專利名稱：冶金爐和用于冶金爐的料筐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金爐特別是電弧爐，和用于冶金技術(shù)的料篋。
背景技術(shù)：
如由WO98/08041A1所知的冶金爐，如電弧爐，具有一尤其是由一 爐缸下部和一爐缸上部組成的爐缸、 一用于爐缸的頂蓋和一^t成爐身的裝 ^H殳備，在裝^H殳備中設有一可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)。在裝料設備中用于熔化 過程的整個爐料(假如廢鋼)一次裝入。因為熔化材料的體積，特別是在 廢鋼時，大大小于未熔化時的狀態(tài)，由爐缸和頂蓋限定的容積不足以裝下 用于一次熔化過程的整個爐料。因此一部分未熔化的爐料像支柱一樣立在 爐身內(nèi)。
其結(jié)果是可能使由許多可回轉(zhuǎn)地支承的指狀擋條組成的關(guān)斷機構(gòu)在 爐料柱熔縮到使柱頂面位于關(guān)斷機構(gòu)的回轉(zhuǎn)范圍以下之前一直不能轉(zhuǎn)回
到關(guān)閉狀態(tài)(特別是見WO98/08041A1的圖4)。
為了使整個爐料可以一次裝入爐內(nèi)，要不爐身必須具有相應的容積， 這由于空間關(guān)系，特別是電極布局，在電弧爐時導致，爐身必須做得非常 高。要不爐身做得只能容納一部分一次裝入的爐料。然后其他爐料必須借 助于起重機和料筐(例如廢鋼筐)穿過爐身裝入。在每一種情況下爐身都 是從上面裝入爐料，因此在爐身上方還必須存在用于裝料設備如起重機等 等的足夠空間?？偫ㄆ饋磉@種布局造成非常大的高度，它在鋼鐵廠的廠房 內(nèi)必定存在于爐身之上。
在爐料，例如廢鋼，裝入爐身時爐料從4至6米高處落下，因為爐 料必須從上方倒入爐身內(nèi)。這導致?lián)p壞關(guān)斷機構(gòu)和/或爐壁的可能性。
由于必要的結(jié)構(gòu)高度如在WO98/08041A1中所述類型的電弧爐通常建造得具有這樣的爐身，它按必要的爐料量的一半來設計。用于一次裝料 過程的其余爐料借助于料筐(廢鋼筐)從上方通過爐身^7V爐內(nèi)。因為只 有在前一批爐料精煉期間儲存在爐身內(nèi)的一部分爐料(廢鋼)被預熱，相 當一部分爐料在熔化過程開始時只加熱到比較低的溫度，因此通過爐身冒 出的廢氣溫度非常低，這由于已知的原因在有害物質(zhì)，特別是所謂的
VOCs(揮發(fā)性有才幾成分)方面是不利的。例如VOCs必須在約700至800。C 的溫度時才燃燒，并且形成的廢氣4皮迅速冷卻，從而不再重新形成有害物 質(zhì)。通過爐身和冷的爐料冒出的廢氣遠遠不具有相應的溫度，因此在后續(xù) 燃料室內(nèi)需要使用可觀的能量，以消滅VOCs。這造成高的運行成本。
因為爐身和由指狀擋條構(gòu)成的關(guān)斷才幾構(gòu)(Riickhaltmittd)在整個運 行循環(huán)期間都位于爐子上面，由于受熱的原因關(guān)斷^L構(gòu)和至少是爐身的下 部需要冷卻。爐身相應的結(jié)構(gòu)造成，對于爐身需要一支承底座，它一方面 保持冷卻和必要的供給，另一方面構(gòu)成對于通過爐身裝入的廢鋼的足移支
撐。此外在爐料，特別是廢鋼通過爐身裝入時由于高的下落高度出現(xiàn)很大 的動態(tài)力，這可能帶來損壞爐身和指狀擋條，特別是冷卻裝置的危險，由 于大的動態(tài)力關(guān)斷機構(gòu)的指狀擋條(Finger)還必須復雜地，例如用彈簧 組件，并獨和可更換地支承。由此造成結(jié)構(gòu)費用的增加和為此所需要的關(guān) 斷才幾構(gòu)體積的加大。
由于上述情況爐身的容積特別是由于存在機座、冷卻裝置等等比較 大，因此為了與位于爐缸蓋中心的電極保持必要的距離，爐身必須設置在 離中心向頂蓋或爐缸邊緣方向較遠的距離處。
由EP0672881A1已知一種電弧爐，它里面存在兩個裝料爐身，其中 這些爐身具有裝料口 ，它們在側(cè)面i殳置在由爐缸和頂蓋構(gòu)成的單元的側(cè)壁 上。
由DE4424324A1和DE4326369A1分別得知用于爐身的由分開的指 狀擋條構(gòu)成的關(guān)斷機構(gòu)。在DE4424324A1中圖1上表示一普通電弧爐的 情況，其中在爐身上方有一料筐27，以便繼續(xù)裝入爐料，這造成上面所 述的在爐身上方必要的凈高度。
由JP7-332836 (A)已知一種帶一爐身的電弧爐，在爐身內(nèi)分別通過相應的關(guān)斷機構(gòu)保持兩批相互重疊的爐料，由國際鋼鐵時代，1995午11 月，已知所謂的"DaidoMSP直流電弧爐"，它還以"MSP-DC EAF過 程的發(fā)展"的標M表在1996年SEAISI泰國會議的報紙上。這種爐子 具有做成爐身的裝^i殳備。在爐身內(nèi)設有相互重疊的垂直的兩個爐腔。每 個爐腔在其底面上可通過一可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)關(guān)閉。整個爐身為了維修的 目的等等可以側(cè)向相對于爐缸移動。爐身的爐腔從上方借助于一廢鋼筐裝 料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種改進的冶金爐和與這種爐子相配的料筐。 這個目的通過本發(fā)明的爐子和本發(fā)明的料篋實現(xiàn)。 按本發(fā)明的冶金爐，具有 一爐缸，
一用于爐缸的頂蓋，
一用來將待熔化的爐料裝入爐缸的裝料設備，該裝料設備具有一可 回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)和一用來容納爐料的容積，和
一凸臺，它具有裝料口并安裝在頂蓋或爐缸上， 其中，爐子具有一最大裝料高度，
其中，所述可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)能夠回轉(zhuǎn)到凸臺中，從而進行爐料裝 料，所述關(guān)斷機構(gòu)的回轉(zhuǎn)區(qū)位于最大裝料高度之上，
其中，裝料設備具有至少兩個自支承的料筐，所述料筐設計成可更 換地用作冶金爐的爐身且能夠可移走地定位在凸臺上方，其中每個料筐分 別具有一 內(nèi)腔和用來容納爐料的容積，其中每個料筐的關(guān)斷機構(gòu)設計用來 在料筐的底面上關(guān)閉或開啟內(nèi)腔，
其中，設有一用于位于凸臺上方的料筐交換和定位的交換裝置。
在凸臺上設有抽氣口。
抽氣口設置在關(guān)斷機構(gòu)的回轉(zhuǎn)區(qū)之下。
抽氣口設置在最大裝料高度之上。
自支承的料筐的內(nèi)側(cè)壁用儲熱板尤其是鑄造板加襯。
裝在自支承的料筐上的關(guān)斷機構(gòu)設計成許多可回轉(zhuǎn)的指狀擋條，這些指狀擋條鉸接在料筐側(cè)壁下面，
指狀擋條是具有最小直徑為100mm的鋼條。
關(guān)斷機構(gòu)可通過一裝在自支承的料篋上的執(zhí)行機構(gòu)回轉(zhuǎn)，以開啟和 關(guān)閉料筐的底面。
裝料口可通過蓋板關(guān)閉。
有一抽氣裝置，它基本上設置在裝料設備上方凸臺的垂直延長線上，
并用來抽吸通過凸臺向上升的廢氣。
有一用來將燃料如煤粉和/或氧氣輸入凸臺的裝置。 有一用于爐子廢氣中的有害物質(zhì)后續(xù)燃燒的后續(xù)燃燒室。 一在后續(xù)燃燒室上的廢氣分析儀和一控制裝置，該控制裝置與廢氣
分析儀和用來輸入燃料和/或氧氣的裝置連接，
其中控制裝置作為對廢氣分析儀分析結(jié)果的反應而控制用來輸入燃
料和/或氧氣的裝置，并且將廢氣溫度調(diào)節(jié)到預定值，和/或作為對預定種
類廢氣的反應而進行燃料輸入和/或氧氣輸入。
裝料設備具有一用于一個或多個自支承料筐的交換和定位的交換裝
置，它使一定位在凸臺上方的料筐在水平平面和/或垂直平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，以
進行交換和定位。
所述交換裝置具有一轉(zhuǎn)塔。所述轉(zhuǎn)塔具有兩個繞轉(zhuǎn)塔的鉛垂轉(zhuǎn)軸錯 開180。的懸臂，所述懸臂分別設計用來固定一個料筐。
在這種冶金爐中關(guān)斷機構(gòu)可以在裝料后立即轉(zhuǎn)回，以關(guān)閉裝料設備。 這一方面促使在帶有相應的可交換料筐的裝料設備的結(jié)構(gòu)時在卸料后相 應的料筐可以立即交換，另一方面使得在凸臺的上部區(qū)域內(nèi)存在一空腔 室，在某些情況下在它里面可以控制廢氣。
在帶有可交換的料筐的裝料設備結(jié)構(gòu)時取消了關(guān)斷機構(gòu)和爐身冷卻 的必要性，因為它們在凸臺之上逗留比較短的時間的情況下不會加熱到需 要冷卻的程度。
此外在帶有可交換料筐的裝料設備結(jié)構(gòu)時取消了在爐子上方大的凈 高度的必要性，因為料篋可以通過側(cè)向移動在裝料設備上方交換。因為在凸臺的空腔內(nèi)在裝入的爐料的上方通常始終給予煤粉和/或 一氧化碳的燃燒的引燃溫度，可以通過方便地輸入煤粉和/或氧氣以非常
簡單和成本低廉的方法調(diào)整廢氣溫JL/廢氣成分。
在帶有可交換料筐的裝料設備結(jié)構(gòu)時取消了爐身底座和水冷卻裝置 的必要性，因此在同樣的裝料量時相應的料筐可以比普通爐身時設置在離 電極近得多的地方。因此可以采用在俯視圖內(nèi)是圓形的而不是馬蹄形的爐 缸形狀。


其他特征和優(yōu)點由借助于附圖對一些實施例的說明得到。附圖表示 圖1本發(fā)明第一種實施形式的冶金爐剖開的正視圖a)，剖開的 從圖la左側(cè)觀察的側(cè)視圖b)和剖開的俯視圖c); 圖2 圖la )中的正視圖的放大圖； 圖3 圖lb)中的側(cè)視圖的i文大圖； 圖4 圖lc中的俯視圖的放大圖5 圖1中的第一種實施形式的冶金爐，它不帶爐身，作為電弧 爐工作，借助于一頂蓋封閉，a)正剖視圖，b)從圖5a左側(cè)觀察的剖視 圖，c)頂剖一見圖6 圖5a)中的正一見圖的》文大圖7 圖5b )中的側(cè)視圖的放大圖8 圖5c)中的俯視圖的放大圖9 在一煉鋼鐵廠中的冶金爐的第二種實施形式，a)正剖視圖， b)從圖9a左側(cè)觀察的剖視圖，c)頂剖視圖10 在一輸送小車上的按本發(fā)明一種實施形式的料筐的剖視圖。
具體實施例方式
下面參照圖1至8說明按本發(fā)明的冶金爐的第一種實施形式，它是 優(yōu)選的實施形式。
圖1至4中表示第一種組形的實施形式，其中可借助于一交換裝置 33定位在凸臺40上方的料筐32用作爐身。
9在圖5至8中表示第一種實施形式的第二種構(gòu)形，其中凸臺40的裝 料口42在熔化過程中按一種普通的不帶爐身的電弧爐的方式借助于一頂 蓋43封閉。如果交換裝置和/或料筐等等需要進行維修工作，那么這種 構(gòu)形可以用來保持運行。
現(xiàn)在參照圖l至4說明第一種構(gòu)形。
第一種實施形式做成一帶一支承在爐子搖架2上的下爐缸10的電弧 爐1。下爐缸10由一爐缸下部11和一爐缸上部12組成，爐釭下部由磚 砌的爐床構(gòu)成，爐缸上部按常見的方法由水冷的元件構(gòu)成。下爐缸具有 一帶一出料口 15和用于出料口 15的關(guān)閉裝置16的凸出部(Erker)13。
爐子還具有一頂蓋20,它以常見的方法由水冷卻的元件構(gòu)成，并通 常具有用于電極71進出下爐缸的開口。在圖1至4中所示的第一種實施 形式中頂蓋具有一在爐缸10和頂蓋20的俯視圖內(nèi)設置在電極側(cè)面的凸 臺40。凸臺40由水冷卻的元件構(gòu)成，并與頂蓋20相連。
按照一種可供選擇的結(jié)構(gòu)凸臺40做得與頂蓋20分開。這樣凸臺40 可以做成單獨的部件或做成爐缸10的一部分。
最好是做成頂蓋20的一部分，因為這樣，例如在維修工作時，可以 和頂蓋20—起用頂蓋的升降裝置抬起，并轉(zhuǎn)開或移走。
凸臺40基本上是圓柱形的，在水平方向具有基本上矩形的橫截面。 在圖l至4中所示的笫一種實施形式中凸臺40在下爐缸未傾倒的位置具 有基本上鉛垂的壁。如由圖2和4可以看到，凸臺的基本上矩形的形狀 基本上通過爐缸上部12側(cè)壁的相應結(jié)構(gòu)與爐缸的在水平方向的剖面內(nèi)形 成的基本上圓形的橫截面(圖4中的虛線14)相匹配。
作為另一種選擇可以這樣地進行凸臺40形狀的相應匹配，使得爐缸 12的壁鉛垂，并與爐缸下部的形狀匹配，這種在圖l至4中未畫出的選 擇結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因為由此減小爐料掉到傾斜爐壁上的下落高度和由它 造成的動態(tài)負荷。
凸臺40在側(cè)面在高度H2之上、高度H1之下有一開口 41，它用作 吸出廢氣的抽吸口 。抽吸口 41通過一排氣管61與一通入后續(xù)燃燒室60 的主排氣管連接。在排氣管61中設一受控的閥舌門64。凸臺40具有一向上敞開的開口42，它是爐子的裝料口。
為了裝入爐料，在所述情況下爐料是廢鋼，設有一裝料設備30，它 具有一作為交換裝置33結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)塔。
在第一種實施形式中設一電極裝置70，它帶一電極固定和行走裝置 72，用以使電極71固定在和行駛到下爐缸10的一側(cè)(圖2中的左側(cè))， 而裝料設備30在下爐缸10相應的另一側(cè)(圖2中的右側(cè))。
做成轉(zhuǎn)塔的交換裝置33具有兩個相對于轉(zhuǎn)塔的鉛垂轉(zhuǎn)軸35錯開 180。的懸臂34，它們^t得分別用來固定一個料篋32。懸臂34的尺寸這 樣確定，使得由它固定的料筐32可以定位在凸臺40裝料口 42的上方。 交換裝置33做成這樣，使懸臂34以及還有料筐32可以沿箭頭A方向(見 圖2)向上抬起，或沿相反方向向下降。
裝料設備30做成這樣，使得通過沿箭頭A方向抬起使空的料復32 (圖2左面)上升，通過交換裝置繞軸35旋轉(zhuǎn)180°與滿的料筐32 (圖2 右面)交換，然后滿的料筐32可以通過沿箭頭A相反方向的下降而下降 到凸臺40上裝料口 42的上方。這里在任何時刻料篋32都被交換裝置33 的懸臂34固定，而不由凸臺40支承。料筐32和凸臺40之間的交換可 以用合適的方法例如通過裙板(Schiirzen)密封。
在圖l至4中所示的實施形式中懸臂34整體沿箭頭A方向向上抬起 或沿相反方向下降。作為另一種選擇，如由圖9可見，交換裝置可以做 得帶一可單獨地繞一水平軸36回轉(zhuǎn)的懸臂34，或帶一按等臂式平衡桿的 方式可繞一水平軸36回轉(zhuǎn)的懸臂34。帶有可繞水平軸回轉(zhuǎn)的懸臂34的 結(jié)構(gòu)進一步節(jié)省鋼鐵廠廠房的高度。因此在對于高度的降低有特殊要求 的情況下優(yōu)先采用這種實施形式。
在圖10中以放大的局部視圖表示做成廢鋼筐的料筐32的實施形式 在料筐32放在一小車80上的狀態(tài)，如在圖4的俯視圖中可以清楚看到 的那樣，料筐32具有一由在水平方向的剖面內(nèi)形成的矩形橫截面。在相 當于矩形長邊的側(cè)壁上形成凸起32a，它使得起重機90的固定元件91 可以嵌入(見圖2和9)。在這個較長側(cè)壁的底面上分別設有一軸31a， 關(guān)斷機構(gòu)的指狀擋條31靠在/鉸接在該軸上。指狀擋條31具有一基本上相當于矩形短邊一半的長度(最好再稍微大一些)，如在圖10中可以清
楚地看到的那樣。指狀擋條在側(cè)向相互離開這樣的距離，例如相當于其
寬度的距離，使得留出一用于氣體穿過的中間空隙。指狀擋條31可借助 于一執(zhí)行機構(gòu)35繞軸31a旋轉(zhuǎn)，以關(guān)閉和打開料篋32的底面，執(zhí)行機 構(gòu)35具有一液壓缸35a和一杠桿機構(gòu)35b，指狀檔條31可借助于它們 繞軸31a以所述方法回轉(zhuǎn)，如由圖10可見。執(zhí)4亍才幾構(gòu)35既可以僅僅i殳 置在料筐32的一個短邊上，也可以設置在兩個短邊上。
料筐32在爐料庫，例如鋼鐵廠的廢鋼庫內(nèi)裝料。這里指狀擋條31 在其自由端處由一設置在小車80上的支座81從下面支承。因此在料篋 32裝料時指狀擋條31在兩端固定支承，從而構(gòu)成料復32穩(wěn)固的下邊界。
料筐32的內(nèi)腔具有一規(guī)定的容積C，并用儲熱板(保溫板)加襯， 它們在優(yōu)選的實施形式中是鋼制鑄造板。指狀檔條31在優(yōu)選的實施形式 中由鋼板坯切割而成，井具有一約300mm (水平方向)x200mm的橫截 面。根據(jù)要求的不同長度尺寸可以另行選擇，其中厚度不應該小于 100mm。
料筐32在指狀擋條31上和側(cè)壁37上都沒有水冷裝置。 此外料篋32在廢鋼場地上按份地裝載總裝載量的一部分，例如通過 用挖掘機等等一次將3至5噸廢鋼裝入廢鋼筐的方法，廢鋼筐例如容納 50或80噸，從而減小裝載時的沖擊力。因此料篋32的自支承結(jié)構(gòu)不必 承受像同時將50噸或80噸廢鋼裝入普通爐子的爐身時所出現(xiàn)的那么大 的沖擊力。因此料筐32的結(jié)構(gòu)設計得僅僅用來支承重量，而不必承受在 80噸廢鋼從6米高落下時所形成的沖擊力。這和相同內(nèi)部容積的爐身相 比大大節(jié)省費用，并減小外部尺寸。
圖10中所示的料筐32具有大致矩形的橫截面。在廢鋼篋的另一種 實施形式中在運行時在凸臺40上的位置向電極裝置70看(在圖4中位 于凸臺40上方的廢鋼篋的左側(cè)壁)的至少那個側(cè)壁做成凸出形狀，其中 此外壁在水平方向具有一曲率半徑，它相當于在轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時外壁繞軸35 的回轉(zhuǎn)運動的半徑(見圖4)。因此廢鋼篋可以具有較大的容積，并且 離電極較近，而在回轉(zhuǎn)時不與電極71或電極裝置70干涉。顯然，為了加大內(nèi)腔的容積其余一個或幾個側(cè)壁也可以做成凸出的。 這里既可以選擇相同的曲率半徑，從而使廢鋼篋可在兩個可能的取向時 使用，也可以使設置在電極裝置對面的側(cè)壁例如和爐缸壁的外形相匹配。
在這種結(jié)構(gòu)時凸臺40的形狀在水平截面內(nèi)當然也和具有一個或幾個凸出 的外壁的料筐32的水平截面匹配。
作為另一種選擇料筐32和凸臺40也可以設計成這樣，即料筐32具 有一由一在水平方向的橫截面造成的矩形橫截面，使得廢鋼篋的角部在 位于凸臺上方的位置時突出于半徑為R的圓(見圖4),從而在廢鋼篋 繞軸35回轉(zhuǎn)時其角部與電極干涉。對于這種情況懸臂34做成這樣，即 廢鋼筐在回轉(zhuǎn)以前向轉(zhuǎn)軸35方向徑向移動，直至角部位于半徑R上或之 內(nèi)，使它正好不再與電極干涉。這一方面可以通過沿水平方向的運動達 到，或者如例如用圖9中所示的實施形式那樣，可以通過繞水平轉(zhuǎn)軸36 的回轉(zhuǎn)運動達到，此回轉(zhuǎn)運動也具有一徑向分量。
第一種實施形式的爐還具有一抽氣罩50,它可以沿垂直方向上下運 動，并基本上垂直地懸掛在凸臺40上方。抽氣罩50通過一排氣管63與 主排氣管62連接。在排氣管63內(nèi)設一可控的閥舌門65。抽氣罩50可以 和排氣管63 —起沿箭頭B方向(見圖3 )下降或沿相反方向上升。為了 能夠在料筐32交換時或在下爐鋼傾倒以便出鋼時(見圖3)在凸臺40 上方有足夠的自由空間使料筐32上升和下降，抽氣罩的這種上升和下降 是必要的。
抽氣罩50具有一下吸入口 ，其開口橫截面與料筐32的上部形狀相 匹配，使得下降到料筐上的抽氣罩50使料筐對上密封。
如由圖3可清楚看到的那樣，下爐缸10可借助于搖架2傾倒，以便 出鋼(見圖3中凸臺40的虛線圖示)。這里排氣管61做成這樣，使它 可通過一相應的在一套管內(nèi)滑動的可移動部分改變其長度。
凸臺40上設有用來噴入煤粉(或其他燃料)和氧氣的噴嘴。在后續(xù) 燃燒室60上設一廢氣分析儀(未畫出)，它實時測量從后續(xù)燃燒室60 中排出的廢氣的成分。用于燃料和氧氣的噴嘴(輸入裝置)以及閥門64 和65及廢氣分析儀與一控制裝置連接，它是可編程的，以控制和調(diào)節(jié)廢氣成分。
在圖1中所示的第一種實施形式的第一種構(gòu)形用于開動做成豎爐的
電弧爐。這里定位在凸臺40上方的料筐32具有爐身的功能，爐身在上 方通過抽氣罩50遮蓋，交換裝置33可在約30秒內(nèi)交換料筐32。在第一 料筐內(nèi)的爐料在前一熔化過程的精煉階段內(nèi)可以預熱。當在前一熔化過 程出鋼后重新裝爐時，可以將預熱好的爐料裝入爐內(nèi)(見圖2)。然后 可以在30秒鐘內(nèi)將裝滿第二批爐料的第二個料篋32 (圖2的右面)定位 在凸臺40上方，使這批爐料在第一批爐料熔化期間預熱。料篋32同樣 用作爐身。
如果對裝料設備30，或料筐32等等進行維護或修理工作，第一種實 施形式的在第5至8中所示的第二種構(gòu)形的電弧爐可以作為帶頂蓋的普 通爐子(而不是作為豎爐)工作，以避免完全停爐。
為此凸臺40的裝料口 42用一蓋子43封閉。為了裝料既可以用普通 方法將頂蓋20連同凸臺40 (和蓋子43)以及電極71抬起并轉(zhuǎn)開，也可 以在抬走蓋子43后通過凸臺40裝料。
這里凸臺40的通過蓋子43封閉的空腔用作普通的爐子排氣彎頭。
因為在其他方面第二種構(gòu)形和第一種構(gòu)形沒有區(qū)別，這里不再加以 說明。
在圖9中表示本發(fā)明的電弧爐的第二種實施形式。如上所述，在這 種實施形式中交換裝置33配備可單獨地繞一水平軸36回轉(zhuǎn)的懸臂34。 懸臂34也可以作為一等臂杠桿的臂一起繞軸36回轉(zhuǎn)。
在圖9中可以清楚看到，對于本發(fā)明的所有的實施形式爐身上方的 結(jié)構(gòu)高度都可以顯著地減小，因為不必再存在用于在裝料時由起重機卯 在爐身或料筐32上方固定的其他廢鋼筐或爐料容器的位置。
圖9中示出一頂蓋抽氣裝置IOO，它通過排氣管101與一排氣裝置連 接。它可以是例如后續(xù)燃燒室60或其他裝置。
對于所有實施形式，這種電弧爐設計得用于一定量的待熔化爐料。 例如有100噸爐或160噸爐，待熔化材料的這個量相當于爐料，例如廢 鋼的一定體積。在本發(fā)明的實施形式中下爐缸和凸臺的尺寸優(yōu)先這樣選擇，使得相
當于待熔化爐料一半(也就是在100噸的爐子時是50噸)的廢鋼量以通 過凸臺40裝入的未熔化狀態(tài)的散料柱最多到達凸臺40的高度H2(最大 裝料高度)。這意味著由散料柱占有的下爐缸的容積基本上相當于料篋 32的容積C (圖2 )，散料柱大致從最靠近電極裝置70的凸臺40的底 邊44起成45。角到達爐缸下部11的底面，并填滿爐缸位于凸臺之下的部 分。
在高度H2上的抽氣口 41的底邊最好略高于凸臺朝向電極的底邊 44，如在圖2中可以清楚地看到的那樣。在圖2中爐料C的散料柱略高 于凸臺40朝向電極的底邊44，這表示一還可以容忍的量，如以后借助于 對爐子的運行的說明所表明的那樣。
現(xiàn)在說明本發(fā)明實施形式的第一種構(gòu)形的電弧爐的運行。 在前一次熔化過程的精煉階段內(nèi)一裝滿的料筐32通過交換裝置33 保持在凸臺40的帶有處于關(guān)閉位置的指狀擋條31的裝料口 42上方。由 此使位于料筐32中的爐料通過指狀擋條31之間和通過料筐32上升的熱 氣加熱。根據(jù)所謂的節(jié)拍至節(jié)拍(Tap-Zu-Tap)時間(兩次出鋼之間的 時間間隔)的不同料筐32的停留時間約為20分鐘，這時覆蓋內(nèi)腔的鑄 造板也吸取熱量，它又將熱量傳給廢鋼。料筐32的上側(cè)通過罩蓋50封 閉。由此將穿過料筐32上升的氣體引到后續(xù)燃燒室60內(nèi)。
在前一次熔化過程出鋼以后，在電極71從爐缸中取出的狀態(tài)下將位 于料筐32中的爐料通過打開指狀擋條31裝入，這造成在圖2中所示的 狀態(tài)，因為電極71已取出，不會由于廢鋼的掉入造成電極損壞。
在卸料后廢鋼柱不會高到阻礙指狀擋條31轉(zhuǎn)回到關(guān)閉位置的程度。 因此卸空的料筐32立即關(guān)閉，并通過相應地開動交換裝置33由下 一個裝滿的料筐32代替。為了這種替換，抽氣罩50和料筐32抬起，然 后交換裝置33的懸臂34繞鉛垂的轉(zhuǎn)軸35旋轉(zhuǎn)180°，然后裝滿的料筐 32和抽氣罩50向凸臺40方向(見圖3中的箭頭B)下降。在這之間的 時間內(nèi)電極71重新下降到下爐缸內(nèi)，并在第二個料筐32到達其位置后， 給電極供電，以使來自第一個廢鋼筐中的爐料熔化。在料筐繞軸35旋轉(zhuǎn)運動(回轉(zhuǎn)運動)時電極裝置70不沿水平方向 離開凸臺40或料筐32。如前面已經(jīng)說明的那樣，在料筐做得在水平方向 具有矩形橫截面時要不角部在回轉(zhuǎn)運動時正好不碰到電極，要不料筐首 先沿水平方向背離電極裝置70移動這么遠(通過水平運動或繞水平軸36 回轉(zhuǎn))，直至在回轉(zhuǎn)運動時角部不再與電極裝置70干涉。作為另一種選 擇至少料篋32的朝向電極的側(cè)壁具有曲率半徑為R的凸出形狀，它正好 不和電極裝置70干涉。在所有三種情況下防止電極裝置70必須沿水平 方向背離凸臺40運動。
在來自第一個料筐的爐料熔化時定位在裝料裝置42上方的第二個料 筐32內(nèi)的爐料以同樣的方法預熱。
如果來自第一個料筐的爐料已經(jīng)熔化，那么來自第二個料筐的爐料 在電極71再次從爐缸中拔出后(以避免由于掉入的廢鋼而損壞)便通過 開啟指狀擋條31裝入下爐缸內(nèi)。
因為在爐缸下部ll內(nèi)存在較大的熔池，第二批爐料的廢鋼朝沿水平 方向背向凸臺40的爐缸側(cè)面方向浮動，使得散料柱達不到在圖2中所示 的高度，而是要低得多。
現(xiàn)在再次抬起空的料篋32和抽氣罩50,并且用在此期間通過起重機 90放在另一條懸臂34上的滿的料筐32代替空的料筐32。這樣在第二批 爐料熔化時已經(jīng)打算用于下一次熔化過程的下一批爐料得到預熱。
現(xiàn)在起在電極71重新下降以后第二批爐料^^熔化，因此在此后存在 一熔池，它由第一和第二批爐料構(gòu)成。
在所述實施形式中下爐缸和廢鋼篋設計成這樣，使得兩批爐料足以 裝滿爐子。當然也可以這樣地改變下爐缸相應的尺寸，使得一次裝載總 裝載量的三分之一或其他的分數(shù)值。
在交換料筐時裝料口 42向上張開。在這種狀態(tài)下通過抽氣口 41抽 出約40至50%的廢氣。其余廢氣由于其溫度向上升，并且絕大部分通過 上面的抽氣罩50捕獲，殘留的廢氣到達頂蓋抽氣裝置IOO (見圖9)。
與普通豎爐相比通過抽氣口 41和上部的抽氣罩50大大減小頂蓋抽 氣裝置100的負荷，如后面要說明的那樣。在來自熔化的第一批和第二批爐料的熔池精煉階段后以普通方法出鋼。
然后重復上述運行過程。
如果不能通過交換廢鋼筐工作，例如由于4務理工作，那么按本發(fā)明
實施形式的電弧爐可以用第二種構(gòu)形工作，它在圖5至8中畫出，以這 種構(gòu)形工作與普通電弧爐的工作沒有區(qū)別。因此這里不再加以說明。
可能性使得可以有以下優(yōu)點。
由于在凸臺40上方料篋32停留的時間較短(在熔化過程時約20分 鐘)和其通過在其他位置裝載爐料的另一個料筐更換，指狀擋條31和側(cè) 壁37的熱負荷小到可以不用水冷卻。
由于代替普通的爐身釆用可交換的料筐32并因此在裝料時不必像普 通的那樣從上方將待裝料的廢鋼的總量一次裝入爐身，而是在廢鋼場地 在料筐內(nèi)裝入較小的份量的這樣一種事實，大大減小了待裝料廢鋼向指 狀擋條31的方向的下落高度，同時也大大減小裝入料篋的爐料量。因此 可以不需要高成本地支承指狀檔條，這促使結(jié)構(gòu)減小，并大大節(jié)省費用， 因為可以放棄指狀擋條和側(cè)壁的水冷，同時也不會出現(xiàn)由于掉下的廢鋼 造成的泄漏問題。
用在處理廢鋼的鋼鐵廠中反正存在的廢鋼筐代替料筐32，因此在這 方面不形成額外費用。
在普通的豎爐時也需要，為了修理的目的使爐身具備行駛的可能性。 這個功能由交換裝置一起承擔，因此不形成值得一提的額外費用。
在普通豎爐中在熔化開始時廢鋼柱一直伸到爐身內(nèi)。因此一方面使 廢氣通過廢鋼柱冷卻，另 一方面不存在充分利用在爐中始終存在的熱量 來調(diào)節(jié)廢氣溫度和/或廢氣成分的可能性。
通過在凸臺40內(nèi)始終存在的、其中存在排氣口 41和用于燃料和/或 氧氣的噴嘴的空腔，可以用簡單的方法在熔化過程中的任何時刻控制和 調(diào)節(jié)廢氣成分，如果例如廢氣溫度，特別是由抽氣罩50和頂蓋抽氣裝置 100接收的那部分廢氣的溫度太低的話，那么可以通過在它上面始終保持
17的約500。C的燃燒溫度的廢鋼柱(僅僅由于廢鋼的預熱便已經(jīng)達到約 500°C )通過吹入煤粉和/或氧氣產(chǎn)生熱的廢氣，它通過抽氣口 41和排氣 管61輸入后續(xù)燃燒室60,后續(xù)燃燒室具有廢氣分析儀，因此可以由控制 裝置通過調(diào)節(jié)燃料、氧氣的輸入和閥門64和65的位置，調(diào)整在后續(xù)燃 燒室60內(nèi)待后續(xù)燃燒的廢氣的最佳成分。用同樣的方法例如通過吹入氧 氣到凸臺40中可以消除所謂的CO覆蓋表層。
上面已經(jīng)討論了通過料篋32的水平可交換性造成的在爐子上方結(jié)構(gòu) 高度的節(jié)省。
與普通電弧爐相比廢氣凈化的總功率可以減小約60%，因為絕大部 分逸出的廢氣通過抽氣口 41和抽氣罩50，當然是在沒有料富32的情況 下，接收。
由于沒有爐身的支承底座，料筐32可以放在離電極裝置70近得多 的地方。由此造成，在普通豎爐時必要的馬蹄形可以大大減小成在能量 方面和結(jié)構(gòu)方面更合理的圓形。
權(quán)利要求
1.冶金爐，具有一爐缸(10)，一用于爐缸(10)的頂蓋(20)，一用來將待熔化的爐料裝入爐缸(10)的裝料設備(30)，該裝料設備具有一可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)(31)和一用來容納爐料的容積(C)，和一凸臺(40)，它具有裝料口(42)并安裝在頂蓋(20)或爐缸(10)上，其中，爐子具有一最大裝料高度(H2)，其中，所述可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)(31)能夠回轉(zhuǎn)到凸臺(40)中，從而進行爐料裝料，所述關(guān)斷機構(gòu)(31)的回轉(zhuǎn)區(qū)位于最大裝料高度(H2)之上，其中，裝料設備(30)具有至少兩個自支承的料筐(32)，所述料筐設計成可更換地用作冶金爐的爐身且能夠可移走地定位在凸臺(40)上方，其中每個料筐(32)分別具有一內(nèi)腔和用來容納爐料的容積(C)，其中每個料筐(32)的關(guān)斷機構(gòu)(31)設計用來在料筐(32)的底面上關(guān)閉或開啟內(nèi)腔，其中，設有一用于位于凸臺(40)上方的料筐(32)交換和定位的交換裝置(33)。
2. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為 在凸臺(40)上設有抽氣口 (41)。
3. 按權(quán)利要求2所述的冶金爐，其特征為 抽氣口 (41)設置在關(guān)斷機構(gòu)的回轉(zhuǎn)區(qū)之下。
4. 按權(quán)利要求2所述的冶金爐，其特征為 抽氣口 (41)設置在最大裝料高度(H2)之上。
5. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為 自支承的料筐(32)的內(nèi)側(cè)壁用儲熱板加襯。
6. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為裝在自支承的料筐(32)上的關(guān)斷機構(gòu)(31)設計成許多可回轉(zhuǎn)的 指狀擋條(31)，這些指狀擋條鉸接在料富側(cè)壁下面。
7. 按權(quán)利要求6所述的冶金爐，其特征為 指狀擋條是具有最小直徑為100mm的鋼條。
8. 按權(quán)利要求6所述的冶金爐，其特征為關(guān)斷機構(gòu)(31)可通過 一裝在自支承的料篋(32)上的執(zhí)行機構(gòu)(35)回轉(zhuǎn)，以開啟和關(guān)閉料篋 的底面。
9. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為 裝料口 (42)可通過蓋板(43)關(guān)閉。
10. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為有一抽氣裝置(50),它設置在裝料設備(30)上方凸臺(40)的 垂直延長線上，并用來抽吸通過凸臺(40)向上升的廢氣。
11. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為 有一用來將燃料和/或氧氣輸入凸臺(40)的裝置。
12. 按權(quán)利要求l所述的冶金爐，其特征為 有一用于爐子廢氣中的有害物質(zhì)后續(xù)燃燒的后續(xù)燃燒室(60)。
13. 按權(quán)利要求12所述的冶金爐，其特征為 一在后續(xù)燃燒室上的廢氣分析儀，和一控制裝置，該控制裝置與廢氣分析儀和用來輸入燃料和/或氧氣的 裝置連接，其中控制裝置作為對廢氣分析儀分析結(jié)果的反應而控制用來輸入燃 料和/或氧氣的裝置，并且將廢氣溫度調(diào)節(jié)到預定值，和/或作為對預定種 類廢氣的反應而進行燃料輸入和/或氧氣輸入。
14. 按權(quán)利要求5所述的冶金爐，其特征為 自支承的料筐(32)的內(nèi)側(cè)壁用鑄it^加襯。
15. 按權(quán)利要求ll所述的冶金爐，其特征為 所述燃料為煤粉。
16. 按權(quán)利要求3所述的冶金爐，其特征為 抽氣口 (41)設置在最大裝料高度(H2)之上。
17. 按權(quán)利要求1至16之任一項所述的冶金爐，其特征為 裝料設備具有一用于一個或多個自支承料筐交換和定位的交換裝置(33)，該交換裝置使一定位在凸臺(40)上方的料篋在水平平面和/或垂 直平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，以進行交換和定位。
18. 按權(quán)利要求17所述的冶金爐，其特征為 所述交換裝置(33 )具有一轉(zhuǎn)塔。
19. 按權(quán)利要求18所述的料筐，其特征為所述轉(zhuǎn)塔具有兩個繞轉(zhuǎn)塔的鉛垂轉(zhuǎn)軸錯開180。的懸臂(34)，所述 懸臂分別設計用來固定一個料筐(32)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冶金爐，具有一爐缸(10)；一用于爐缸的頂蓋(20)；一用來將待熔化爐料裝入爐缸的裝料設備(30)，裝料設備具有一可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)(31)和一用來容納爐料的容積(C)；和一具有裝料口(42)并安裝在頂蓋或爐缸上的凸臺(40)；其中爐子具有一最大裝料高度(H2)；可回轉(zhuǎn)的關(guān)斷機構(gòu)能回轉(zhuǎn)到凸臺中，進行爐料裝料，關(guān)斷機構(gòu)的回轉(zhuǎn)區(qū)位于最大裝料高度之上；裝料設備具有至少兩個自支承的料筐(32)，料筐可更換地用作冶金爐的爐身且能夠可移走地定位在凸臺上方，其中每個料筐分別具有一內(nèi)腔和用來容納爐料的容積，其中每個料筐的關(guān)斷機構(gòu)用來在料筐的底面上關(guān)閉或開啟內(nèi)腔；設有一用于位于凸臺上方的料筐交換和定位的交換裝置。
文檔編號C21C5/52GK101586908SQ20081018375
公開日2009年11月25日 申請日期2002年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月20日
發(fā)明者格哈德·富克斯 申請人:西門子Vai金屬技術(shù)有限公司