CN100465292C - 旋转钢包精炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转钢包精炼炉，包括用于盛放钢水的钢包，及设置钢包的工位，所述的钢包工位数至少包括有吊包工位、加热工位和镇静工位三个工位数，这些工位分别设置在钢包回转装置的四周，钢包回转装置包括中心主轴，设置在中心主轴上的若干对旋转臂，以及设置在旋转臂端部下方的走轮，需要移动的钢包分别设置在成对的旋转臂上，旋转臂的对数比工位数少一个；其优点为：该装置结构紧凑、功能强，由于设置了多个钢包工位及旋转臂，因此其工作效率明显提高；在冶炼优质钢材时，可使它实现与前后道之间的时间匹配，充分发挥生产设备的潜能。

Description

旋转钢包精炼炉

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种采用电弧炉、转炉进行炼钢时使用的旋转钢包精炼炉。

背景技术

现有的炼钢生产过程中，通常采用“转炉或电炉炼钢初炼炉——钢包精炼炉——真空处理炉——连铸机”的生产线，为了高效、低耗和稳定地冶炼出优质钢材，钢包精炼炉在此生产线中已成为不可缺少的关键设备。钢包精炼炉在炼钢过程中主要具有以下一些功能与作用：一、对钢液的温度控制：通过对钢液的电弧加热，调整钢液温度，以满足后续工序的要求，如后续的真空处理、连铸加工对钢液温度的要求；二、对钢液的成份控制：通过向钢液内补加合金，调整钢液成份，以满足不同品种的钢对化学成分的要求；三、钢液的脱氧和脱硫：通过添加脱氧剂和各种渣料，控制炉渣成分，进行钢液的脱氧和脱硫，以满足不同品种的钢对氧和硫含量的要求；四、钢液的深脱硫：通过钢包底部透气砖向钢液中吹氩气进行搅拌，强化钢液与炉渣之间的混合和反应，使钢液快速脱硫和深度脱硫，以满足某些特种钢材对含硫量的要求；五、钢液温度和成份的均匀化：通过对钢包底部吹氩气进行搅拌，均匀钢液的温度和成份；六、对钢液中非金属夹杂物形态的控制：通过向钢液中加入一些含钙合金包芯线，对钢液中非金属夹杂物进行改性处理，以满足不对钢材对钢液浇注性能、钢材加工、使用性能的要求；七、对钢液洁净度的控制：通过对钢液底部吹氩气进行搅拌，使钢液中较大的颗粒夹杂物上浮到钢液表面，并被钢——渣界面上的炉渣吸附，净化钢液并进一步降低钢液中的含氧量，以满足不同品种钢材对钢液洁净度的要求；八、作为炼钢生产的缓冲器：可以作为非连续生产的电炉或转炉等炼钢初炼炉与连续生产的连铸机之间的钢液传输的缓冲器，使炼钢车间能够以连铸为中心组织生产，保证炼钢厂高的生产效率。

采用钢包精炼炉不仅可以精确地控制钢液的成份，对钢液进行脱氧、脱硫处理，对非金属夹杂物进行变性处理，对钢液进行软搅拌以净化钢液，而且还可以作为炼钢炉与连铸机之间的钢液缓冲站，以协调炼钢炉非连续生产和连铸机连续生产之间的矛盾，充分发挥两者的优点，加快生产节奏，提高生产效率。可见，发挥好钢包精炼炉的冶金功能，对高产、低成本和稳定地生产出高质钢铁产品具有十分重要的作用。此外，应用钢包精炼炉还可以大大提高炼钢初炼炉的产量，降低初炼炉出钢温度。对于转炉生产而言，可降低再吹率，减少钢液氧化和金属烧损；对电弧炉生产而言，可将其原有的精炼功能转移至钢包精炼炉，使生产能力大幅度提高。然而，完成钢包精炼炉这些冶金功能，需要有一定的精炼时间。在炼钢过程中，钢包精炼炉中钢液的升温、合金成份调整、脱氧和脱硫等工序及取样、测温所需的时间一般为30-40分钟；钢液喂线处理所需时间为2-3分钟；底吹氩软搅拌所需时间为10-15分钟；其它如吊包和等待的时间至少需5分钟。因此，钢包精炼炉的处理时间一般都大于45分钟。对于一些脱硫要求高，或合金加入量大，或钢液出钢温度低，或需要真空精炼，或纯净度要求高的钢，钢包精炼炉的冶炼时间则要大于50分钟。然而，转炉和超高功率电弧炉一炉钢的冶炼周期一般都不超过40分钟；连铸机一炉钢的浇注时间也小于40分钟。可见，钢包精炼炉冶炼所需时间要长于转炉或电弧炉的冶炼时间及连铸的浇注时间，从而使钢包精炼炉成为了炼钢厂高产优产的限制环节。

为了解决钢包精炼炉与炼钢炉、连铸机在时间上的不匹配，人们采用了双工位的钢包精炼炉，即一套电极加热系统，二个处理工位，将钢包精炼炉的加热和非加热处理分开。使用时，一个工位在进行加热升温处理，另一工位则可以进行喂线和软搅拌处理。有的钢厂为了保证钢包精炼炉的处理质量，甚至采用增加一个钢包精炼炉的办法，以保证足够的精炼时间。上述方法虽然能有效地协调钢包精炼炉与炼钢炉、连铸机之间的时间匹配问题，但尚不能从根本上提高钢包精炼炉的生产效率，在使用上还具有很多局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多个工位，可实现与炼钢炉、连铸机之间生产时间匹配，提高生产效率；且能方便钢包移动，移动装置结构较为简单的旋转钢包精炼炉。

本发明的进一步目的在于提供一种能方便设置在旋转臂上的旋转钢包精炼炉。

为实现本发明的目的，一种旋转钢包精炼炉，包括用于盛放钢水的钢包，及设置钢包的工位，所述的钢包工位至少包括有吊包工位、加热工位和镇静工位三个工位数，这些工位分别设置在钢包回转装置的四周，钢包回转装置包括有中心主轴，设置在中心主轴上的若干对旋转臂，以及设置在旋转臂端部下方的走轮，需要移动的钢包分别设置在成对的旋转臂上，旋转臂的对数比工位数少一个；

所述的钢包回转装置四周设置有吊包工位、等待工位、加热工位和镇静工位四个工位。

为实现本发明的进一步目的，一种旋转钢包精炼炉，还包括有：所述的钢包分别通过其两侧的耳轴设置在每对旋转臂的支撑座上。

本发明的优点为：该装置结构紧凑、功能强，由于设置了多个钢包工位及旋转臂，因此其工作效率明显提高；在冶炼优质钢材时，可使它实现与前后道之间的时间匹配，充分发挥生产设备的潜能。

下面结合附图对本发明的旋转钢包精炼炉作进一步的详细说明：

附图说明

图1为本发明一种旋转钢包精炼炉四个工位布置的示意图；

图2为一种旋转钢包精炼炉吊包工位和加热工位的结构示意图；

图3为一种四工位旋转钢包精炼炉镇静工位的结构示意图；

图4为一种四工位旋转钢包精炼炉工作时的一般操作工艺流程图；

图5为一种四工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的操作工艺流程图；

图6为一种四工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的另一操作工艺流程图；

图7为本发明另一种旋转钢包精炼炉三个工位布置的示意图；

图8为一种三工位旋转钢包精炼炉工作时的一般操作工艺流程图；

图9为一种三工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的操作工艺流程图；

图10为一种三工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的另一操作工艺流程图。

图中：1、钢包，2、吊包工位，3、加热工位，4、镇静工位，5、中心主轴，6、旋转臂，7、走轮，8、耳轴，9、支撑座，10、等待工位。

具体实施方式

下面结合附图对本发明旋转钢包精炼炉作进一步的详细说明：

如图1、2、3所示，为一种旋转钢包精炼炉，包括用于设置钢包1的四个工位，分别为吊包工位2、等待工位10、加热工位3和镇静工位4，中心主轴5设置在这四个工位的中间，三对旋转臂6分别设置在中心主轴5上，这三对可分别独立移动的旋转臂6可将钢包1移动到上述工位中的任一工位上。其中，吊包工位2的作用为：天车将待精炼处理的钢包1吊入和精炼处理完毕的钢包1吊出；等待工位10的作用为：已装载的钢包1等待精炼处理；加热工位3的作用为：电弧加热和各种合金、造渣料等加入，调整钢液温度和成分，并进行脱氧和脱硫操作；镇静工位4的作用为：喂线和软搅拌，控制其中非金属夹杂物形态和钢液洁净度。该精炼炉的吊包工位2，使其在炼钢车间的生产中始终处于待命状态，随时从上道工序——初炼炉(即转炉和电弧炉)接受钢液，并向下道工序——真空脱气炉或连铸机提供合格钢液。该精炼炉的镇静工位4与加热工位3的分离，消除了高质量钢种，特别是纯洁钢生产中，软搅拌时间不够，精炼炉工序成为生产瓶颈的问题。该精炼炉的等待工位10，使钢包1在各工位间的移动，特别使钢包1再加热更加方便。

上述的旋转钢包精炼炉有三对独立移动的旋转臂6分，别安装在中心主轴5上，旋转臂6呈一个半封闭的框架结构，由二个张开的臂组成。旋转臂6上分别设置有支撑座9，旋转臂6的下面设置有移动走轮7及其独立的驱动装置，各旋转臂6可分别绕着中心主轴5转动，同时走轮7沿着一圆形轨道作圆周运动。

在实际使用时，上述各工位都有专门的定位装置，控制各个钢包1移动到确切位置；驱动装置保证旋转臂6上的钢包1平稳地移动，各旋转臂6的旋转移动设有连锁装置，以防移动过程钢包间相互碰撞。每对旋转臂6上还分别设置有一套钢包底吹气体搅拌系统，搅拌用的惰性气体可以通过旋转接头和滑动环从旋转臂6回转轴连接到各对臂上。

本发明旋转钢包精炼炉冶炼时的基本工艺过程为：

1、钢包中的钢液经初炼后，在钢包的钢液中加入一定量的石灰等造渣料，然后由行车将该钢包吊至旋转旋转钢包精炼炉的吊包工位2，接通底吹惰性气源对钢液进行搅拌。在随后的各钢包精炼过程中，都需要对钢包进行底吹气搅拌；

2、如果钢包精炼完毕，钢包需要从镇静工位4移至吊包工位2吊出，而加热工位3仍有钢包在处理时，新吊入的钢包将从吊包工位2移至等待工位10；

3、如果加热工位3有空，不在处理钢包时，新吊入的钢包将从吊包工位2直接移至加热工位3，或从等待工位10移至加热工位3；

4、钢包在加热工位3上，钢包内的钢液在包盖下进行电弧加热升温、化渣、合金化、脱氧、脱硫、测温和取样等操作；

5、当钢液的温度和成分控制达到目标值后，钢包被移至镇静工位4；

6、钢包在镇静工位4上，在加盖条件下进行惰性气体底搅拌、喂线、测稳和取样操作，进行钢中非金属夹杂物变形处理和钢液纯净化处理；

7、如果钢夜成分需要调整，可以在镇静工位4上，通过少量添加一些合金进行成分微调；

8、如果钢液温度较低，或各种原因需要对钢液升温，可以在加热工位3有空的情况下将钢包移至加热工位3进行升温操作；或停止正在该工位进行钢包加热处理，并将该钢包移至等待工位10，然后将需要再次升温的钢包从等待工位10移至加热工位3进行处理。当钢液温度达到目标值后，将该钢包移至镇静工位4进行处理，或直接移至吊包工位2；

9、钢包在镇静工位4处理完毕后，如吊包工位2有空，可以移至吊包工位2；如吊包工位2无空，可以将该工位的钢包移至等待工位10后，再将钢包移至吊包工位2；

10、完成钢包精炼处理的钢包移至吊包工位2，脱离底吹惰性气体连接后，由天车将钢包吊离至真空脱气或连铸机。

如图4所示，为一种四工位旋转钢包精炼炉的一般操作工艺过程，为了方便描述，在本发明的图4、5、6、8、9和10中，①代表吊包工位、⑩代表等待工作、③代表加热工位、④代表镇静工位，圆圈为虚线时则代表该工位是空的，圆圈为实线时则代表该工位上有钢包在处理，1、2、3、4#炉分别代表第1、2、3、4炉钢包，以下各实施例中的工艺流程图图示含义均相同，该工艺过程包括A、B、C、D、E和F六个部骤：

A、吊包工位2接受第1炉钢包；

B、第1炉钢包从吊包工位2或等待工位10移至加热工位3，吊包工位2接受第2炉钢包；

C、第1炉钢包移至镇静工位4，第2炉钢包从吊包工位2或等待工位10移至加热工位3，吊包工位2接受第3炉钢包；

D、第1炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2，第2炉钢包从加热工位3移到镇静工位4，第3炉钢包从吊包工位2移到加热工位3；

E、第1炉钢包吊离吊包工位2；

F、吊包工位2接受第4炉钢包。

在旋转钢包精炼炉的一般操作工艺过程中，各钢包都是沿同一方向转动的。

如图5所示，为一种四工位旋转钢包精炼炉钢包再加热操作工艺过程，描述的是在镇静工位4的钢包需要再加热的工艺过程，包括A、B、C、D、E、F六个步骤：

A、第1炉钢包位于镇静工位4，第2炉钢包在加热工位3，吊包工位2接受第3炉钢包；

B、第2炉钢包从加热工位3移至等待工位10，第1炉钢包从镇静工位4移至加热工位3；

C、第1炉钢包从加热工位3移至镇静工位4，第2炉钢包从等待工位10移至加热工位3，第3炉钢包从吊包工位2移至等待工位10；

D、第1炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2，第2炉钢包从加热工位3移至镇静工位4，第3炉钢包从等待工位10移到加热工位3；

E、第1炉钢包吊离吊包工位2。

F、吊包工位2接受第4炉钢包。

其中，步骤A是一般精炼钢包位置状态，经过一系列操作，对第1炉钢包进行再加热处理后，又回到了与步骤A状态相同的步骤F，只是各工位上的钢包顺序向前推进了一位。旋转钢包精炼炉的钢包在再加热操作工艺过程，各钢包可以是沿不同方向转动的。

如图6所示，为一种四工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的另一操作工艺流程图，包括A、B、C、D、E、F、G七个步骤：

A、第1炉钢包位于吊包工位2，第2炉钢包位于镇静工位4，第3炉钢包位于加热工位3；

B、第1炉钢包从吊包工位2移至等待工位10，第2炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2，第3炉钢包从加热工位3移至镇静工位4；

C、第1炉钢包从等待工位10移至加热工位3；

D、第1炉钢包再加热完毕，从加热工位3移至等待工位10，第2炉钢包从吊包工位2移至镇静工位4，第3炉钢包从镇静工位4移至加热工位3；

E、第1炉钢包从等待工位10移至吊包工位2；

F、第1炉钢包吊离吊包工位2；

G、第4炉钢包吊入吊包工位2。

如图7所示，为另一种三工位旋转钢包精炼炉的工位布置示意图，在该实施例中省略了等待工位10，相当于将等待工位10与吊包工位2的功能合二为一，因此，该旋转钢包精炼炉的其它结构和基本工艺与前述的实施例基本相同。

如图8所示，为一种三工位旋转钢包精炼炉工作时的一般操作工艺流程图，包括A、B、C、D、E、F、G七个步骤：

A、第1炉钢包吊入吊包工位2；

B、第1炉钢包从吊包工位2移至加热工位3，第2炉钢包吊入吊包工位2；

C、第1炉钢包从加热工位3移至镇静工位4；第2炉钢包从吊包工位2移至加热工位3；

D、第1炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2；

E、第1炉钢包吊离吊包工位2；

F、第3炉钢包吊入吊包工位2；

G、第2炉钢包从加热工位3移至镇静工位4，第3炉钢包从吊包工位2移至加热工位3。

如图9所示，为一种三工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的操作工艺流程图，包括A、B、C、D、E、F、G七个步骤：

A、第1炉钢包位于镇静工位4，第2炉钢包位于加热工位3；

B、第2炉钢包从加热工位3移至吊包工位2，第1炉钢包从镇静工位4移至加热工位3；

C、第1炉钢包再加热完毕，从加热工位3移至镇静工位4，第2炉钢包从吊包工位2移至加热工位3；

D、第1炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2，第2炉钢包从加热工位3移至镇静工位4；

E、第1炉钢包吊移吊包工位2；

F、第3炉钢包吊入吊包工位2；

G、第2炉钢包从加热工位3移至镇静工位4，第3炉钢包从吊包工位2移至加热工位3。

如图10所示，为一种三工位旋转钢包精炼炉钢包再加热时的另一操作工艺流程图，包括A、B、C、D、E、F、G、H八个步骤：

A、第1炉钢包吊入吊包工位2；

B、第1炉钢包从吊包工位2移至加热工位3，第2炉钢包吊入吊包工位2；

C、第1炉钢包从加热工位3移至镇静工位4，第2炉钢包从吊包工位2移至加热工位3；

D、第1炉钢包从镇静工位4移至吊包工位2；

E、第2炉钢包从加热工位3移至镇静工位4；

F、第1炉钢包从吊包工位2移至加热工位3；

G、第1炉钢包加热完毕，从加热工位3移至吊包工位2；

H、第1炉钢包吊离吊包工位2，第3炉钢包从吊入吊包工位2。

Claims (4)

1、一种旋转钢包精炼炉，包括用于盛放钢水的钢包(1)，及设置钢包(1)的工位，其特征在于：所述的钢包(1)工位至少包括有吊包工位(2)、加热工位(3)和镇静工位(4)三个工位数，这些工位分别设置在钢包回转装置的四周，钢包回转装置包括有中心主轴(5)，设置在中心主轴(5)上的若干对旋转臂(6)，以及设置在旋转臂(6)端部下方的走轮(7)，需要移动的钢包(1)分别设置在成对的旋转臂(6)上，旋转臂(6)的对数比工位数少一个。

2、根据权利要求1所述的一种旋转钢包精炼炉，其特征在于：所述的钢包回转装置四周设置有吊包工位(2)、等待工位(10)、加热工位(3)和镇静工位(4)四个工位。

3、根据权利要求1或2所述的一种旋转钢包精炼炉，其特征在于：所述的钢包(1)分别通过其两侧的耳轴(8)设置在每对旋转臂(6)的支撑座(9)上。

4、根据权利要求1或2所述的一种旋转钢包精炼炉，其特征在于：所述的各旋转臂(6)上分别设置有一套钢包底吹气体装置。

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