CN102937378A - 用于硅钢生产的烘烤合金自动加料方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于硅钢生产的烘烤合金自动加料方法及装置。包括有输送装置、烘烤装置、汇总装置，以及分别于三者相连接的电控系统，所述的烘烤装置包括有多个并列一排的合金烘烤器，沿合金烘烤器排列方向的上下位置平行设置有一对导轨，其中上导轨上安装有可滑动的上称量小车，上称量小车可移动到投料口处，下导轨延伸出合金烘烤器区域，并在上面安装有可滑动的下称量小车，所述的汇总装置包括有设置在下导轨的延伸处下方的合金汇总斗；以及采用上述装置进行烘烤合金自动加料的方法。此装置和方法能将大量需要烘烤的铁合金定时、定量的供给转炉，自动化程度高且能够一次性加入大量合金。

Description

用于硅钢生产的烘烤合金自动加料方法及装置

技术领域

本发明属于冶金行业技术领域，具体涉及大型转炉冶炼硅钢时，一套全自动化控制的烘烤合金自动加料方法及装置。

背景技术

硅钢是含硅量在3%~5%左右的硅铁合金，是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金。硅钢的生产工艺复杂，制造技术严格，国内外的生产技术都比较注重技术保密，视为企业生命。

相对于普通钢种，硅钢冶炼生产过程中需要在钢水中加入大量经过烘烤后的铁合金。合金烘烤可以解决如下方面的问题：（1）大量合金受潮后易向钢液中增H，铸坯形成“白斑”，使钢变脆；（2）合金加入钢包后大量吸热，转炉被迫提高出钢温度，这不仅恶化了钢水质量，而且也降低了转炉炉龄，给生产组织造成诸多不利影响；（3）低温硅易氧化，造成硅的过度烧损，降低硅的收得率。

现有技术下，转炉不生产硅钢时，合金加料系统用于添加冷合金，具体工艺流程见图1,此流程不需要烘烤硅钢，直接添加冷合金即可。

在硅钢生产时，现今各个钢厂多采用小型转炉冶炼，由于出钢量小，均采用相对简单的工艺措施向转炉内添加需要烘烤的合金。用于硅钢生产的多为吨位在100t以下的小型转炉，铁合金加入量相对要少，采用的硅铁合金加料工艺为：吊车吊起装有冷合金的底开式料罐，然后将料卸入合金烘烤炉，人工判断料加满后，启动合金烘烤炉将合金加热，经过烘烤后的合金卸入合金称量车进行称量，称量完毕将合金卸入叉式翻斗车中，人工操作叉式车行走至转炉炉后，将合金卸入炉后合金汇总斗，具体流程见图2。

此工艺方式有以下几点不足：（1）采用料罐上料，不能精确控制加入烘烤炉的合金量。（2）机械化、自动化水平低，人工工作环境差。（3）人工操作不易精确控制合金加入时间点，不能很好的与生产节奏相匹配。（4）只适用于小型转炉冶炼硅钢，如果采用大型转炉冶炼硅钢，由于加入转炉的烘烤合金量增大，如仍用叉车运输烘烤后的合金，必然导致叉车数量增多，作业干扰加大，不能满足合金运输的要求，必须开发出一种能够一次性加入大量合金的装置，来满足大型转炉烘烤合金加料的要求。

据此，为适应硅钢生产大型化这一趋势，且从提高自动化水平、节省劳动力因素考虑，应设计一套机械化、自动化程度高且能够一次性加入大量合金的烘烤铁合金加料系统。这种合金加料系统能将大量需要烘烤的铁合金定时、定量的供给转炉，以更好的匹配现代炼钢技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种能将大量需要烘烤的铁合金定时、定量的供给转炉，自动化程度高且能够一次性加入大量合金的烘烤合金自动加料方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，包括有输送装置、烘烤装置、汇总装置，以及分别于三者相连接的电控系统，其中输送装置为垂直皮带机，其底端连接合金地下料仓，顶端设有投料口，其特征在于：所述的烘烤装置包括有多个并列一排的合金烘烤器，沿合金烘烤器排列方向的上下位置平行设置有一对导轨，其中上导轨上安装有可滑动的上称量小车，上称量小车可移动到投料口处，下导轨延伸出合金烘烤器区域，并在上面安装有可滑动的下称量小车，所述的汇总装置包括有设置在下导轨的延伸处下方的合金汇总斗。

在上述方案中，所述的上称量小车和下称量小车均安装有内置料斗，内置料斗三面各带一套压力传感器,内置料斗的下部开口安装有气缸驱动的扇形阀。

在上述方案中，所述的上导轨在正对投料口的位置还安装有限位开关，用于保证上称量小车能够滑动到正对投料口的位置。

在上述方案中，所述的合金烘烤炉下部也带有气缸驱动的扇形阀以及振动给料器。合金烘烤炉还安装有粉尘分离、温度检测与显示系统。

在上述方案中，所述的合金汇总斗还包括有溜管，溜管的管口与下称量小车可实现对接，并在对接处的下导轨上安装有限位装置。

在上述方案中，所述的上称量小车和下称量小车的内置料斗和合金烘烤炉的容积相同。

在上述方案中，所述的电控系统包括有垂直皮带机电机开关，上称量小车电机开关，下称量小车电机开关，以及合金烘烤器加热开关。

采用上述烘烤合金自动加料的装置所进行的生产方法, 该方法主要包括以下步骤：

步骤1，启动垂直皮带机，地下料仓中的合金经过垂直皮带机上升到一定高度后,从投料口卸入上称量小车，合金料重量达到预设值之后，由压力传感器给出信号，电控系统控制垂直皮带机停止，上称量小车开行至合金烘烤炉上方，将合金料卸入合金烘烤炉。

步骤2，由于合金烘烤炉需要一定时间，因此可以在烘烤的同时，重复步骤1，将更多的料投入各个不同的合金烘烤炉，实现一次性烘烤大量合金料

步骤3，合金料加热温度到达预定值后，合金烘烤炉底部的扇形阀在气缸作用下打开，合金料卸入下称量小车。

步骤4，装有预定重量的合金料的下称量小车开至合金汇总斗上方，并由限位装置限位停止，经溜管将合金料卸入合金汇总斗。

步骤5，重复步骤3和4，可将不同合金烘烤炉内的合金料分时段分别卸入合金汇总斗。

称量小车采用电机驱动，可根据生产需要设定合适的运行速度。此烘烤合金运输方式代替了传统的叉车运输方式，满足大型转炉一次性加入烘烤合金的需要，且实现了机械化和自动化加料。

上所述的流程中，垂直皮带机高度、称量小车的吨位及行走速度、烘烤炉数量及吨位应根据转炉生产能力通过计算，合理的安排布置。

本发明相对于现有技术，存在如下有益效果：

（1）该合金加料方法和装置，解决了大型转炉出钢时，向钢包内添加大量烘烤合金这一技术难题。

（2）整套系统自动化程度高，使得可以精确掌控合金加入的时间、速度、重量。

（3）由于采用限位开关、压力传感器等电子元件，整套合金加料系统便于PLC集成控制。

此装置能够提高辊子的使用寿命，防止因其磨损而不能继续工作，同时提高带钢表面质量。

附图说明

图1是传统炼钢技术不生产硅钢时的合金加料系统流程图；

图2是传统硅钢生产过程中合金加料流程图。

图3是本发明实施例应运用硅钢生产中的工艺流程图；

图4是本发明的实施例中合金加料系统的正向剖视图；

附图中标号如下，1—合金地下料仓B，2—垂直皮带机，3—上称量小车，4—合金烘烤器，

5—下称量小车，6—合金汇总斗。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

如图4所示的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，包括有输送装置、烘烤装置、汇总装置，以及分别于三者相连接的电控系统，其中输送装置为垂直皮带机2，其底端连接合金地下料仓1，顶端设有投料口，其中所述的烘烤装置包括有多个并列一排的合金烘烤器4，沿合金烘烤器4排列方向的上下位置平行设置有一对导轨，其中上导轨上安装有可滑动的上称量小车3，上称量小车3可移动到投料口处，下导轨延伸出合金烘烤器4区域，并在上面安装有可滑动的下称量小车5，所述的汇总装置包括有设置在下导轨的延伸处下方的合金汇总斗6。

在本实施例中，所述的上称量小车3和下称量小车5均安装有内置料斗，内置料斗三面各带一套压力传感器,内置料斗的下部开口安装有气缸驱动的扇形阀。

在本实施例中，所述的上导轨在正对投料口的位置还安装有限位开关，用于保证上称量小车3能够滑动到正对投料口的位置。

在本实施例中，所述的合金烘烤炉4下部也带有气缸驱动的扇形阀以及振动给料器。合金烘烤炉4还安装有粉尘分离、温度检测与显示系统。

在本实施例中，所述的合金汇总斗6还包括有溜管，溜管的管口与下称量小车可实现对接，并在对接处的下导轨上安装有限位装置。

在本实施例中，所述的上称量小车3和下称量小车5的内置料斗和合金烘烤炉4的容积相同

在本实施例中，所述的电控系统包括有垂直皮带机电机开关，上称量小车电机开关，下称量小车电机开关，以及合金烘烤器加热开关。

采用本发明实施例装置所进行的生产方法, 该方法主要包括以下步骤：

1）国内某钢厂使用两座200t转炉冶炼硅钢，其中w(Si)约为3%~5%，w(Cr)约为0.4%~0.8%，综合考虑Si和 Cr的收得率、铁合金中Si和 Cr的质量分数，得出转炉冶炼硅钢每炉次生产过程中需要10t硅铁6.5t铬铁，硅铁和铬铁的堆比重分别为1.5t/m³、3.8t/m³，为便于协调生产，上称量小车3、下称量小车5及合金烘烤炉4的容积设计为6.3m³。

2）大批的硅铁合金由汽车拖运至合金地下料仓1内的料斗中，然后经料斗下方的振动给料器将硅铁合金卸入垂直皮带机2。

3）垂直皮带机2将硅铁合金从合金地下料仓1（标高-5.5米）运送到皮带机末端的料斗（标高+34.42米），这个过程每大约需要2~4min时间。

4）硅铁合金从料斗落入上称量小车3，当上称量小车3内置料斗的硅铁合金装满预设值后，垂直皮带机2停止工作，小车开始以3m/s的速度行走至合金烘烤炉4上方。

5）上称量小车3内置料斗下部的扇形阀打开，将硅铁合金卸入合金烘烤器4，合金烘烤器4的烘烤时间为55min，可将合金烘烤至400℃~600℃。

6）硅铁合金温度到达预定值后，合金烘烤炉4下部的扇形阀打开，硅铁合金卸入下称量小车5。

7）当下称量小车5内置料斗的硅铁合金装满后，小车开始以3m/s的速度行走至合金汇总斗6上方，下称量小车5内置料斗下部扇形阀打开，硅铁合金经溜管进入合金汇总斗6。

合金烘烤炉4的烘烤时间为55min，加上合金在皮带机及小车上的运转时间，大约一共为65~70 min，而200t转炉的冶炼周期约为35~40 min，这样为匹配一座转炉生产节奏，硅铁需要两台合金烘烤炉4，铬铁需要一台合金烘烤炉。考虑考虑一台合金烘烤炉检修，为匹配两座200t转炉生产，最大利用烘烤时间差，实际配置七台合金烘烤炉4生产。

Claims (8)

1.用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，包括有输送装置、烘烤装置、汇总装置，以及分别于三者相连接的电控系统，其中输送装置为垂直皮带机，其底端连接合金地下料仓，顶端设有投料口，其特征在于：所述的烘烤装置包括有多个并列一排的合金烘烤器，沿合金烘烤器排列方向的上下位置平行设置有一对导轨，其中上导轨上安装有可滑动的上称量小车，上称量小车可移动到投料口处，下导轨延伸出合金烘烤器区域，并在上面安装有可滑动的下称量小车，所述的汇总装置包括有设置在下导轨的延伸处下方的合金汇总斗。

2.如权利要求1所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的上称量小车和下称量小车均安装有内置料斗，内置料斗三面各带一套压力传感器,内置料斗的下部开口安装有气缸驱动的扇形阀。

3. 如权利要求1所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的上导轨在正对投料口的位置还安装有限位开关，用于保证上称量小车能够滑动到正对投料口的位置。

4.如权利要求1所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的合金烘烤炉下部也带有气缸驱动的扇形阀以及振动给料器，合金烘烤炉还安装有粉尘分离、温度检测与显示系统。

5.如权利要求1所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的合金汇总斗还包括有溜管，溜管的管口与下称量小车可实现对接，并在对接处的下导轨上安装有限位装置。

6.如权利要求1-5所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的上称量小车和下称量小车的内置料斗和合金烘烤炉的容积相同。

7.如权利要求1所述的用于硅钢生产的烘烤合金自动加料的装置，其特征在于：所述的电控系统包括有垂直皮带机电机开关，上称量小车电机开关，下称量小车电机开关，以及合金烘烤器加热开关。

8.采用上述装置进行硅钢生产的烘烤合金自动加料的方法，其特征在于,该方法包括如下步骤：

步骤1，启动垂直皮带机，地下料仓中的合金经过垂直皮带机上升到一定高度后,从投料口卸入上称量小车，合金料重量达到预设值之后，由压力传感器给出信号，电控系统控制垂直皮带机停止，上称量小车开行至合金烘烤炉上方，将合金料卸入合金烘烤炉；

步骤2，由于合金烘烤炉需要一定时间，因此可以在烘烤的同时，重复步骤1，将更多的料投入各个不同的合金烘烤炉，实现一次性烘烤大量合金料；

步骤3，合金料加热温度到达预定值后，合金烘烤炉底部的扇形阀在气缸作用下打开，合金料卸入下称量小车；

步骤4，装有预定重量的合金料的下称量小车开至合金汇总斗上方，并由限位装置限位停止，经溜管将合金料卸入合金汇总斗；

步骤5，重复步骤3和4，可将不同合金烘烤炉内的合金料分时段分别卸入合金汇总斗。

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