專利名稱：電弧冶金爐除渣門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有除渣門的電弧冶金爐，根據(jù)實施例所述除渣門包括下部可動板，所述下部可動板作為爐渣移除器和廢料推動器；和頂部可動板，所述頂部可動板能夠被打開以在熔融金屬上執(zhí)行備注(remarks)和介入(interventions)；和除渣門的相關(guān)控制裝置。
背景技術(shù)：
鋼的生產(chǎn)循環(huán)是公知的，遵循次級鋼制造方法，該方法使用廢鐵用于再生并且獲得新鋼。制造次級鋼的核心是電弧爐(EAF)，其中廢料是熔融的。普通的電弧爐基本上包括由用于收集鋼液的熔化鍋組成的爐身，能打開的頂蓋， 下降通過頂蓋的三個電極、和煙氣設(shè)備(fume plant)。在電弧爐中設(shè)置有除渣門，所述除渣門通常位于爐身的豎直壁上，并和爐的內(nèi)部通過隧道相通。這樣的除渣門用于周期性地移除爐渣，以及用于其他活動，例如裝載添加物、采集樣品、測量溫度、插入孔口和氧氣噴射器，以及用于檢測爐的內(nèi)部。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的爐在W02006/016201A中得到公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及優(yōu)化爐渣移除操作(如果有的話，所述爐渣往往堆積在隧道中，或者堆積在除渣門的入口處)，以及分離濺射到除渣門的閉合板上的爐渣飛濺物，并且涉及推動堆積在隧道上的廢料，以允許容易進(jìn)入爐的內(nèi)部和看到爐的內(nèi)部。爐渣移除系統(tǒng)是已經(jīng)公知的，所述爐渣移除系統(tǒng)由水平移動的推動元件或者水平搖擺臂(雖然其效率不高)、以及除渣門的豎直運動閉合板制成，而在所述除渣門上的爐渣分離作用不理想。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備，所述設(shè)備執(zhí)行爐渣移除、入口清潔和廢料推動動作、以及爐渣從除渣門的頂部閉合板的分離，這消除現(xiàn)有技術(shù)的全部缺陷，并且優(yōu)化所述操作。根據(jù)一個示例，這樣的目的和這樣的任務(wù)在電弧爐中實現(xiàn)，所述電弧爐具有冷卻的除渣門，所述除渣門由也進(jìn)行冷卻的下部可動除渣板和頂部可動板形成，所述下部可動除渣板和頂部可動板易于能夠進(jìn)行熔融金屬的若干清潔和控制操作、添加添加劑和氧氣、 以及需要進(jìn)入熔化鍋的其他操作。特別地，這樣的頂部板向外稍微傾斜并且適于朝向爐的外側(cè)和向上移動自身，而基本上保持相對于爐壁的這個傾斜。在作用于板的軸承承載器板上的任何合適的致動器的作用下，頂部板沿著傾斜的引導(dǎo)件滑動。該運動能夠簡單地通過液壓缸或在齒圈上滑動的鏈來獲得。鏈和齒圈由使運動完整和同步的傳動軸連接。由于刮刀的作用，頂部板向外和向上的運動使?fàn)t渣分離，所述爐渣在金屬熔化過程中飛濺到其上。形成真正除渣門的下部板作為挖掘元件，依次沿著水平軸線執(zhí)行復(fù)合擺動運動，以深入爐內(nèi)部、停留在爐渣上、然后往回移動，由此向外拖所述爐渣。重復(fù)這樣的挖掘運動， 直到爐渣被完全移除。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，能夠倒轉(zhuǎn)挖掘運動，以反過來執(zhí)行進(jìn)入爐內(nèi)的推動動作，以清理堵塞入口的材料，例如廢料。除渣門的下部板通過由另一液壓致動器致動的非等邊平行四邊形來進(jìn)行操作。液壓致動器可根據(jù)需要包括一個或多個具有或不具有制動器的液壓缸或液壓發(fā)動機。


參考以下附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將從若干實施例的描述中變得更明顯， 所述實施例在下文只作為示例，而沒有限制性，其中圖1A-1H用截面?zhèn)纫晥D、以分離飛濺在除渣門的雙下部板上的爐渣和從爐中移除爐渣的若干步驟顯示電弧冶金爐除渣門的關(guān)閉和打開設(shè)備的示范性實施例；圖2顯示除渣門的所述關(guān)閉設(shè)備的前視圖；圖3-4分別顯示用于操作板和桿平行四邊形的鏈和齒圈驅(qū)動的側(cè)視圖和剖視圖， 所述桿平行四邊形操作雙下部除渣板；圖5A-5B用截面?zhèn)纫晥D、以運動的各種步驟顯示電弧冶金爐除渣門的關(guān)閉和打開設(shè)備的其他示范性實施例。圖6以立體圖顯示包括根據(jù)本發(fā)明其他實施例的出渣門的冶金爐；圖7以截面?zhèn)纫晥D顯示根據(jù)其他實施例的電弧冶金爐除渣門的關(guān)閉和打開設(shè)備。
具體實施例方式電弧爐包括(用一種本身公知的方式，并且因此未被示出)爐身，所述爐身在水平軸線上由搖擺熔化鍋形成、涂覆有耐火材料并且適于包含鋼液；頂蓋，所述頂蓋能被打開、適于覆蓋熔化鍋并且允許裝載廢料團(tuán)塊；多個電極，所述電極適于熔化廢料團(tuán)塊；和用于將熔化鍋安放于底座上的裝置。參見圖1A-1H，多個冷卻管板(pipe panel)用12表示，其覆蓋爐身內(nèi)襯。在爐的前部分，設(shè)置由冷卻管覆蓋的較短熔融金屬出鋼隧道(tapping tunnel) 14。根據(jù)本發(fā)明的實施例，這樣的較短出鋼隧道14在熔融過程中下部部分由下部板16和頂部板18中的根據(jù)本發(fā)明的除渣門裂口(slagging door split)關(guān)閉，所述下部板和頂部板均由冷卻過的元件形成，例如多個水循環(huán)冷卻管。頂部板18形成控制和調(diào)整熔融團(tuán)塊的特性的板，而下部板16起移除爐渣、推動廢料的作用，并且當(dāng)然還起到配合關(guān)閉出鋼隧道的作用。上部和下部板安裝在框架20上，所述框架支撐傾斜的引導(dǎo)件22。頂部板18安裝在承載器20上，所述承載器在引導(dǎo)件22上滑動。承載器20由致動器移動，在一個完全示范性實施例里，所述致動器可包括兩個等邊的上升和下降系統(tǒng)，每個所述上升和下降系統(tǒng)由鏈21形成，所述鏈在齒圈23和25上滑動，并且一方面連接到鉸接在缸四上的桿27，在另一方面連接在承載器20上(附圖4)。齒圈由使其運動完整且同步的傳動軸連接。傳動軸優(yōu)選地由包括發(fā)動機和齒輪減速器的單元致動。根據(jù)其他實施例， 承載器20由連接其自身的一個或多個缸進(jìn)行操作(圖7)。頂部板18能從關(guān)閉位置(圖 1A)移動到打開位置(圖1B)，也能處于中間位置。 當(dāng)由承載器20支撐的頂部板18從關(guān)閉位置移動到打開位置時，刮刀M在板18表面附近拖動，由此頂部板18被清除掉最終沉積的爐渣，結(jié)果，相對于爐內(nèi)壁的向上和向外的傾斜平移運動使?fàn)t渣從爐內(nèi)壁分開，所述爐渣是在熔融操作過程中飛濺到爐內(nèi)壁上的。下部板16包括最后涂覆陶瓷的單個銅壁。根據(jù)附圖示出的一個特別示范性、但非限制性的實施例，在這種情況下，下部板16由外壁16A和內(nèi)壁16B形成，所述外壁16A和內(nèi)壁16B彼此面對并且彼此由水冷卻管的線圈16C分開。壁16A和16B均由金屬制成(優(yōu)選是銅)，且最后具有陶瓷涂層。當(dāng)然，板16的內(nèi)表面必須能經(jīng)受與爐渣的接觸、并且防止?fàn)t渣粘著。板16的下部部分設(shè)置有優(yōu)選由鋼制成且具有清潔作用的金屬元件，原因在于所述金屬元件將作用在爐渣上用于移除爐渣，且其能夠執(zhí)行用于推動和移開保持在除渣門平面上爐渣的操作。根據(jù)任何液壓致動器(例如，缸或者制動器液壓發(fā)動機)的指令，下部板16能夠執(zhí)行類似于由挖泥機執(zhí)行的復(fù)合運動。然而，這樣的致動器顯示在附圖中，并且其將在一個示范性實施例中采用中心液壓缸35的形式進(jìn)行公開。板16由包括托架30的鉸接桿平行四邊形支撐，兩根桿在所述托架30上樞轉(zhuǎn)、彼此隔開且具有不同的長度32和34。較短桿 34在滑動件沈上樞轉(zhuǎn)，且較長桿32也樞接到所述滑動件沈上。沿著向上和向外傾斜的引導(dǎo)件22移動滑動件沈，會使下部板16、以及因此由若干根桿形成的平行四邊形處于若干位置。在每個位置(假定是關(guān)閉，清潔和除渣位置)，板16能夠獨立于頂部板18被移動。當(dāng)下部板16進(jìn)行爐渣挖掘運動時，頂部板18仍然在關(guān)閉位置。刮擦操作可水平執(zhí)行，從左到右(移除爐渣)和從右到左(清除，即，將待移進(jìn)熔化鍋內(nèi)的材料向內(nèi)推動)。致動器因為在保護(hù)性的封閉環(huán)境里工作，所以受到熱輻射和粉狀物的保護(hù)?，F(xiàn)在將要公開作為爐渣移除裝置的設(shè)備的操作。某物利用主液動致動器四從具有關(guān)閉的除渣門的圖IA(操作1)中的位置運動到除渣門最大打開的圖2B(操作2、中的位置，所述主液動致動器實現(xiàn)整個除渣門的快速移動直到最大打開位置。工作循環(huán)(duty cycle)將必須控制爐渣移除下部板的單個傳動缸35 處于預(yù)置的回縮(retracted)位置，而當(dāng)這樣的缸在預(yù)定值上抽出(extracted)時，必須防止其打開?？紤]這方面的原因，可以設(shè)置安全塊間(inter-blocks)和合適的控制器，以適于在根據(jù)已知技術(shù)的干擾情況下防止損壞。根據(jù)與頂部板軸線不同的軸線實現(xiàn)下部板16的運動。在這樣的操作過程中，下部板遠(yuǎn)離爐身壁和下方的較短隧道運動，允許容易地分離可能卡在隧道上的爐渣，由此能夠容易地將除渣門打開(圖1C)成半開的除渣門(操作3)，其中，下部和頂部板16和18處于中間豎直位置，且下部板16關(guān)閉除渣門的頂部部分。這樣的運動通過主致動器執(zhí)行，例如，通過操作用于移動頂部板的一對液壓缸29，隨后整個除渣門部分打開，直到到達(dá)操作員要求的位置處。圖ID顯示下部板16 (操作4)從關(guān)閉位置開始的可能運動。圖IE(操作5)顯示下部板16從關(guān)閉位置移動到打開位置。這個位置只用于移除爐瘤。在圖IF和IG(清潔循環(huán)的操作6和7)中，主致動器降低下部板16，以開始清除操作，向前推動(圖1F)或向后推動(圖1G)清潔下部板16。這個運動由下部缸執(zhí)行。最后，當(dāng)操作6和7被重復(fù)多次后，或者直到取得所需的爐渣移除結(jié)果后，回到開始位置，表示為圖IH中。這樣的循環(huán)可以在不同的高度和位置處實現(xiàn)。用于執(zhí)行爐渣移除的指令可手動或者自動實現(xiàn)。通過手動指令，操作者驅(qū)動門，執(zhí)行爐渣刮擦或者挖掘操作，使下部板保持與爐渣接觸，以防止其撞擊框架，即，當(dāng)其上安裝有聯(lián)動(linkage)的滑動承載器在某一高度上方時，防止單個缸35被抽出。采用自動清潔循環(huán)，以避免錯誤或者危險的操作，并且這樣的循環(huán)僅在頂部板完全打開之后可操作。其包括以下步驟1-接近下部板16，直到與爐渣接觸，通過壓力傳感器和編碼器發(fā)出信號；2-當(dāng)與爐渣接觸時，釋放所述除渣板16 ；3-通過在回縮中致動單個缸，移除所述爐渣；4-稍微地上升并且完全抽出單個缸；5-當(dāng)與爐渣接觸時，釋放除渣板；6-第二次移除爐渣，在回縮中操作雙缸；7-重復(fù)步驟5，6和7，直到通過運動到除渣門的關(guān)閉位置已完全移除爐渣。類似地，可以采用將廢料推進(jìn)爐內(nèi)部的自動循環(huán)，其包括以下步驟1-將下部板16定位在關(guān)閉位置，將頂部板18保持在打開位置或接近打開位置的位置；2-把下部板16插進(jìn)爐內(nèi)部，推動最終積累的廢料；3-將下部板16返回到步驟1的位置；4-將頂部板18降低在關(guān)閉位置或者接近關(guān)閉位置的位置；5-把下部板16插進(jìn)爐內(nèi)部，推動最終積累的廢料；6-將下部板16返回到步驟3的位置。需要注意的是，向下的運動由于重力作用而發(fā)生(即使可設(shè)置合適的傳動液壓系統(tǒng))，所述重力允許除渣門被關(guān)閉，也是當(dāng)部分爐渣保持在除渣門平面上時。頂部板的液壓傳動致動器系統(tǒng)的一對缸四由單個比例閥致動。驅(qū)動除渣門的下部板的單個缸由單個比例閥驅(qū)動。本發(fā)明的另一優(yōu)點是利用基本上水平的爐來控制從爐中泄漏爐渣的可能性，特別是在泡沫爐渣(即，從由純碳氧化反應(yīng)產(chǎn)生的填充一氧化碳?xì)馀莸臓t渣)的生產(chǎn)過程中，所述泡沫爐渣在浴槽中被噴射，同時噴射氧氣，所述基本上水平的爐作用在下部板16的打開角度上，以保證爐渣的可控泄漏，憑此，下部板16起到用于控制泄漏的爐渣流的某種閥門的作用。還需要注意的是，建立這臺設(shè)備要求在爐壁上存在隧道。這條隧道將有等于大約 180毫米直徑的深度，所述直徑大約是冷卻管的直徑的兩倍。如前所述，當(dāng)從爐的內(nèi)部向外部指引時，下部板16的運動可有利地用于移除最終積累在隧道上的爐渣或者通過在爐內(nèi)推動其進(jìn)入熔化鍋的不完全熔融的廢料。這個方面參考附圖5A-5B能更好理解。在圖5A中，下部板16和頂部板18都在關(guān)閉位置。通過操作控制其的液壓致動器35，可以使下部板16朝爐的內(nèi)部移動，即圖5A從右向左。作為這次運動的結(jié)果，下部板沿著隧道移向這個爐的內(nèi)部(圖5B)。下部板跟隨與參考用作爐渣移除裝置所描述的運動過程中跟隨的軌跡相同的軌跡，即類似于挖泥機的軌跡。用這樣的方式，最終保持在隧道上的爐渣或廢料被推進(jìn)熔化鍋，并且能夠在其中熔化。需要注意的是，下部板16能在爐內(nèi)部從關(guān)閉位置跟隨較長距離的路徑。優(yōu)選地，下部板16能從關(guān)閉位置進(jìn)入爐中500-600毫米。根據(jù)一個實施例，頂部板18側(cè)上升和下降系統(tǒng)至少部分地裝在例如由金屬片做成的殼體36中(圖6)。例如，這樣的結(jié)構(gòu)避免頂部板18的運動機構(gòu)中產(chǎn)生結(jié)垢(例如由于熔融物料的飛濺或者由于爐渣本身)，并且因此避免在其運動過程中的阻塞。特別地，其中在頂部板16、承載器20和傾斜的引導(dǎo)件22之間發(fā)生相對運動、且能夠設(shè)置適當(dāng)?shù)妮S承 (其最好只布置在傾斜的引導(dǎo)件22的外側(cè))的區(qū)域被布置在殼體36內(nèi)部，以使得其中發(fā)生頂部板的運動的區(qū)域不與外側(cè)相接觸，并且因此基本上保持沒有雜質(zhì)。優(yōu)選地，用于傳動軸的運動的發(fā)動機齒輪減速器單元安放在其他殼體內(nèi)部，所述傳動軸致動頂部板18。根據(jù)一個可能的實施例，致動下部板16的缸35也裝在其他殼體內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的一個可能的實施例，下部板16是后側(cè)水冷的。為此目的，能夠設(shè)置與下部板相關(guān)聯(lián)的冷卻護(hù)蓋37。此冷卻護(hù)蓋37能包括合適允許最終積累在其上的灰塵或者污垢掉落并被消除的孔。很顯然，僅公開了本發(fā)明的電弧爐的若干特定實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)Υ俗龀鏊斜匾母膭右赃m應(yīng)特定的應(yīng)用場合，而不會背離下列權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電弧冶金爐除渣門，其包括可動爐渣移除下部板(16)和可動頂部板(18)，所述可動頂部板能夠被打開以在熔融金屬上執(zhí)行備注和介入，其特征在于所述可動頂部板(18)和下方的所述可動下部板(16)被安放在通往熔化鍋的隧道的前面，并且被安放在用于關(guān)閉所述隧道的所述除渣門的前面；所述頂部板(18)和下部板(16)基本上豎直對齊，所述除渣門的頂部板(18)向外傾斜、并且適于朝向爐外側(cè)和向上移動自身，同時基本上相對于爐壁保持這樣的傾斜，和所述除渣門的下部板(16)易于執(zhí)行與挖泥機類似的運動，即部分地上升和部分地下降，部分地推進(jìn)進(jìn)入爐內(nèi)和部分地回到爐外，以用于移除爐熔化鍋中存在的爐渣和將各種材料推進(jìn)爐內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述頂部板(18)和下部板 (16)的運動能夠根據(jù)需要獨立進(jìn)行或同時進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1和2所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，除渣門控制設(shè)備包括連接到所述頂部板(18)和下部板(16)的液壓致動裝置09，35)，所述液壓致動裝置通過聯(lián)動系統(tǒng)作用在所述頂部板和下部板上。
4.如權(quán)利要求1-3所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述頂部板(18)由第一液壓致動器09)驅(qū)動，而所述下部板由第二液壓致動器(3 驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求1-4所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，操作所述頂部板(18)的第一液壓致動器09)包括可操作地連接到承載器OO)上的一個或多個液壓缸(40)，所述承載器能夠沿著向上和向外傾斜的引導(dǎo)件0 滑動，或者所述液壓缸連接到桿，所述桿依次連接到在一對齒圈(23,2 上通過的鏈的一端，所述鏈的另一端固定于能夠沿著向上和向外傾斜的引導(dǎo)件02)滑動的承載器OO)上。
6.如權(quán)利要求1-5所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，驅(qū)動所述下部板(16)的致動器通過由托架(30)形成的桿平行四邊形連接到所述下部板上，所述托架固定到所述下部板上，兩根不同長度的桿(32，34)鉸接到所述托架(30)上，所述桿中的每一個的另一端部在于不同的高度處彼此間隔開的點處、在易于在傾斜的引導(dǎo)件02)中滑動的滑動件 (26)上樞轉(zhuǎn)，所述滑動件被向上和向外引導(dǎo)，憑此，所述頂部板能夠執(zhí)行向上的運動、朝向爐的內(nèi)部的運動、向下與爐渣接觸的運動、以及遠(yuǎn)離爐運動撤回以移除爐渣的循環(huán)，所述循環(huán)能被重復(fù)若干次直到整個爐渣完全被移除，并且最后以所述隧道的入口的下部部分的關(guān)閉作為結(jié)束。
7.如前述權(quán)利要求所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，在鄰近所述頂部板(18)的頂側(cè)的爐框架上，設(shè)置水平的刮刀元件，所述刮刀元件易于在所述頂部板的向上和向外的運動過程中接合所述頂部板的內(nèi)壁。
8.如權(quán)利要求1-7所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述下部板由內(nèi)部金屬壁和外部金屬壁形成，在所述內(nèi)部金屬壁和所述外部金屬壁之間布置有冷卻管道或冷卻導(dǎo)管的線圈，內(nèi)部和外部壁這兩個壁的下部部分具有金屬刮擦元件。
9.如權(quán)利要求1-7所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述下部板由至少在其一側(cè)涂覆有陶瓷的單塊的冷卻銅或者鋼形成，所述單塊的冷卻銅或者鋼的下部部分具有金屬刮擦元件。
10.如前述權(quán)利要求所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述下部板(16)能夠朝向爐內(nèi)部的位置運動，例如作為爐渣或廢料推動器。
11.一種電弧冶金爐除渣門，其包括第一可動板(16)，所述第一可動板被安放在爐熔化鍋的入口前，其特征在于，所述電弧冶金爐除渣門包括用于所述第一板(16)的第一致動器裝置(35)，所述第一致動器裝置易于移動所述第一板，并且允許所述第一板的上升運動、 下降運動、在爐內(nèi)部推進(jìn)的運動和回到爐外側(cè)的運動，以實現(xiàn)移除在爐熔化鍋中和/或在入口附近豎起的爐渣。
12.如前述權(quán)利要求所述的電弧冶金爐除渣門，其特征在于，所述第一可動板(16)能夠朝向爐內(nèi)部的位置移動，例如用作爐渣或廢料推動器。
13.如權(quán)利要求11或12所述的電弧冶金爐除渣門，其還包括安放在爐熔化鍋的入口前的第二可動板(18)和用于向爐的外側(cè)和向上移動所述第二可動板(18)的第二致動器裝置 (29)。
14.一種電弧冶金爐，其包括設(shè)置有入口的熔化鍋，并且特征在于，所述電弧冶金爐包括根據(jù)權(quán)利要求11或12或13制成的除渣門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電弧冶金爐除渣門，其包括下部爐渣移除-推動可動板(16)和頂部可動板(18)，頂部可動板能夠被打開以執(zhí)行在熔融金屬上的備注和介入，其特征在于頂部可動板(18)和下方的下部可動板(16)被安放在通往熔化鍋的較短隧道前面，并且被安放在用于關(guān)閉較短隧道的除渣門前面；除渣門的頂部板(18)稍微向外傾斜，并且適于相對于爐向外和向上移動自身，而基本上相對于爐壁保持這樣的傾斜，和除渣門的下部板(16)易于執(zhí)行與挖泥機類似的運動，即部分地上升和部分地下降，部分地推進(jìn)進(jìn)入爐內(nèi)和部分地回到爐外，以用于移除爐熔化鍋中存在的爐渣和將各種材料推進(jìn)爐內(nèi)。
文檔編號F27D3/15GK102326045SQ201080008305
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者B·魯貝奧, S·米亞尼 申請人:Sms康卡斯特意大利股份公司