CN1011339B - 冶金熔炼设备预热炉料的炉料预热器 - Google Patents

Abstract

一种冶金熔炼装置的炉料预热器包括一容纳需预热炉料的容器，其底部有一个相互间隔的栅棒组成的栅，栅棒从客器壁开口外伸，成组地装在驱动壁上，驱动臂可被驱动，在封闭位置和放开位置间移动，在封闭位置栅棒伸进容器，在放开位置栅棒退出容器。为在预热器工作中更换栅棒并减小栅棒退出容器至放开位置时塞住的炉料引起的阻力，装在支承梁上的栅棒可绕水平轴转动，在容器进口处设支架配合栅棒运动。栅棒下缘可控制栅棒退出容器时的枢轴式运动。

Description

本发明涉及冶金熔炼设备预热炉料的炉料预热器。

这种炉料预热器在已公布的联邦德国专利申请（DE-OS）2951826号中已经公开，它是用于加热炉料的，具体来说就是借助熔炼炉的废气来加热熔炼炉所用的金属废料的。因此，这种熔料预热器装在熔炼炉上，预热器的底部由一个栅组成，该栅由相互间隔开的，补助冷却的栅棒组成，这些栅棒由预热器容器壁的开口向外延伸。相互平行的栅棒分组在一框式结构中夹紧，该框式结构与栅棒一起构成一结构单元，即一个栅部。例如，这种布置可以具有两个相对设置的栅部，两栅部之间可相互接近或移远。在封闭位置，两栅部在炉料预热器的中间相互接触，保留预热器中的炉料，而当栅部向外移动进入放开位置时，最初在中间形成一间隙，然后其宽度增加因而炉料以可控的方式在中间向下落入熔炼炉。

在这种公知的炉料预热器中，栅部和框式结构可沿着轨道移动，该轨道就是为着栅部的移入和移出而设置的。栅部可以是水平的，也可以向着熔炼炉的中间稍许向下倾斜。

《金属月报（Metal    Buttetin    Monthly）》1986年10月，第47～51页中公开了一种设有炉料预热器的冶金熔炼设备，它具有三个重叠设置的预热部分。每个预热部分的下面由一栅限位，该栅可以处于封闭或放开位置。

这些栅部和驱动设施都要承受很强的机械负荷。

当把炉料放入炉料预热器时，大块金属废料常常落在栅棒上并且 对夹紧在框式结构中的栅棒产生极大的冲击载荷。框式结构及框式结构的支承结构都不得不承受这种冲击、这是预先假定了一种支承结构，它是整体结构并固定的，且要求较大的安装空间。

当一栅棒损坏时，栅部必须取下，松开把栅棒夹紧在框式结构中的装置并用新的栅棒更换损坏了的栅棒。由于炉料预热器或者炉料预热器的各个预热部分在其放开位置上不能保留炉料，所以更换栅棒时就要中断熔炼设备的工作。

炉料预热完毕，当栅部移至放开位置时，炉料压在栅部上，防止其被拉回到放开位置。如果炉料块塞在各栅棒之间，那是特别严重的问题，因此，栅部的驱动装置必须具有足够的强度。如果炉料块塞在栅棒之间，不只是栅棒，而且栅棒延伸区域的炉料预热器壁在栅部移动时都要承受很强的机械应力。

用于在炉料预热器中预热炉料的冶金熔炼设备的废气，在熔化和精炼过程中要承受很大的温度变化。因此，特别是当炉料被预热到接近熔化温度时，在炉料预热器下部区域的炉料就会发生烧结现象，这不仅妨碍炉料的流通，而且还会妨碍栅部移向放开位置的运动。

本发明的目的是在上述冶金熔炼设备预热炉料的炉料预热器中，使得栅棒的更换在预热器的工作过程中就可以进行，本发明的另一个目的是使炉料装入预热器时产生的冲击负荷可以由一较轻型而紧凑的结构来缓冲并安全地承受。本发明还有一个目的是，在所用炉料未经分选，例如是未经分选的金属废料时，消除炉料块的烧结而引起的对栅棒移出预热器进入放开位置的运动障碍，因而不只使栅部移动所需动力而且也可使当栅棒移动时作用在栅棒及预热器容器壁上的机械负荷得以减少。

本发明的炉料预热器包括：

一个容纳要预热的炉料的容器，其底部设有一个栅，该栅由相互隔开的栅棒组成，栅棒从容器壁上的开口伸出。

至少一组相互平行的栅棒安装在驱动臂上，驱动臂可由一驱动装置驱动在一封闭位置和一放开位置之间移动，在封闭位置，栅棒伸入该容器内，而在放开位置，栅棒从容器内退出。

该预热器的特征在于：该栅棒安装在该驱动臂上可绕一水平轴线转动，在进入该容器的位置上有支承装置与驱动臂协同动作。

虽然公知的炉料预热器中，栅棒是通过在一框式结构中夹紧的方法连接起来形成一刚性结构单元的，且该框式结构由轨道导向，但是按照本发明的结构却是：栅棒枢轴式地安装在一驱动臂上，而且栅棒在进入容器的位置支承在一静止的支承装置上。如果驱动臂的一单独的支承与每个栅棒或者是各栅棒组协同工作，那么松开支架，栅棒或栅棒组就可以迅速地拆除，这就保证了每个损坏栅棒可以迅速地被更换。

由于各栅棒或者各栅棒组可分别地做框轴式转动，当驱动臂从封闭位置运动到放开位置时绕驱动臂转动轴线的枢轴式运动可传递到栅棒上，因此塞在栅棒之间的炉料块可被松开。这样的枢轴式运动可以下述简单方式实现：在栅棒退回运动时，其下缘可在有关的支承装置上滑动，各栅棒的下缘是一种具有控制功能的下缘，例如，在栅棒纵向上，该下缘具有不同斜度的若干部分，最好具有分级的形状。如果相临栅棒或栅棒组的控制下缘具有不同的形状，那么在这些相临栅棒（栅棒组）之间就可以形成一种相位错动的枢轴式运动，特别是也可产生反向的枢轴式运动，这样就带来使塞住的炉料块松开的好处。借 助这种设计可大大降低使栅棒退出的力的幅度及机械载荷的大小。

上述支承装置最好为弹性支承装置的形式。那样，向预热器或预热器各预热部分加料时的冲击载荷就会被缓冲，而且也会有利于栅的退出运动。

支承装置可直接固定在炉料预热器的钢制外壳上，同样驱动臂最好固定在枢轴臂上，枢轴臂装在容器外壁上，可做枢轴式转动，其安装平面高于栅棒的伸入口，栅棒则安装在驱动臂上。这样，作用在栅棒上的所有力就可以传递到炉料预热器的钢板结构上，而无需另外固定在其它部件上。

为了防止炉料预热器的下部区域由于加热气体而产生局部过热，可以在加热气体进入侧设置冷却棒，冷却棒是水冷式的，向容器内伸入的距离可以调整。冷却棒的作用象是一个热交换器，其有效面积可以调整，借此把过热的加热气体在与炉料预热器中的炉料接触前冷却到需要的温度。当容器安装在熔炼装置上而且熔炼装置的废气用作加热气体时，上述设计尤为有利。

下面参照以下五张附图通过一实施例详细描述本发明：

图1是安装在冶金熔炼装置上的炉料预热器的局部剖开的视图;

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的剖视图;

图3是图1的局部放大图，说明各栅棒的悬挂方式;

图4是从下面看两相邻栅棒的视图，以及

图5是沿图1Ⅴ-Ⅴ线的剖视图。

在图1中，炉料预热器1安装并连接在金属熔炼2上形成一结构单元。冶金熔炼装置示于图1右半部剖开部分。

熔炼炉具有一个炉膛3，炉膛3带有一锥形底部4和一组喷咀， 这些喷咀穿过炉膛的壁。该熔炼装置包括熔池下的喷咀5，从金属熔池平面6通入炉膛，用来吹氧，该熔炼装置也包括在金属熔池之上通入炉膛的喷咀7，用来通过一环形管9吹入在热交换器8中预热的空气，在燃烧后的期间也用来吹入氧气。在金属熔池平面6之上还设有用作燃烧器的喷咀10。

如箭头11所示，来自熔炼炉2的热废气在进气侧12通入装在熔炼炉上的炉料预热器，并向上穿过炉料预热器，在炉料预热器预热炉料而失去大部热量后，在上部出气口13离开预热器，以便在进入废气烟筒前流过热交换器8来预热空气。炉料预热器呈一容器14的形式，该容器的上部由盖15封闭。盖15可以向侧面移动以便装入炉料16。

图1所示炉料预热器1包括三个重叠设置，结构相同的预热部分17，18和19。每个预热部分底部都设有一个栅20，栅20由相互间隔的，伸出容器壁23上的开口22的栅棒21组成。

如图2所示，各组相互平行的栅棒，其外端分别装在驱动臂24/1和24/2上，可分别由驱动装置25/1和25/2在一封闭位置和一放开位置之间移动，在封闭位置，栅棒21伸入容器14的内部，在放开位置栅棒21从容器14内退出。在图1中，下部和上部的预热部分17和19的栅棒分别处于封闭位置，在该位置栅可以在各自的预热部分中容留炉料，而中间的预热部分18的栅棒21处于放开位置。因此，安装于驱动臂24/1的栅棒构成一个单元，即栅部20/1，而安装于驱动臂24/2的栅棒构成另一相对设置的单元，即栅部20/2。因此，每个预热部分17，18和19在其底部都可以由分别驱动的栅部20/1和20/2封闭。

图3是图1所示结构的局部放大图，其中，栅棒21的封闭位置由实线表示，而栅棒的放开位置由虚线表示。图4是两相邻栅棒的底视图。

每条栅棒21都装于有关的驱动臂24/2，可分别绕一水平轴线26转动并在容器14的进入位置与驱动臂24/2配合动作，也就是说，在各栅棒在容器壁23上的伸入口22附近设置一个支架27。

虽然在图示实施例中，每条栅棒21都有自己的支架配合工作，但是若干栅棒也可以共有支架，并且在各栅棒间具有可转动的刚性连接。

支架27最好为弹性支承形式，图示结构中支架27包括一个安装在一个销或螺栓28上的防磨帽29。螺柱28安装在凸缘30上，可以轴向滑动并由一压簧31向上压。

在图示实施例中，每条栅棒在其一端都具有两个横向的枢销32和33，它们分别装在各自的座架34和35上，因而实现了栅棒21在有关驱动臂24/2中的可转动的安装。座架34和35具有一U形凹口（见图3），在其中安装各自的枢销，并且由三角件36封口，这些三角件是由螺钉紧固在位的。每一个枢销都有自己的三角件，因此，在一栅棒的两侧拆下三角件，才能把该栅棒从与同一栅部的其它栅棒的配置中拆下并进行更换。每条驱动臂24/1和24/2都固定在两条枢轴臂37上（见图1和2），这两条枢轴臂37通过枢轴支架38安装在容器14的外壁上，可作枢轴式转动，其安装平面高于分别装在驱动臂24/1或24/2中的栅棒21的伸入口22。分别与每条枢轴臂37配合动作的液压缸组件用作驱动装置 25/1和25/2，液压缸组件可转动地安装在容器壁23上，并且在枢轴臂37的枢轴支架点和驱动臂24/1或24/2的装配位置之间与枢轴臂37相接合。一驱动臂的枢轴臂的液压缸组件可以同步地控制，因此，各驱动臂可以从图3的实线位置绕枢轴支架38的轴线向外均匀地转动到虚线位置。当发生这种枢轴式运动时，栅部20/1和20/2的栅棒21，其下缘分别沿各自的支架27滑动，从而分别从容器的内部退出。在图示实施例中，容器14在平面图中呈矩形，驱动臂24/1和24/2在平行于容器14的矩形对边的各个位置上延伸。

如图3和4所示，当驱动臂运动时各栅棒21下缘在各自支架27上滑动，该下缘为具有控制功能的边缘，在图示实施例中是呈分级的形状。随着各栅部（各栅棒21）从容器中退出，该控制下缘在支架上滑动，在这种退出运动中，仍留在容器之中的栅棒部分以分级的方式降低，因此，使栅棒进行枢轴式转动或振动，这就大大减小了栅棒退出容器所需的力。如果相邻栅棒21的控制下缘39具有不同的形状，也就是说，例如如图3虚线和实线所示，相邻栅棒的控制下缘的分级形状相互错位，这样就会特别有利。底视图图4也表示出了分级形状的这种相互错位。

当相邻栅棒21的控制下缘39具有不同形状时，那么当栅棒退出时，就会作相互反向的枢轴式运动，因此，塞在栅棒间的炉料块就会松开。如果用滚轮代替支架27的防磨帽29，或者如果另外设置滚轮（这种滚轮如图3标号40的虚线所示，当栅棒退出时，这种滚轮升起一定高度使栅棒21的下缘支承在滚轮上，这种可能的升降运动在图中用双头箭头41表示），那么从容器中退出栅棒所需的力还 可进一步减少。

如图1和5所示，冷却棒42可以在加热气体的进口12处推入容器14。冷却棒42包括液体导管，它们用来适当冷却从炉膛3向上流动的加热气体11，从而防止炉料块的烧结。

与栅棒21相似，冷却棒42也成组设置，具体来说，在图示实施例中形成冷却棒组43/1和43/2。冷却棒组43/1中的冷却棒42固定在托架44/1上，冷却棒组43/2的冷却棒固定在托架44/2上。如图1所示，托架44/1和44/2可以水平移动。通过可分别控制的水平传动机构45/1和45/2，一组中的冷却棒可以送入炉料预热器1的容器内，送入的长度可以控制，因而用作热交换器的冷却棒42的冷却作用可以根据需要调整。

应该提到的是，不仅冷却棒42，而且栅棒21也可具有液体导管并适当地与一液体回路相连接。

由于上述炉料预热器的结构，炉料可以分步地通过预热部分19，18和17，同时由于冷却棒42可控的冷却作用，炉料可以均匀地加热至接近炉料软化的温度。各个预热部分的栅部可以分别地被驱动。

Claims (15)

1、一种冶金熔炼装置预热炉料用的炉料预热器(1)，其结构是：

一个容纳需预热炉料的容器(14)，其底部设有二个由相互间隔的栅棒(21)组成的栅(20)，栅棒从容器壁(23)上的通道开口(22)伸出；

至少一组相互平行的栅棒21的外端安装在一驱动臂(24/1，24/2)上，驱动臂由一驱动装置(25/1，25/2)驱动，可在一封闭位置和一放开位置之间移动，在封闭位置上，栅棒(21)伸入容器(14)内部，在放开位置上，栅棒(21)从容器内部退出，

该炉料预热器的特征在于：

栅棒(21)通过一水平轴(26)安装在驱动臂(24/1，24/2)上并可绕该水平轴转动，在容器(14)壁上的栅棒入口处设置支架(27)，用以支承栅棒(21)。

2、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：支架（27）是弹性支承装置。

3、按照权利要求1或2所述的炉料预热器，其特征在于：至少对于一些栅棒（21）来说，当驱动臂（24/1，24/2）从封闭位置运动到放开位置时，在各自的支架（27）上滑动的下缘在栅棒的纵向上形成一控制下缘（39），在栅棒的退出运动中，随着栅棒绕其在驱动臂（24/1，24/2）中的转动轴线的枢轴式运动，该控制下缘（39）使各栅棒（21）产生相互的位移。

4、按照权利要求3所述的炉料预热器，其特征在于：栅棒（21）的该控制下缘（39）在栅棒纵向上具有倾斜度不同的斜面。

5、按照权利要求4所述的炉料预热器，其特征在于：该控制下缘（39）的所述斜面为阶梯状。

6、按照权利要求3所述的炉料预热器，其特征在于：相邻栅棒（21）的控制下缘（39）具有不同的形状。

7、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：至少一些支架（27）设有可以升降的滚轮（40），栅棒（21）的下缘在退出运动中支承在滚轮（40）上。

8、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：栅棒（21）分别可装拆式地安装在驱动臂（24/1，24/2）上。

9、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：该驱动臂（24/1，24/2）固定在枢轴臂（37）上，枢轴臂（37）枢轴式地安装在容器（14）的外壁上，安装面高于安装在驱动臂上的栅棒的伸入口（22）。

10、按照权利要求9所述的炉料预热器，其特征在于：一驱动臂（24/1，24/2）的至少两个枢轴臂（37）设有同步控制的驱动装置（25/1，25/2），该驱动装置可转动地安装在容器臂（23）上，枢轴臂（37）安装在枢轴支架（38）和驱动臂（24/1，24/2）之间。

11、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：该容器（14）在平面图中呈矩形。

12、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：该栅（20）由两组栅棒（栅部20/1和20/2）构成，这两组栅棒可以从容器（14）的两个对边推入容器（14）中。

13、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：所述容器（14）安装在炉膛（3）上，炉膛的废气用作加热气体，而且在热气进入侧（12）设有可推入容器（14）内的冷却棒（42）。

14、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：该容器（14）包括至少两个重叠设置的预热部分（17、18、19），每个预热部分都具有可以以分组的方式进入和退出容器（14）的栅棒（21）。

15、按照权利要求1所述的炉料预热器，其特征在于：该栅棒（21）具有冷却液导管。

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