專利名稱：熔爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔煉金屬尤其廢鋼的熔爐和方法，它包括在其底部設(shè)一出鋼口的下爐缸和可用蓋封閉的上爐缸，在上爐缸內(nèi)與主軸線同軸地設(shè)一中心管，中心管內(nèi)安裝至少一個電極，以及在上爐缸上設(shè)一圍繞此上爐缸并可與排氣裝置連接的構(gòu)件，以及涉及供入爐料的裝置、運(yùn)行上述熔爐的方法以及氧氣頂吹的裝置。
由DE—OS 1937839已知連續(xù)熔煉廢鋼鐵的方法和電弧爐，其中，在其上部的裝料室通過保護(hù)隔墻與爐膛隔開。在下部，最初產(chǎn)品的滑坡受電弧輻射，以及熔化的產(chǎn)品通過設(shè)在爐膛內(nèi)的已知的裝置排出。
在為此所需的爐子中，爐料只有一部分圍繞著電極導(dǎo)引。此外，電極從上方穿過蓋伸入熔爐內(nèi)。
由DE—AS 2342959已知一種豎爐，其中裝在導(dǎo)引裝置下端部上的電極穿過料柱插入，這些電極固定在離豎爐底部一定距離處，以構(gòu)成大體球形的熔化室。
這種設(shè)備的缺點(diǎn)是，不可能通過電極的垂直移動來改變電弧的長度，因?yàn)閷?dǎo)引裝置幾乎牢固地固定在廢料柱內(nèi)。
此外，由DE 4236510C2已知一種熔煉廢鋼的裝置，其中，電弧爐有伸入以直流電運(yùn)行的豎爐的爐缸內(nèi)的陰極。在爐缸底部設(shè)一陰極。陽極被一管子同心地圍繞并可相對于此管移動。
在這種爐子結(jié)構(gòu)中，幾乎不可能在全部深度從上面大面積地供入爐料。此外，與用三相交流電運(yùn)行相反，在此已知的豎爐中在下爐缸的底部設(shè)對電極，其結(jié)果是導(dǎo)致特別難以保證下爐缸的壽命。
本發(fā)明的目的在于，采用簡單的結(jié)構(gòu)性措施創(chuàng)造成功一種熔爐，用這種熔爐可以經(jīng)濟(jì)地連續(xù)熔煉金屬尤其廢鋼以及礦石，并能盡最大可能保護(hù)環(huán)境。
本發(fā)明通過權(quán)利要求1和方法權(quán)利要求13以及設(shè)備權(quán)利要求16的特征部分所述特征達(dá)到此目的。
按本發(fā)明建議了一種爐缸，它有一中心管和有比較高的爐身。采用這種結(jié)構(gòu)，爐料可以非常可靠地環(huán)形地通過爐子導(dǎo)引并同時通過上升的廢氣預(yù)熱。
這種爐缸首先可用作受用三相交流電運(yùn)行的電極控制的熔爐。這些電極固定在支承臂上，支承臂側(cè)向穿過一套管，套管上還固定有中心管。
電極受保護(hù)地裝在中心管內(nèi)腔并伸出其出口區(qū)，在這里輻射熱熔化環(huán)形地下降的爐料。
為增加熔化功率可使用燒嘴，它們?nèi)紵V物可燃?xì)怏w，例如天然氣。此外，通過這些導(dǎo)管也可以將氧氣吹入下部區(qū)內(nèi)。
按本發(fā)明還建議，在中心管內(nèi)裝一噴氧管。此噴氧管有自己的支承裝置并可獨(dú)立于電極支承臂移動。在一種有利的設(shè)計中，此噴氧管從上方在電極之間的中心插入冶金爐內(nèi)。按另一種設(shè)計，噴氧管通過設(shè)在爐子外部的彎曲裝置彎曲并以半圓弧穿過套管，以及被定位成使它的頂端準(zhǔn)確地處于爐子主軸線上。借助于簡單的裝置此噴氧管可從其位置完全移出。
在使用氧氣時此冶金爐可如轉(zhuǎn)爐那樣運(yùn)行。因而此時可以裝入生鐵料，并同時裝入低碳的鐵爐料以及常用的添加物如石灰等。
通過簡單地切斷氧氣的供入并接通電能，此冶金爐可直接從轉(zhuǎn)爐運(yùn)行轉(zhuǎn)換為電弧爐運(yùn)行。
按一種有利的發(fā)展，在這種運(yùn)行方式中，中心管離爐底比較遠(yuǎn)。
在后來通過電弧加入熱能的階段中，中心管重新靠近爐底，從而既用于導(dǎo)引爐料也用于保護(hù)電極。
附圖表示了本發(fā)明的舉例。其中

圖1 熔爐簡圖；圖2 通過電極支承臂的剖面；圖3 供料裝置；圖4 材料固定裝置；
圖5 作為轉(zhuǎn)爐的冶金爐；以及圖6 帶頂吹送氧管的冶金爐。
圖1表示熔爐，包括有可用閉塞器18封閉的底部放液口13的下爐缸11和可用蓋31封閉的上爐缸12。在上爐缸12的頂部設(shè)排氣裝置14以及在上爐缸的下部裝有一些回轉(zhuǎn)擋料板。
與圓柱形上爐缸12同軸地設(shè)一中心管21，后者通過套管23固定在上爐缸12上。在套管23所在區(qū)中心管21制有槽22，以及在上爐缸12上制有爐缸槽15。通過套管23形成的內(nèi)部空腔可借助百葉窗25氣密地關(guān)閉。
電極支承臂44穿過套管插入，它的一端支承在支柱45上，另一端裝有電極41至43，在上爐缸12上方設(shè)容器51，它通過支承臂17支承在上爐缸12上。
圖2表示在電極支承臂44內(nèi)的供電線46。在上圖和下圖中對抗彎重要的高度H均由各側(cè)面部分的高度合成，具體為H1+H2+H3。
圖3表示設(shè)計為裝料筐的容器51是如何下放在上爐缸12的上面的。容器51有設(shè)在中央的保護(hù)管56，它通過懸掛裝置58固定。保護(hù)管56在一端用罩57覆蓋。
容器51的底部52有一導(dǎo)邊38，它可在容器51的導(dǎo)引件54內(nèi)移動到關(guān)閉位置或打開位置。
在底部52內(nèi)制有凹槽53，凸塊37伸入其中，凸塊通過墊板36與設(shè)計為閘板32的蓋31連接。
在放上容器51時，托架55支承在支承臂17上，后者與上爐缸12連接。在這種支承的情況下，容器51底部52的導(dǎo)邊38松弛地處于導(dǎo)引件54內(nèi)，此時底部52擱在墊板36上并因而在閘板32上。
在本例中閘板32有一些滾輪34，它們在固定于上爐缸12上的軌道16上滾動。因此為了裝料只需用比較小的力量便可運(yùn)動封閉上爐缸12的蓋31和底部52，以及使?fàn)t料從容器51落下。
圖4表示回轉(zhuǎn)擋料板61，它們裝在上爐缸12的下部，借助它們可以減小爐料的下沉速度或也可以阻止其下沉。
回轉(zhuǎn)擋料板61有面板62和底壁63及兩個側(cè)壁64。這一類似于一個箱包的形狀允許借助于回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置65使回轉(zhuǎn)擋料板61繞在魚尾板66中的回轉(zhuǎn)軸線Ⅱ擺動。
除這種回轉(zhuǎn)擋料板61外，也可以考慮用叉齒和類似的封阻件。
圖5表示一種冶金爐，包括其底部放液口可用閉塞器18封閉的下爐缸11。在上爐缸12的下部設(shè)燒嘴71或噴氧管72，它們伸入爐子內(nèi)部。
此外在上爐缸12上設(shè)這里為叉齒67的封阻件，它們可借助于回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置65運(yùn)動到爐子內(nèi)部或從爐內(nèi)移出。
在爐子頂端示意表示了容器51。
與中心管21同心地設(shè)一圍裙24，它的出口離下爐缸11底部的距離是可調(diào)的。
此外設(shè)噴氧管73，氧氣可通過它頂吹。在本例中，噴氧管與爐子中心線Ⅰ同心地布置，并可借助于沒有進(jìn)一步表示的支架74側(cè)向運(yùn)動。
噴氧管73布置在電極71和73之間，它們通過由極支承臂44與支柱45連接。采用圖5所示的冶金爐，除了電極和加入電能外，還提供了一種可能性，即如迄今在轉(zhuǎn)爐中已知的那樣將氧氣吹入爐內(nèi)。
無需開啟此爐缸便可從降碳階段過渡到熔煉階段。在這里只是令電極取代噴氧管的工作位置。
為適應(yīng)當(dāng)前的運(yùn)行階段在降碳運(yùn)行狀態(tài)或熔煉運(yùn)行狀態(tài)的具體要求，調(diào)整中心管出口或這里是圍裙在上爐缸12內(nèi)的插入深度。
圖6與圖5的不同處在于頂吹送氧管73穿過套管23插入。在本例中，為此它借助于也可以設(shè)計為彎曲臺的支架74彎成一種形狀，使頂吹送氧管73的頂端準(zhǔn)確地定位在爐子中心線Ⅰ內(nèi)。
在氧氣頂吹后，此噴氧管可非常方便地從其工作區(qū)取出。
權(quán)利要求
1．熔煉金屬尤其廢鋼的熔爐，包括在其底部設(shè)一出鋼口的下爐缸和可用蓋封閉的上爐缸，在上爐缸內(nèi)與爐子主軸線同軸地設(shè)一中心管，中心管內(nèi)安裝至少一個電極，以及在上爐缸上設(shè)一圍繞著上爐缸并可與排氣裝置連接的構(gòu)件，其特征為在中心管(21)的壁內(nèi)沿縱向制有槽(22)；在槽的邊緣處固定套管(23)，中心管(21)可通過它固定在有對應(yīng)的槽(15)的上爐缸(12)外殼上；通過套管(23)的空腔可將一個與設(shè)在爐子外部的支柱(45)連接的支承臂(44)一直插至中心管(21)內(nèi)，在支承臂的前端至少固定一個電極(41)。
2．按照權(quán)利要求1所述的熔爐，其特征為在支承臂(44)上可固定三個用交流電工作的電極(41—43)，它們的供電線(46)穿過支承臂(44)引入。
3．按照權(quán)利要求2所述的熔爐，其特征為支承臂(44)由型材構(gòu)成，它的對抗彎而言重要的高度(H)與其寬度(B)之比為H／B=1．5至2．5／1。
4．按照權(quán)利要求1所述的熔爐，其特征為蓋(31)設(shè)計為閘板(32)，它可借助于驅(qū)動裝置(33)垂直于爐子主軸線(Ⅰ)移動。
5．按照權(quán)利要求4所述的熔爐，其特征為蓋(31)上設(shè)有一些滾輪(34)，它們在設(shè)在上爐缸(12)上的軌道(16)上滾動。
6．按照權(quán)利要求1所述的熔爐，其特征為蓋(31)上側(cè)設(shè)傳動件(35)，通過它們可形封閉地與可下放在上爐缸(12)上的裝料容器(51)的底部(52)連接。
7．按照權(quán)利要求6所述的熔爐，其特征為傳動件(35)由墊板(36)和凸塊(37)組成；以及，墊板(36)從蓋(31)伸出這樣的程度，即，當(dāng)容器(51)的底部(52)擱在蓋上時，蓋(31)上設(shè)計為導(dǎo)引裝置的邊(38)松弛地在其位于容器(51)中的導(dǎo)條(54)內(nèi)。
8．按照權(quán)利要求7所述的熔爐，其特征為容器(51)上裝有托架(55)，它們定心地支承在支承臂(17)上，支承臂固定在上爐缸(12)上并有一個長度，這一長度允許導(dǎo)條(54)與導(dǎo)邊(38)組成的導(dǎo)引裝置處于松弛狀態(tài)。
9．按照權(quán)利要求1所述的熔爐，其特征為設(shè)一些關(guān)閉件(61)，它們可以切斷爐料進(jìn)入上爐缸(12)內(nèi)腔的輸送流。
10．按照權(quán)利要求9所述的熔爐，其特征為關(guān)閉件(61)是回轉(zhuǎn)擋料板，它們借助于回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(65)可繞回轉(zhuǎn)軸(11)擺入上爐缸(12)的內(nèi)腔。
11．按照權(quán)利要求10所述的熔爐，其特征為回轉(zhuǎn)擋料板(61)在其面板(62)旁有底臂(63)和側(cè)壁(64)，在回轉(zhuǎn)擋料板(61)擺入后它們保證爐子的密封性。
12．按照權(quán)利要求9所述的熔爐，其特征為關(guān)閉件(61)設(shè)計為叉齒(67)，它們可插入上爐缸(12)內(nèi)腔和從內(nèi)腔拔出。
13．按照權(quán)利要求6所述的熔爐，其特征為容器(51)有一根設(shè)在中央的保護(hù)管(56)，它用罩(57)封閉并借助懸掛裝置(58)固定在容器外殼(59)上。
14．按照權(quán)利要求1所述的熔爐，其特征為設(shè)一圍裙(24)，它與中心管(21)同軸地布置并可相對于中心管按這樣的方式移動，即，使作為保護(hù)管圍繞著電極(41—43)的中心管(21)的出口位置可以改變。
15．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的熔爐，其特征為在上爐缸(12)的下部區(qū)內(nèi)可裝噴氧管(71)，它們可與礦物可燃?xì)怏w(77)和／或含氧氣體(78)的供應(yīng)站連接。
16．借助于按照權(quán)利要求1所述的熔爐運(yùn)行一種熔爐的方法，此熔爐包括在其底部設(shè)一出鋼口的下爐缸和可用蓋封閉的上爐缸，在上爐缸內(nèi)與爐子主軸線同軸地設(shè)一中心管，中心管內(nèi)至少有一個電極；以及圍繞著此上爐缸的排氣裝置和加入爐料的裝置，其特征在于下列步驟—爐料在用蓋封閉的上爐缸上面暫存，—爐料經(jīng)爐蓋的口落入爐子內(nèi)腔，而且a)直至在下爐缸內(nèi)爐子運(yùn)行開始前b)在爐子運(yùn)行期間在已事先裝入的環(huán)形地處于上爐缸內(nèi)的爐料—通過由受中心管保護(hù)的用交流電工作的電極產(chǎn)生盡可能長的電弧在爐料內(nèi)燒出空洞，—已熔化的材料經(jīng)出鋼口放出。
17．按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征為環(huán)形地處于上爐缸內(nèi)的爐料的料流可按規(guī)定通過固定和／或夾緊件改變。
18．按照權(quán)利要求16所述的方法，其特征為用交流電工作的電極電弧長度的調(diào)整通過其中一個電極的當(dāng)前最小電流量進(jìn)行。
19．按照權(quán)利要求15至17中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征為除通過電極加入電能外，爐料內(nèi)的空腔通過燃燒礦物燃料在此爐料內(nèi)燒出。
20．冶金爐，包括一個用耐火材料砌襯并在其底部設(shè)一出鋼口的上爐缸和可用蓋封閉的上爐缸，在上爐缸內(nèi)與爐子主軸線同軸地設(shè)一中心管，中心管內(nèi)安裝至少一個電極，以及包括圍繞上爐缸并可與排氣裝置連接的構(gòu)件，其特征為在中心管(21)的壁內(nèi)沿縱向制有槽(22)，在槽的邊緣處固定套管(23)，中心管(21)可通過它固定在有對應(yīng)的槽(15)的上爐缸外殼上；與電極(41—43)軸線平行地插入一根可移動地固定在支架(74)上的頂吹送氧管(73)，后者連接在輸送含氧氣體(78)的設(shè)備上；至少在中心管(21)前端設(shè)圍裙(24)，它與爐子中心線(1)同軸和與電極(41—43)軸線平行地布置，它的出口朝著爐底；以及，圍裙(24)可沿軸向移動。
21．按照權(quán)利要求20所述的冶金爐，其特征為支架(74)穿過中心管(21)一直引到上爐缸(12)的上方。
22．按照權(quán)利要求20所述的冶金爐，其特征為支架(74)設(shè)計為彎曲和輸送裝置，它布置在上爐缸(12)外面，以及頂吹送氧管(73)彎曲成使之按弧形通過套管(23)引入，并將其出口安置在爐子主軸線(1)上所期望的位置處。
23．運(yùn)行一種按設(shè)備權(quán)利要求19至22所述冶金爐的方法，冶金爐包括設(shè)耐火爐襯的下爐缸和可用蓋封閉的上爐缸，上爐缸與排氣裝置連接并在其中與軸線平行地設(shè)一中心管，中心管內(nèi)可裝入電極和／或噴氧管，其特征在于下列步驟—加入低碳的鐵爐料；—通過氧氣頂吹實(shí)施降碳；—同時裝入生鐵和助熔劑；—接著出渣；—然后在通過爐氣加熱爐料的同時一份一份地裝入廢鋼；—通過電弧爐加入熱能；—必要時通過礦物燃料加入熱能；—排出余渣；以及最后—放出液態(tài)熔體裝入集水包內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熔煉金屬尤其廢鋼的熔爐,它包括在其底部設(shè)一出鋼口的下爐缸和可用蓋封閉的上爐缸,在上爐缸內(nèi)與爐子主軸線同軸地設(shè)一中心管,中心管內(nèi)安裝至少一個電極,以及在上爐缸上設(shè)一圍繞此上爐缸并可與排氣裝置連接的構(gòu)件。其中,在中心管(21)的壁內(nèi)沿縱向制有槽(22),在槽的邊緣處固定套管(23),中心管(21)可通過它固定在有對應(yīng)的槽(15)的上爐缸(12)外殼上。此外,通過套筒(23)的空腔可將一個與設(shè)在爐子外部的支柱(45)連接的支承臂(44)一直插至中心管(21)內(nèi),在支承臂前端至少固定一個電極(41)。
文檔編號C21B13/12GK1279726SQ98811341
公開日2001年1月10日 申請日期1998年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者彼得·邁耶林, 安德烈亞斯·許林, 漢斯－路德維?！ど忱?申請人:Sms德馬格股份公司