机)的指令，下部板16能够执行类似于由挖泥机执行的复合运动。然而，这样的致动器显示在附图中，并且其将在一个示范性实施例中采用中心液压缸35的形式进行公开。板16由包括托架30的铰接杆平行四边形支撑，两根杆在所述托架30上枢转、彼此隔开且具有不同的长度32和34。较短杆34在滑动件26上枢转，且较长杆32也枢接到所述滑动件26上。沿着向上和向外倾斜的引导件22移动滑动件26，会使下部板16、以及因此由若干根杆形成的平行四边形处于若干位置。在每个位置(假定是关闭，清洁和除渣位置)，板16能够独立于顶部板18被移动。当下部板16进行炉渣挖掘运动时，顶部板18仍然在关闭位置。

刮擦操作可水平执行，从左到右(移除炉渣)和从右到左(清除，即，将待移进熔化锅内的材料向内推动)。致动器因为在保护性的封闭环境里工作，所以受到热辐射和粉状物的保护。

现在将要公开作为炉渣移除装置的设备的操作。

某物利用主液动致动器29从具有关闭的除渣门的图1A(操作1)中的位置运动到除渣门最大打开的图2B(操作2)中的位置，所述主液动致动器实现整个除渣门的快速移动直到最大打开位置。工作循环(duty cycle)将必须控制炉渣移除下部板的单个传动缸35处于预置的回缩(retracted)位置，而当这样的缸在预定值上抽出(extracted)时，必须防止其打开。考虑这方面的原因，可以设置安全块间(inter-blocks)和合适的控制器，以适于在根据已知技术的干扰情况下防止损坏。

根据与顶部板轴线不同的轴线实现下部板16的运动。在这样的操作过程中，下部板远离炉身壁和下方的较短隧道运动，允许容易地分离可能卡在隧道上的炉渣，由此能够容易地将除渣门打开(图1C)成半开的除渣门(操作3)，其中，下部和顶部板16和18处于中间竖直位置，且下部板16关闭除渣门的顶部部分。这样的运动通过主致动器执行，例如，通过操作用于移动顶部板的一对液压缸29，随后整个除渣门部分打开，直到到达操作员要求的位置处。

图1D显示下部板16(操作4)从关闭位置开始的可能运动。

图1E(操作5)显示下部板16从关闭位置移动到打开位置。这个位置只用于移除炉瘤。

在图1F和1G(清洁循环的操作6和7)中，主致动器降低下部板16，以开始清除操作，向前推动(图1F)或向后推动(图1G)清洁下部板16。这个运动由下部缸执行。最后，当操作6和7被重复多次后，或者直到取得所需的炉渣移除结果后，回到开始位置，表示为图1H中。这样的循环可以在不同的高度和位置处实现。用于执行炉渣移除的指令可手动或者自动实现。

通过手动指令，操作者驱动门，执行炉渣刮擦或者挖掘操作，使下部板保持与炉渣接触，以防止其撞击框架，即，当其上安装有联动(linkage)的滑动承载器在某一高度上方时，防止单个缸35被抽出。

采用自动清洁循环，以避免错误或者危险的操作，并且这样的循环仅在顶部板完全打开之后可操作。其包括以下步骤：

1-接近下部板16，直到与炉渣接触，通过压力传感器和编码器发出信号；

2-当与炉渣接触时，释放所述除渣板16；

3-通过在回缩中致动单个缸，移除所述炉渣；

4-稍微地上升并且完全抽出单个缸；

5-当与炉渣接触时，释放除渣板；

6-第二次移除炉渣，在回缩中操作双缸；

7-重复步骤5，6和7，直到通过运动到除渣门的关闭位置已完全移除炉渣。

类似地，可以采用将废料推进炉内部的自动循环，其包括以下步骤：

1-将下部板16定位在关闭位置，将顶部板18保持在打开位置或接近打开位置的位置；

2-把下部板16插进炉内部，推动最终积累的废料；

3-将下部板16返回到步骤1的位置；

4-将顶部板18降低在关闭位置或者接近关闭位置的位置；

5-把下部板16插进炉内部，推动最终积累的废料；

6-将下部板16返回到步骤3的位置。

需要注意的是，向下的运动由于重力作用而发生(即使可设置合适的传动液压系统)，所述重力允许除渣门被关闭，也是当部分炉渣保持在除渣门平面上时。顶部板的液压传动致动器系统的一对缸29由单个比例阀致动。驱动除渣门的下部板的单个缸由单个比例阀驱动。

本发明的另一优点是利用基本上水平的炉来控制从炉中泄漏炉渣的可能性，特别是在泡沫炉渣(即，从由纯碳氧化反应产生的填充一氧化碳气泡的炉渣)的生产过程中，所述泡沫炉渣在浴槽中被喷射，同时喷射氧气，所述基本上水平的炉作用在下部板16的打开角度上，以保证炉渣的可控泄漏，凭此，下部板16起到用于控制泄漏的炉渣流的某种阀门的作用。

还需要注意的是，建立这台设备要求在炉壁上存在隧道。这条隧道将有等于大约180毫米直径的深度，所述直径大约是冷却管的直径的两倍。

如前所述，当从炉的内部向外部指引时，下部板16的运动可有利地用于移除最终积累在隧道上的炉渣或者通过在炉内推动其进入熔化锅的不完全熔融的废料。这个方面参考附图5A-5B能更好理解。在图5A中，下部板16和顶部板18都在关闭位置。通过操作控制其的液压致动器35，可以使下部板16朝炉的内部移动，即图5A从右向左。作为这次运动的结果，下部板沿着隧道移向这个炉的内部(图5B)。下部板跟随与参考用作炉渣移除装置所描述的运动过程中跟随的轨迹相同的轨迹，即类似于挖泥机的轨迹。用这样的方式，最终保持在隧道上的炉渣或废料被推进熔化锅，并且能够在其中熔化。需要注意的是，下部板16能在炉内部从关闭位置跟随较长距离的路径。优选地，下部板16能从关闭位置进入炉中500-600毫米。

根据一个实施例，顶部板18侧上升和下降系统至少部分地装在例如由金属片做成的壳体36中(图6)。例如，这样的结构避免顶部板18的运动机构中产生结垢(例如由于熔融物料的飞溅或者由于炉渣本身)，并且因此避免在其运动过程中的阻塞。特别地，其中在顶部板16、承载器20和倾斜的引导件22之间发生相对运动、且能够设置适当的轴承(其最好只布置在倾斜的引导件22的外侧)的区域被布置在壳体36内部，以使得其中发生顶部板的运动的区域不与外侧相接触，并且因此基本上保持没有杂质。优选地，用于传动轴的运动的发动机齿轮减速器单元安放在其他壳体内部，所述传动轴致动顶部板18。

根据一个可能的实施例，致动下部板16的缸35也装在其他壳体内部。

根据本发明的一个可能的实施例，下部板16是后侧水冷的。为此目的，能够设置与下部板相关联的冷却护盖37。此冷却护盖37能包括合适允许最终积累在其上的灰尘或者污垢掉落并被消除的孔。

很显然，仅公开了本发明的电弧炉的若干特定实施例，本领域的技术人员能够对此做出所有必要的改动以适应特定的应用场合，而不会背离下列权利要求中定义的本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种电弧冶金炉除渣门，其包括可动炉渣移除下部板(16)和可动顶部板(18)，所述可动顶部板能够被打开以在熔融金属上执行备注和介入，其特征在于：

所述可动顶部板(18)和下方的所述可动下部板(16)被安放在通往熔化锅的隧道的前面，并且被安放在用于关闭所述隧道的所述除渣门的前面；

所述顶部板(18)和下部板(16)基本上竖直对齐，

所述除渣门的顶部板(18)向外倾斜、并且适于朝向炉外侧和向上移动自身，同时基本上相对于炉壁保持这样的倾斜，和

所述除渣门的下部板(16)易于执行与挖泥机类似的运动，即部分地上升和部分地下降，部分地推进进入炉内和部分地回到炉外，以用于移除炉熔化锅中存在的炉渣和将各种材料推进炉内。

2.如权利要求1所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述顶部板(18)和下部板(16)的运动能够根据需要独立进行或同时进行。

3.如权利要求1和2所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，除渣门控制设备包括连接到所述顶部板(18)和下部板(16)的液压致动装置(29，35)，所述液压致动装置通过联动系统作用在所述顶部板和下部板上。

4.如权利要求1-3所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述顶部板(18)由第一液压致动器(29)驱动，而所述下部板由第二液压致动器(35)驱动。

5.如权利要求1-4所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，操作所述顶部板(18)的第一液压致动器(29)包括可操作地连接到承载器(20)上的一个或多个液压缸(40)，所述承载器能够沿着向上和向外倾斜的引导件(22)滑动，或者所述液压缸连接到杆，所述杆依次连接到在一对齿圈(23，25)上通过的链(21)的一端，所述链的另一端固定于能够沿着向上和向外倾斜的引导件(22)滑动的承载器(20)上。

6.如权利要求1-5所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，驱动所述下部板(16)的致动器通过由托架(30)形成的杆平行四边形连接到所述下部板上，所述托架固定到所述下部板上，两根不同长度的杆(32，34)铰接到所述托架(30)上，所述杆中的每一个的另一端部在于不同的高度处彼此间隔开的点处、在易于在倾斜的引导件(22)中滑动的滑动件(26)上枢转，所述滑动件被向上和向外引导，凭此，所述顶部板能够执行向上的运动、朝向炉的内部的运动、向下与炉渣接触的运动、以及远离炉运动撤回以移除炉渣的循环，所述循环能被重复若干次直到整个炉渣完全被移除，并且最后以所述隧道的入口的下部部分的关闭作为结束。

7.如前述权利要求所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，在邻近所述顶部板(18)的顶侧的炉框架上，设置水平的刮刀元件，所述刮刀元件易于在所述顶部板的向上和向外的运动过程中接合所述顶部板的内壁。

8.如权利要求1-7所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述下部板由内部金属壁和外部金属壁形成，在所述内部金属壁和所述外部金属壁之间布置有冷却管道或冷却导管的线圈，内部和外部壁这两个壁的下部部分具有金属刮擦元件。

9.如权利要求1-7所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述下部板由至少在其一侧涂覆有陶瓷的单块的冷却铜或者钢形成，所述单块的冷却铜或者钢的下部部分具有金属刮擦元件。

10.如前述权利要求所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述下部板(16)能够朝向炉内部的位置运动，例如作为炉渣或废料推动器。

11.一种电弧冶金炉除渣门，其包括第一可动板(16)，所述第一可动板被安放在炉熔化锅的入口前，其特征在于，所述电弧冶金炉除渣门包括用于所述第一板(16)的第一致动器装置(35)，所述第一致动器装置易于移动所述第一板，并且允许所述第一板的上升运动、下降运动、在炉内部推进的运动和回到炉外侧的运动，以实现移除在炉熔化锅中和/或在入口附近竖起的炉渣。

12.如前述权利要求所述的电弧冶金炉除渣门，其特征在于，所述第一可动板(16)能够朝向炉内部的位置移动，例如用作炉渣或废料推动器。

13.如权利要求11或12所述的电弧冶金炉除渣门，其还包括安放在炉熔化锅的入口前的第二可动板(18)和用于向炉的外侧和向上移动所述第二可动板(18)的第二致动器装置(29)。

14.一种电弧冶金炉，其包括设置有入口的熔化锅，并且特征在于，所述电弧冶金炉包括根据权利要求11或12或13制成的除渣门。

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