CN1083890C - 熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属熔炼尤其废钢的熔炼炉，它包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及在上炉缸上设一围绕此上炉缸并可与排气装置连接的构件。其中，在中心管(21)的壁内沿纵向制有槽(22)，在槽的边缘处固定套管(23)，中心管(21)可通过它固定在有对应的槽(15)的上炉缸(12)外壳上。此外，通过套筒(23)的空腔可将一个与设在炉子外部的支柱(45)连接的支承臂(44)一直插至中心管(21)内，在支承臂前端至少固定一个电极(41)。

Description

金属熔炼炉及其运行方法

本发明涉及熔炼金属尤其废钢的熔炉和方法，它包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及在上炉缸上设一围绕此上炉缸并可与排气装置连接的构件，以及涉及供入炉料的装置、运行上述熔炉的方法以及氧气顶吹的装置。

由DE-OS 1937839已知连续熔炼废钢铁的方法和电弧炉，其中，在其上部的装料室通过保护隔墙与炉膛隔开。在下部，最初产品的滑坡受电弧辐射，以及熔化的产品通过设在炉膛内的已知的装置排出。

在为此所需的炉子中，炉料只有一部分围绕着电极导引。此外，电极从上方穿过盖伸入熔炉内。

由DE-AS 2342959已知一种竖炉，其中装在导引装置下端部上的电极穿过料柱插入，这些电极固定在离竖炉底部一定距离处，以构成大体球形的熔化室。

这种设备的缺点是，不可能通过电极的垂直移动来改变电弧的长度，因为导引装置几乎牢固地固定在废料柱内。

此外，由DE 4236510C2已知一种熔炼废钢的装置，其中，电弧炉有伸入以直流电运行的竖炉的炉缸内的阴极。在炉缸底部设一阴极。阳极被一管子同心地围绕并可相对于此管移动。

在这种炉子结构中，几乎不可能在全部深度从上面大面积地供入炉料。此外，与用三相交流电运行相反，在此已知的竖炉中在下炉缸的底部设对电极，其结果是导致特别难以保证下炉缸的寿命。

本发明的目的在于，采用简单的结构性措施创造成功一种熔炉，用这种熔炉可以经济地连续熔炼金属尤其废钢以及矿石，并能尽最大可能保护环境。

为实现上述目的，根据本发明提供一种金属熔炼炉，包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及在上炉缸上设一围绕着上炉缸并可与排气装置连接的构件，其特征为：在中心管的壁内沿纵向制有槽；在槽的边缘处固定套管，中心管可通过它固定在有对应的槽的上炉缸外壳上；通过套管的空腔可将一个与设在炉子外部的支柱连接的支承臂一直插至中心管内，在支承臂的前端至少固定一个电极。

按照本发明，在支承臂上固定三个用交流电工作的电极，它们的供电线穿过支承臂引入。支承臂由型材构成，它的对抗弯而言重要的高度H与其宽度B之比为H/B＝1.5至2.5/1。盖设计为闸板，它借助于驱动装置垂直于炉子主轴线移动。盖上设有一些滚轮，它们在设在上炉缸上的轨道上滚动。盖上侧设传动件，通过它们可形封闭地与可下放在上炉缸上的装料容器的底部连接。传动件由垫板和凸块组成；以及，垫板从盖伸出这样的程度，即，当容器的底部搁在盖上时，盖上设计为导引装置的边松弛地在其位于容器中的导条内。容器上装有托架，它们定心地支承在支承臂上，支承臂固定在上炉缸上并有一个长度，这一长度允许导条与导边组成的导引装置处于松弛状态。设一些关闭件，它们可以切断炉料进入上炉缸内腔的输送流。关闭件是回转挡料板，它们借助于回转驱动装置可绕回转轴摆入上炉缸的内腔。回转挡料板在其面板旁有底臂和侧壁，在回转挡料板摆入后它们保证炉子的密封性。关闭件设计为叉齿，它们可插入上炉缸内腔和从内腔拔出。容器有一根设在中央的保护管，它用罩封闭并借助悬挂装置固定在容器外壳上。设一围裙，它与中心管同轴地布置并可相对于中心管按这样的方式移动，即，使作为保护管围绕着电极的中心管的出口位置可以改变。在上炉缸的下部区内可装喷氧管，它们可与矿物可燃气体和/或含氧气体的供应站连接。

为实现上述目的，根据本发明还提供一种运行上述熔炉的方法，此熔炉包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内至少有一个电极；以及围绕着此上炉缸的排气装置和加入炉料的装置，其特征在于下列步骤：

-炉料在用盖封闭的上炉缸上面暂存，

-炉料经炉盖的口落入炉子内腔，而且

a)在炉子开始运行前直至下炉缸内

b)在炉子运行期间在已事先装入的环形地处于上炉缸内的炉料上

-通过由受中心管保护的用交流电工作的电极产生尽可能长的电弧在炉料内烧出空洞，

-已熔化的材料经出钢口放出。

按照本发明，环形地处于上炉缸内的炉料的料流可按规定通过固定和/或夹紧件改变。用交流电工作的电极电弧长度的调整通过其中一个电极的当前最小电流量进行。除通过电极加入电能外，炉料内的空腔通过燃烧矿物燃料在此炉料内烧出。

本发明还提供一种金属熔炼炉，包括一个用耐火材料砌衬并在其底部设一出钢口的上炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及包括围绕上炉缸并可与排气装置连接的构件，其特征为：在中心管的壁内沿纵向制有槽，在槽的边缘处固定套管，中心管可通过它固定在有对应的槽的上炉缸外壳上；通过套管的空腔可将一个与设在炉子外部的支柱连接的支承臂一直插至中心管内；与电极轴线平行地插入一根可移动地固定在支架上的顶吹送氧管，后者连接在输送含氧气体的设备上；至少在中心管前端设围裙，它与炉子中心线同轴和与电极轴线平行地布置，它的出口朝着炉底；以及，围裙可沿轴向移动。

根据本发明，支架穿过中心管一直引到上炉缸的上方。支架设计为弯曲和输送装置，它布置在上炉缸外面，以及顶吹送氧管弯曲成使之按弧形通过套管引入，并将其出口安置在炉子主轴线上所期望的位置处。

根据本发明还提供一种运行上述金属熔炼炉的方法，金属熔炼炉包括设耐火炉衬的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，上炉缸与排气装置连接并在其中与轴线平行地设一中心管，中心管内可装入电极和/或喷氧管，其特征在于下列步骤：

-加入低碳的铁炉料；

-通过氧气顶吹实施降碳；

-同时装入生铁和助熔剂；

-接着出渣；

-然后在通过炉气加热炉料的同时一份一份地装入废钢；

-通过电弧炉加入热能；

-必要时通过矿物燃料加入热能；

-排出余渣；以及最后

-放出液态熔体装入钢水包内。

按本发明建议了一种炉缸，它有一中心管和有比较高的炉身。采用这种结构，炉料可以非常可靠地环形地通过炉子导引并同时通过上升的废气预热。

这种炉缸首先可用作受用三相交流电运行的电极控制的熔炉。这些电极固定在支承臂上，支承臂侧向穿过一套管，套管上还固定有中心管。

电极受保护地装在中心管内腔并伸出其出口区，在这里辐射热熔化环形地下降的炉料。

为增加熔化功率可使用烧嘴，它们燃烧矿物可燃气体，例如天然气。此外，通过这些导管也可以将氧气吹入下部区内。

按本发明还建议，在中心管内装一喷氧管。此喷氧管有自己的支承装置并可独立于电极支承臂移动。在一种有利的设计中，此喷氧管从上方在电极之间的中心插入冶金炉内。按另一种设计，喷氧管通过设在炉子外部的弯曲装置弯曲并以半圆弧穿过套管，以及被定位成使它的顶端准确地处于炉子主轴线上。借助于简单的装置此喷氧管可从其位置完全移出。

在使用氧气时此冶金炉可如转炉那样运行。因而此时可以装入生铁料，并同时装入低碳的铁炉料以及常用的添加物如石灰等。

通过简单地切断氧气的供入并接通电能，此冶金炉可直接从转炉运行转换为电弧炉运行。

按一种有利的发展，在这种运行方式中，中心管离炉底比较远。

在后来通过电弧加入热能的阶段中，中心管重新靠近炉底，从而既用于导引炉料也用于保护电极。

附图表示了本发明的举例。其中：

图1  熔炉简图；

图2  通过电极支承臂的剖面；

图3  供料装置；

图4  材料固定装置；

图5  作为转炉的金属熔炼炉；以及

图6  带顶吹送氧管的金属熔炼炉。

图1表示金属熔炼炉，包括有可用闭塞器18封闭的底部放液口13的下炉缸11和可用盖31封闭的上炉缸12。在上炉缸12的顶部设排气装置14以及在上炉缸的下部装有一些回转挡料板。

与圆柱形上炉缸12同轴地设一中心管21，后者通过套管23固定在上炉缸12上。在套管23所在区中心管21制有槽22，以及在上炉缸12上制有炉缸槽15。通过套管23形成的内部空腔可借助百叶窗25气密地关闭。

电极支承臂44穿过套管插入，它的一端支承在支柱45上，另一端装有电极41至43。

在上炉缸12上方设容器51，它通过支承臂17支承在上炉缸12上。

图2表示在电极支承臂44内的供电线46。在上图和下图中对抗弯重要的高度H均由各侧面部分的高度合成，具体为H1+H2+H3。

图3表示设计为装料筐的容器51是如何下放在上炉缸12的上面的。容器51有设在中央的保护管56，它通过悬挂装置58固定。保护管56在一端用罩57覆盖。

容器51的底部52有一导边38，它可在容器51的导引件54内移动到关闭位置或打开位置。

在底部52内制有凹槽53，凸块37伸入其中，凸块通过垫板36与设计为闸板32的盖31连接。

在放上容器51时，托架55支承在支承臂17上，后者与上炉缸12连接。在这种支承的情况下，容器51底部52的导边38松弛地处于导引件54内，此时底部52搁在垫板36上并因而在闸板32上。

在本例中闸板32有一些滚轮34，它们在固定于上炉缸12上的轨道16上滚动。因此为了装料只需用比较小的力量便可运动封闭上炉缸12的盖31和底部52，以及使炉料从容器51落下。

图4表示回转挡料板61，它们装在上炉缸12的下部，借助它们可以减小炉料的下沉速度或也可以阻止其下沉。

回转挡料板61有面板62和底壁63及两个侧壁64。这一类似于一个箱包的形状允许借助于回转驱动装置65使回转挡料板61绕在鱼尾板66中的回转轴线II摆动。

除这种回转挡料板61外，也可以考虑用叉齿和类似的封阻件。

图5表示一种金属熔炼炉，包括其底部放液口可用闭塞器18封闭的下炉缸11。在上炉缸12的下部设烧嘴71或喷氧管72，它们伸入炉子内部。

此外在上炉缸12上设这里为叉齿67的封阻件，它们可借助于回转驱动装置65运动到炉子内部或从炉内移出。

在炉子顶端示意表示了容器51。

与中心管21同心地设一围裙24，它的出口离下炉缸11底部的距离是可调的。

此外设喷氧管73，氧气可通过它顶吹。在本例中，喷氧管与炉子中心线I同心地布置，并可借助于没有进一步表示的支架74侧向运动。

喷氧管73布置在电极41和43之间，它们通过电极支承臂44与支柱45连接。采用图5所示的金属熔炼炉，除了电极和加入电能外，还提供了一种可能性，即如迄今在转炉中已知的那样将氧气吹入炉内。

无需开启此炉缸便可从降碳阶段过渡到熔炼阶段。在这里只是令电极取代喷氧管的工作位置。

为适应当前的运行阶段在降碳运行状态或熔炼运行状态的具体要求，调整中心管出口或这里是围裙在上炉缸12内的插入深度。

图6与图5的不同处在于顶吹送氧管73穿过套管23插入。在本例中，为此它借助于也可以设计为弯曲台的支架74弯成一种形状，使顶吹送氧管73的顶端准确地定位在炉子中心线l内。

在氧气顶吹后，此喷氧管可非常方便地从其工作区取出。

Claims (23)

1.金属熔炼炉，包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及在上炉缸上设一围绕着上炉缸并可与排气装置连接的构件，其特征为：在中心管(21)的壁内沿纵向制有槽(22)；在槽的边缘处固定套管(23)，中心管(21)可通过它固定在有对应的槽(15)的上炉缸(12)外壳上；通过套管(23)的空腔可将一个与设在炉子外部的支柱(45)连接的支承臂(44)一直插至中心管(21)内，在支承臂的前端至少固定一个电极(41)。

2.按照权利要求1所述的熔炼炉，其特征为：在支承臂(44)上固定三个用交流电工作的电极(41-43)，它们的供电线(46)穿过支承臂(44)引入。

3.按照权利要求2所述的熔炼炉，其特征为：支承臂(44)由型材构成，它的对抗弯而言重要的高度(H)与其宽度(B)之比为H/B＝1.5至2.5/1。

4.按照权利要求1所述的熔炼炉，其特征为：盖(31)设计为闸板(32)，它供助于驱动装置(33)垂直于炉子主轴线(I)移动。

5.按照权利要求4所述的熔炼炉，其特征为：盖(31)上设有一些滚轮(34)，它们设在上炉缸(12)上的轨道(16)上滚动。

6.按照权利要求1所述的熔炼炉，其特征为：盖(31)上侧设传动件(35)，通过它们可形封闭地与可下放在上炉缸(12)上的装料容器(51)的底部(52)连接。

7.按照权利要求6所述的熔炼炉，其特征为：传动件(35)由垫板(36)和凸块(37)组成；以及，垫板(36)从盖(31)伸出这样的程度，即，当容器(51)的底部(52)搁在盖上时，盖(31)上设计为导引装置的边(38)松弛地在其位于容器(51)中的导条(54)内。

8.按照权利要求7所述的熔炼炉，其特征为：容器(51)上装有托架(55)，它们定心地支承在支承臂(17)上，支承臂固定在上炉缸(12)上并有一个长度，这一长度允许导条(54)与导边(38)组成的导引装置处于松弛状态。

9.按照权利要求1所述的熔炼炉，其特征为：设一些关闭件(61)，它们可以切断炉料进入上炉缸(12)内腔的输送流。

10.按照权利要求9所述的熔炼炉，其特征为：关闭件(61)是回转挡料板，它们借助于回转驱动装置(65)可绕回转轴(II)摆入上炉缸(12)的内腔。

11.按照权利要求10所述的熔炼炉，其特征为：回转挡料板(61)在其面板(62)旁有底臂(63)和侧壁(64)，在回转挡料板(61)摆入后它们保证炉子的密封性。

12.按照权利要求9所述的熔炼炉，其特征为：关闭件(61)设计为叉齿(67)，它们可插入上炉缸(12)内腔和从内腔拔出。

13.按照权利要求6所述的熔炉，其特征为：容器(51)有一根设在中央的保护管(56)，它用罩(57)封闭并借助悬挂装置(58)固定在容器外壳(59)上。

14.按照权利要求1所述的熔炼炉，其特征为：设一围裙(24)，它与中心管(21)同轴地布置并可相对于中心管按这样的方式移动，即，使作为保护管围绕着电极(41-43)的中心管(21)的出口位置可以改变。

15.按照前列诸权利要求之一所述的熔炼炉，其特征为：在上炉缸(12)的下部区内可装喷氧管(71)，它们可与矿物可燃气体(77)和/或含氧气体(78)的供应站连接。

16.运行权利要求1所述金属熔炼炉的方法，此熔炉包括在其底部设一出钢口的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内至少有一个电极；以及围绕着此上炉缸的排气装置和加入炉料的装置，其特征在于下列步骤：

-炉料在用盖封闭的上炉缸上面暂存，

-炉料经炉盖的口落入炉子内腔，而且

a)在炉子开始运行前直至下炉缸内

b)在炉子运行期间在已事先装入的环形地处于上炉缸内的炉料上

-通过由受中心管保护的用交流电工作的电极产生尽可能长的电弧在炉料内烧出空洞。

-已熔化的材料经出钢口放出。

17.按照权利要求16所述的方法，其特征为：环形地处于上炉缸内的炉料的料流可按规定通过固定和/或夹紧件改变。

18.按照权利要求16所述的方法，其特征为：用交流电工作的电极电弧长度的调整通过其中一个电极的当前最小电流量进行。

19.按照权利要求15至17中至少一项所述的方法，其特征为：除通过电极加入电能外，炉料内的空腔通过燃烧矿物燃料在此炉料内烧出。

20.金属熔炼炉，包括一个用耐火材料砌衬并在其底部设一出钢口的上炉缸和可用盖封闭的上炉缸，在上炉缸内与炉子主轴线同轴地设一中心管，中心管内安装至少一个电极，以及包括围绕上炉缸并可与排气装置连接的构件，其特征为：在中心管(21)的壁内沿纵向制有槽(22)，在槽的边缘处固定套管(23)，中心管(21)可通过它固定在有对应的槽(15)的上炉缸外壳上；通过套管(23)在空腔可将一个与设在炉子外部的支柱(45)连接的支承臂(44)一直插至中心管(21)内；与电极(41-43)轴线平行地插入一根可移动地固定在支架(74)上的顶吹送氧管(73)，后者连接在输送含氧气体(78)的设备上；至少在中心管(21)前端设围裙(24)，它与炉子中心线(I)同轴和与电极(41-43)轴线平行地布置，它的出口朝着炉底；以及，围裙(24)可沿轴向移动。

21.按照权利要求20所述的金属熔炼炉，其特征为：支架(74)穿过中心管(21)一直引到上炉缸(12)的上方。

22.按照权利要求20所述的金属熔炼炉，其特征为：支架(74)设计为弯曲和输送装置，它布置在上炉缸(12)外面，以及顶吹送氧管(73)弯曲成使之按弧形通过套管(23)引入，并将其出口安置在炉子主轴线(I)上所期望的位置处。

23.运行权利要求20至22所述金属熔炼炉的方法，金属熔炼炉包括设耐火炉衬的下炉缸和可用盖封闭的上炉缸，上炉缸与排气装置连接并在其中与轴线平行地设一中心管，中心管内可装入电极和/或喷氧管，其特征在于下列步骤：

-加入低碳的铁炉料；

-通过氧气顶吹实施降碳；

-同时装入生铁和助熔剂；

-接着出渣；

-然后在通过炉气加热炉料的同时一份一份地装入废钢；

-通过电弧炉加入热能；

-必要时通过矿物燃料加入热能；

-排出余渣；以及最后

-放出液态溶体装入钢水包内。

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