CN101885056A - 一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统，包括钢包盖和钢包加揭盖机构，所述钢包加揭盖机构上设有吸合装置，所述吸合装置与安装于所述钢包加揭盖机构上的提升装置相连。采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决自动加盖系统经常会出现相互干涉，无法正常工作的情况，以及零部件繁多，结构复杂，出错率高，制造成本高等技术问题，并且还具有如下技术效果：设计巧妙、结构紧凑、可靠性高，可以灵活的改变结构形式，适应不同的炼钢车间的需要，自动化程度高，故障率低，无维修。

Description

一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统

技术领域

本发明属于应用在金属冶炼中高温熔体容器的全程自动加盖装置，使用最广泛的是用在炼铁炼钢和别的金属冶炼工艺中的钢包全程自动加盖/揭盖的技术领域，具体地说，涉及一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统。

背景技术

在金属冶炼技术领域中，特别是炼钢工艺中，减少热损耗是金属冶炼特别是钢厂节能降耗的一个重要的指标之一。

目前，在炼钢过程中，钢包全程自动加盖系统就是钢包在运输钢水过程中减少钢水温度下降的新技术、新设备。在炼钢实践中，为了给钢水保温，钢厂甚至给装了钢水的钢包临时加了盖，而这些都不能解决钢包散热的根本要求。而给钢包全程自动加盖的装置，它的节能降耗的效果是显而易见的，也是钢厂一直想上因没有新技术支持而不能上的新机构、新设备。事实上，一些钢厂早已在连铸机平台上开始了钢包加盖操作，如中国专利申请号为200420016376.3公开了一种“连铸机钢包自动加盖装置”。然而，由于该现有技术仅仅在连铸平台短时间内加盖，而不能全程加盖，钢水温度下降还是非常快。再加上在连铸平台加盖还要各种辅助设备，比如行车和旋转臂，这样，给钢水保温的效果还是根本达不到要求，也使得这项技术可操作性在实际应用中受到很大的限制，从而使这项技术很难普及开来，无法做到钢包在循环使用过程中全程被钢包盖盖住或给钢包加盖揭盖。

现有技术中，中国专利申请号为200720000491.5和专利申请号为200920105666.8两份专利，均公开了一种自动加盖装置，包括盖体、设置于所述盖体侧面的钩体，布置在所述盖体上表面的三个悬挂孔，与所述悬挂孔配合的三个插齿杆件等构成，该现有技术解决了高温熔体容器无法全程自动加盖的技术问题，但在实际使用过程中，仍存在诸多技术缺陷：

1、由于现有技术中的悬挂孔布置在所述盖体上表面上，造成钢包盖的厚度加大，从而使得自动加盖装置的高度增加；而我国多数炼钢厂在精炼炉精炼后，钢包车要穿过精炼炉到吊装工位，由于精炼炉或冶炼炉的有效空间小，高度不够高，此时，当需要进行加盖或揭盖的操作时，自动加盖系统经常会出现相互干涉，无法正常工作的情况，如果时间过长，严重时将造成整包钢水的浪费。

2、上述现有技术中采用三个悬挂孔，以及与所述悬挂孔配合的三个插齿杆件等结构形式，造成自动加盖系统零部件繁多，结构复杂，出错率高，制造成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，由于现有技术中采用悬挂孔布置在所述盖体上表面上，造成自动加盖装置的高度增加，进而在进行加盖或揭盖的操作时，自动加盖系统经常会出现相互干涉，无法正常工作的情况，如果时间过长，严重时将造成整包钢水的浪费；以及现有技术中采用三个悬挂孔，以及与所述悬挂孔配合的三个插齿杆件等结构形式，造成自动加盖系统零部件繁多，结构复杂，出错率高，制造成本高等技术问题，而提供了一种钢包自动加揭盖系统。

本发明的构思是，将现有技术中布置在钢包盖上表面的悬挂装置舍弃不用，重新设计新结构，将钢包盖上表面上的悬挂装置全部去掉，将钢包盖的上表面作成一平表面；将钢包加揭盖机构增设电磁铁装置，电磁铁装置与提升油缸相连，当需要加/揭盖时，利用电磁原理将所述钢包盖吸合后，再利用提升油缸将钢包盖加上或揭开，实现了自动加揭盖的功能。

本发明所提供的技术方案是，一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统，包括钢包盖和钢包加揭盖机构，所述钢包加揭盖机构上设有吸合装置，所述吸合装置与安装于所述钢包加揭盖机构上的提升装置相连。

所述吸合装置为包盖电磁铁；

所述包盖电磁铁上设有吸盘或电磁吸铁。

所述提升装置包括提升油缸、导柱套和提升拉杆，所述提升拉杆与所述包盖电磁铁相连。

所述钢包加揭盖机构还包括框架、移动平台和传感系统，所述提升油缸安装于所述框架上，所述导柱套与所述移动平台相连。

所述传感系统包括传感器和传感器限位杆，所述传感器安装在所述移动平台上，所述传感器限位杆沿提升拉杆向包盖电磁铁的最底端延伸，所述传感器与所述传感器限位杆相连通。

所述钢包自动加揭盖系统还包括钢包，所述钢包布置在钢包车上，所述钢包外壳设有向外延伸的铰座，所述铰座与钢包盖上的铰钩配合连接。

所述钢包加揭盖机构包含有三个电磁铁吸盘，当揭盖时，所述提升油缸分别带着三个电磁铁吸盘吸着钢包盖逐渐抬升，前面二个电磁铁吸盘会略早后面的一个电磁铁吸盘上升，使钢包铰架钩立即脱离开钢包铰架。

所述钢包加揭盖机构包含有三个电磁铁吸盘，当加盖时，电磁铁吸盘在下降的过程中，后面一个电磁铁吸盘略迟前面的二个电磁铁吸盘下降，钢包铰钩碰到钢包铰座时，三个电磁铁吸盘失电松开钢包盖，钢包盖被盖在钢包上。

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决由于现有技术中采用悬挂孔布置在所述盖体上表面上，造成自动加盖装置的高度很高，进而在进行加盖或揭盖的操作时，自动加盖系统经常会出现相互干涉，无法正常工作的情况，如果时间过长，严重时将造成整包钢水的浪费；以及现有技术中采用三个悬挂孔，以及与所述悬挂孔配合的三个插齿杆件等结构形式，造成自动加盖系统零部件繁多，结构复杂，出错率高，制造成本高等技术问题，并且还具有如下技术效果：

a.设计巧妙、结构紧凑、可靠性高，非常适合金属冶炼特别是炼钢厂这样环境恶劣和钢包车穿过冶炼炉或精炼炉的场合。

b.根据炼钢车间的工况和环境不同，可以灵活的改变结构形式，适应不同的炼钢车间的需要。

c.自动化程度高，工人的劳动强度大大降低。

d.都是刚性构造，故障率低，一年内基本上无故障、无维修。

附图说明

结合附图，对本发明作进一步的说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中电磁铁的局部放大图；

图3为本发明实用过程状态示意图；

其中，1为钢包盖；2为钢包加揭盖机构；3为电磁铁；4为提升油缸；5为导柱套；6为提升拉杆；7为传感器；8为传感器限位杆；9为移动平台；10电磁吸铁；11为铰钩；12为铰座。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明所提供的技术方案是，一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统，包括钢包盖1和钢包加揭盖机构2，所述钢包加揭盖机构2上设有吸合装置，所述吸合装置与安装于所述钢包加揭盖机构2上的提升装置相连。所述吸合装置为包盖电磁铁3；所述包盖电磁铁3上设有吸盘或电磁吸铁10。所述提升装置包括提升油缸4、导柱套5和提升拉杆6，所述提升拉杆6与所述包盖电磁铁3相连。所述钢包加揭盖机构2还包括框架、移动平台9和传感系统，所述提升油缸4安装于所述框架上，所述导柱套5与所述移动平台9相连。所述传感系统包括传感器7和传感器限位杆8，所述传感器7安装在所述移动平台9上，所述传感器限位杆8沿提升拉杆6向包盖电磁铁3的最底端延伸，所述传感器7与所述传感器限位杆8相连通。所述钢包自动加揭盖系统还包括钢包，所述钢包布置在钢包车上，所述钢包外壳设有向外延伸的铰座12，所述铰座12与钢包盖1上的铰钩11配合连接。所述钢包加揭盖机构2包含有三个电磁铁3吸盘，当揭盖时，所述提升油缸4分别带着三个电磁铁3吸盘吸着钢包盖1逐渐抬升，前面二个电磁铁3吸盘会略早后面的一个电磁铁3吸盘上升，使钢包铰架钩立即脱离开钢包铰架。所述钢包加揭盖机构2包含有三个电磁铁3吸盘，当加盖时，电磁铁3吸盘在下降的过程中，后面一个电磁铁3吸盘略迟前面的二个电磁铁3吸盘下降，钢包铰钩11碰到钢包铰座12时，三个电磁铁3吸盘失电松开钢包盖1，钢包盖1被盖在钢包上。

高温熔体包(钢包)的工艺流程

高温熔体包(钢包)流程的路线是：

高温熔体包(钢包)修砌区---烘干---存放区---转炉(或电炉)

(1)转炉(或电炉)---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台

(2)转炉(或电炉)---LF精炼炉---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---钢包倾翻台

(3)转炉(或电炉)---RH精炼炉---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台

(4)转炉(或电炉)---LF精炼炉---RH精炼炉---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台

(5)转炉(或电炉)---RH精炼炉---LF精炼炉---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台

高温熔体包(钢包)加盖的工艺流程

高温熔体包(钢包)盖修砌区---烘干---存放架---烘烤---吊运到高温熔体包(钢包)---转炉(或电炉)

(1)转炉(或电炉)吊装工位---揭盖---受钢---加盖---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台---钢盖吊运维修---存放架

(2)转炉(或电炉)吊装工位---揭盖---受钢---加盖---揭盖(进LF精炼炉)---加盖(出LF精炼炉)---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台---钢盖吊运维修---存放架

(3)转炉(或电炉)吊装工位---揭盖---受钢---加盖---揭盖(进RH精炼炉)---加盖(出RH精炼炉)---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台---钢盖吊运维修---存放架

(4)转炉(或电炉)吊装工位---揭盖---受钢---加盖---揭盖(进LF精炼炉)---加盖(出LF精炼炉)---揭盖(进RH精炼炉)---加盖(出RH精炼炉)---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台---钢盖吊运维修---存放架

(5)转炉(或电炉)吊装工位---揭盖---受钢---加盖---揭盖(进RH精炼炉)---加盖(出RH精炼炉)---揭盖(进LF精炼炉)---加盖(出LF精炼炉)---连铸平台---倒渣(或倒余钢)---高温熔体包(钢包)倾翻台---钢盖吊运维修---存放架

铰链侧面斜滑板式高温熔体包(钢包)加盖系统的原理

钢包加揭盖系统的组成

钢包加盖系统由：钢包盖1；焊在钢包上的铰座12；包盖上的铰钩11；加盖机构；钢包盖1烘烤器；倾翻台挂放包盖挡板；钢包盖1存放架；液压泵站；控制电路；等组成

钢包加揭盖机构2由：钢包盖1；焊在钢包上的铰座12；包盖上的铰钩11；加盖机构；电磁铁3；传感器限位杆8；提升电磁铁3的提升油缸4；包盖电磁铁3；传感器7；移动平台9

高温熔体包(钢包)加盖原理

钢包揭盖

行车把带盖钢包吊运到停在冶炼炉或精炼炉吊装工位的钢包车上，钢包车向冶炼炉或精炼炉方向行进，到钢包加揭盖机构2电磁铁3吸盘的正下方位置定位。冶炼炉或精炼炉前的钢包加揭盖机构2的三个电磁铁3吸盘从准备位下降，在下降的过程中，随电磁铁3吸盘同时下降的传感器限位杆8碰到钢包盖1时，电磁铁3吸盘停止下降，这时电磁铁3吸盘得电，钢包盖1被电磁铁3吸起。提升油缸4分别带着三个电磁铁3吸盘吸着钢包盖1逐渐抬升。由于前面二个电磁铁3吸盘略早后面的一个电磁铁3吸盘上升，所以，钢包铰架的铰钩11立即脱离开钢包铰架，并升到一定的高度，让钢包盖1顺利脱离钢包，同时，提升油缸4把钢包盖1提升到提升位，防止钢包盖1滑落，完成揭盖操作。

钢包加盖

从转炉中出来的钢包车行进到钢包加揭盖机构2处，碰到钢包车的定位的行程开关，钢包车定位，钢包加揭盖机构2的三个电磁铁3吸盘吸着钢包盖1已下降到加盖位。这时，钢包盖1上的钢包铰架碰到钢包铰架的铰钩11的下沿口(电磁铁3吸盘在下降的过程中，由于后面一个电磁铁3吸盘略迟前面的二个电磁铁3吸盘下降)，当钢包铰钩11碰到钢包铰架时，三个电磁铁3吸盘失电松开钢包盖1，钢包盖1被盖在钢包上，完成加盖操作。

铰链斜滑板式钢包全程自动加盖机构使用场合及配置

铰链吸盘式钢包全程自动加盖机构适用所有冶炼过程中高温容器的加盖工艺。在炼钢、炼铜等行业都大有用武之地。

钢包加盖机构在炼钢工艺中的配置：在每个转炉、电炉、LF精炼炉、RH精炼炉(包括双工位的)倒余钢工位等吊装工位都各装一台揭盖机构；根据钢包在线循环使用量，增添新砌钢包盖1烘烤器；钢包盖1存放架；钢包倾翻台挡板(必要时还要油缸推动式活动挡板)。

6.全程自动钢包加盖技术所带来的直接效益

(1)减少钢包内钢水的冷却，钢水出炉温度可以降低，降低能源和物料消耗。

(2)一旦钢包进入在线循环使用，炉次之间的钢包在线烘烤器即可免除。

(3)钢包在线周转周期即可加快，减少钢包在线的使用数量。以一个150吨钢包为例，减少一个在线钢包，一年可节约272万元人民币。

(4)减少钢水在钢包、中间包及结晶器内的温度波动，提高浇注质量。

(5)免除连铸过程中对中间包的辅助加热。

(6)金属收得率更加稳定，减少钢包内的废钢的产生。

(7)提高钢包滑动水口的自由开浇率

(8)由于保温效果好，内衬结壳少，减少对钢包的边沿及渣线的清理需求，在清理时降低了对钢包内衬的机械损伤。

(9)降低劳动强度和提高人员安全保护。

7.全程自动钢包加盖技术所带来的经济效益

(1)在线循环使用的钢包数量减少，假如是150吨的钢包，在线数量每减少一只，一年给钢厂带来272万元的人民币的效益。

(2)由于钢水出炉温度的降低，钢水氧化程度就变小，减少了脱氧剂的消耗。

(3)减小了转炉及钢包的耐火衬的侵蚀，转炉及钢包使用炉次量增加，延长了使用寿命。原来钢包使用炉次为14-16次，现在是30-32次。

(4)整个炼钢工艺操作的时间周期被缩短，提高了炼钢的效率。

(5)潜在的炼钢车间生产率获得极大地提高。

(6)炼钢车间劳动力的需求量被减少。经测算，减少量在10％-16％之间。

(7)钢包服务区的操作空间可以减少到原来的25％--30％。

(8)根据炼钢厂的设备条件、操作环境和管理水平的不同，采用全程自动钢包加盖系统，可节约费用为：23-68元/每吨。

(9)炼钢过程中的废料大大减少，如添加剂、反应剂等副产品和耐火废品等。

(10)由于钢包已被加盖，热损减少，可降低出钢温度。就可以使用含硅量低的钢水，含硅量低可以增加高炉的生产率并降低焦比。

(11)降低了出钢温度，就可以降低铁水和废钢之间的混合比。出钢温度每降低一度，该混合比就减少0.054％。

(12)降低出钢温度可增加金属收得率，因为降低了被氧化成FeO的铁的量，这些被氧化FeO最后进入钢渣里。根据测试，出钢温度每降低一度，金属收得率就增加0.02％。

(13)降低了铝消耗，每吨钢水每降低一度，铝消耗降低0.045Kg。

(14)低温出钢过程可以降低转炉中钢渣的流动性，从而减少下渣量。

(15)由于钢包加盖的保温，使得钢包耐材使用寿命的延长，并可取消覆盖剂。

(16)钢包底部渣饼结壳厚度降为最低，这就改善了透气砖和滑动水口的性能。

(17)钢包加盖后，钢包边沿渣壳厚度变为最小，这将增加产量0.25％--0.5％。

(18)连铸时适合的过热度能减少铝夹杂物堵塞水口的现象，由此可改善连铸的性能和质量。保证连铸的工艺程序。

通过在炼钢厂的实测，以上的节约效果的经济数据可得出：

全程钢包自动加盖系统给钢包加盖后，可使出钢温度降低6℃--15℃，从而降低了工序成本和工序能耗，

以出钢温度降低8℃，采用钢包加盖装置后年产每吨钢给钢厂可带来的直接经济效益为19.12元/吨/年。若年产100万吨钢，则直接经济效益为：1912万元/年。

Claims (9)

1.一种应用于金属冶金工艺中的钢包自动加揭盖系统，包括钢包盖(1)和钢包加揭盖机构(2)，其特征在于，所述钢包加揭盖机构(2)上设有吸合装置，所述吸合装置与安装于所述钢包加揭盖机构(2)上的提升装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述吸合装置为包盖电磁铁(3)。

3.根据权利要求2中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述包盖电磁铁(3)上设有吸盘或电磁吸铁(10)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述提升装置包括提升油缸(4)、导柱套(5)和提升拉杆(6)，所述提升拉杆(6)与所述包盖电磁铁(3)相连。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述钢包加揭盖机构(2)还包括框架、移动平台(9)和传感系统，所述提升油缸(4)安装于所述框架上，所述导柱套(5)与所述移动平台(9)相连。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述传感系统包括传感器(7)和传感器限位杆(8)，所述传感器(7)安装在所述移动平台(9)上，所述传感器限位杆(8)沿提升拉杆(6)向包盖电磁铁(3)的最底端延伸，所述传感器(7)与所述传感器限位杆(8)相连通。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述钢包自动加揭盖系统还包括钢包，所述钢包布置在钢包车上，所述钢包外壳设有向外延伸的铰座(12)，所述铰座(12)与钢包盖(1)上的铰钩(11)配合连接。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述钢包加揭盖机构(2)包含有三个电磁铁(3)吸盘，当揭盖时，所述提升油缸(4)分别带着三个电磁铁(3)吸盘吸着钢包盖(1)逐渐抬升，前面二个电磁铁(3)吸盘会略早后面的一个电磁铁(3)吸盘上升，使钢包铰架钩立即脱离开钢包铰架。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种钢包自动加揭盖系统，其特征在于，所述钢包加揭盖机构(2)包含有三个电磁铁(3)吸盘，当加盖时，电磁铁(3)吸盘在下降的过程中，后面一个电磁铁(3)吸盘略迟前面的二个电磁铁(3)吸盘下降，钢包铰钩(11)碰到钢包铰座(12)时，三个电磁铁(3)吸盘失电松开钢包盖(1)，钢包盖(1)被盖在钢包上。

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