CN103180466A

CN103180466A - 装料井系统和填料方法

Info

Publication number: CN103180466A
Application number: CN2011800519770A
Authority: CN
Inventors: 克努特·鲁姆勒
Original assignee: INTRACON GmbH
Current assignee: INTECO特熔技术有限公司; INTRACON GmbH
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: EP2619336B1; CN103180466B; JP2013543098A; RU2013118327A; KR20140024831A; WO2012062254A1; DE102010045825A1; EP2619336A1; US20140126604A1

Abstract

本发明涉及一种电弧炉的装料井系统以及一种给井形料仓填料的方法，该系统具有：一个能够打开的盖子；一个井形料仓；一个出料口；及至少一个抽气口。该盖子关闭预装料箱。借助一个能够打开的分隔壁，将预装料箱与井形料仓隔离开。此外，在预装料箱中设置了一个能够移动的推送板。借助于本发明，开发出一种装料井系统和一种方法，用该系统和方法显著地减少了环境污染的风险。

Description

装料井系统和填料方法

技术领域

本发明涉及一种电弧炉的装料井系统以及一种填料方法，该系统具有：一个能够打开的盖子；一个井形料仓；一个出料口；及至少一个抽气口。

背景技术

一种这样的系统已由DE10355549A1得知。在从废料筐卸载废料至炉身中时，废气会不受控制地从电弧炉逸出到周围环境中。

发明内容

本发明的目的在于，显著地减少环境污染的风险。

通过独立权利要求的特征实现了该目的。对此，该盖子封闭预装料箱。借助能够打开的分隔壁，将预装料箱与井形料仓隔离开。此外，在预装料箱中设置了能够移动的推送板。

为了给井形料仓填料，在推送板位于起始位置时以及在分隔壁已关闭时，打开盖子。将炉料装入预装料箱中后，关闭该盖子。分隔壁打开后，推送板将炉料输送到井形料仓中。

附图说明

将根据从属权利要求和以下图示所描述的结构形式说明对本发明进行进一步详细说明。

图1示出了一种带有装料井系统的电弧炉的纵剖面图；

图2示出了推送筐引导部的细节图；

图3示出了密封装置的细节图；

图4示出了预装料箱的横截面图；

图5示出了已经装载的预装料箱的纵剖面图；

图6示出了带有已部分填料的井形料仓的装料井系统；

图7示出了在装载第二废料筐体积时的装料井系统；

图8示出了对井形料仓填充了第二废料筐体积后的装料井系统；

图9示出了推送筐驶回的状态；

图10示出了图8的横截面图；

图11示出了带有液压马达驱动器的推送筐；

图12示出了弯曲的推送板；

图13示出了带有滑车组的推送板；

图14示出了带有杆状引导部的推送板；

图15示出了能够发生偏转的分隔壁；

图16示出了具有大行程的推送板。

附图标记说明

1 周围环境

2 输送设备，车间吊车

3 废料筐

4 炉料，金属废料

5 电弧炉

6 废料筐外壳

10 下炉缸

11 开口

12 电极

20 装料井系统

21 框架

22 导轨，角柱体板条

23 导向面

24 纵向

25 横向

26 侧壁

27 侧壁

28 端壁，后壁

29 泄料口

31 预装料箱

32 底板

33 梁

34 上侧

35 开口

36 外侧

37 导轮

38 前侧下面的导轮

39 后侧上面的导轮

41 漏斗，装料漏斗

42 漏斗侧壁

51 盖子

52 闸板

53 气缸活塞单元，液压的

61 推送板，端壁

62 推送侧

63 加强肋

64 起始位置

65 前侧最终位置

66 背侧

67 导杆

68 导板

71 分隔壁；端壁

72 上侧

73 定心斜面

74 71中的裂口

75 水平轴

76 密封壁

77 推料机

78 推料板

81 推送筐

82 纵梁

83 侧面

84 支撑架

85 滑板

86 丝杠

87 芯轴螺母

88 导轮

89 轮体

91 驱动单元

92 气缸活塞单元

93 气缸套

94 活塞杆

95 马达，液压马达

96 滑车组

97 滑车组

101 井形料仓

102 仓壁

103 未经冷却的仓壁

104 侧壁

105 料仓侧壁

106 出料口

107 开口

108 端壁

109 中间壁

111 最上侧区域

112 第二区域

113 第三区域

114 最下侧区域

130 抽气管

131 抽气口

141 排气管

142 水冷管

143 活门

151 推料机

152 推杆

161 滚轮

162 称重单元

具体实施方式

图1示出了一个电弧炉5，该电弧炉带有一个下炉缸10和一个装料井系统20。借助于电能和/或化石能，用电弧炉5熔炼炉料4（例如废钢）。熔炼以及精炼或均质化之后，将（例如1620°C的）钢液从下炉缸10中排出。用这样的设备，能够每小时由废钢生产100t以上的钢液。

因为炉料4的密度小于钢液密度（例如7850kg/m³）的十分之一，所以只能够将总共的、用于熔炼所需的炉料一份一份地输送到下炉缸10中。例如，对于出钢量为100t的钢液，需要使用200m³以上的金属废料。

在钢铁厂中，首先将金属废料（例如根据废料品质不同，如轻金属废料、汽车金属废料、有色金属废料、带有塑料的废料等，分开地）堆置在废料场上。例如根据之前所述的装载顺序分别装入一个废料筐3。例如在本实施例中，该废料筐3的装载量为75m³。

借助输送设备2（例如车间吊车2）将这个已加载的废料筐3输送到装料井系统20上。

也可以借助于其他的、间隔的或连续的运输装置从废料场将金属废料4输送到装料井系统20。

装料井系统20包括一个带有盖子51的预装料箱31和一个井形料仓101。借助于一个能够打开的分隔壁71，将该预装料箱31和该井形料仓101相互隔开。

该预装料箱31在本实施例中为一个方形空间，该空间具有例如130m³的容积以及一个至少大致平坦的底板32。也可以在朝向分隔壁71的方向上向下倾斜地（例如具有一个小于15°的倾斜角）形成该底板32。该底板32是由例如厚度为100mm的钢板或钢坯构成，该钢板或钢坯平放在横向25设置的多个梁33（例如：工形梁、具有正方形或矩形的横截面的空心型材梁等）上。该多个梁33与装料井系统20的水冷框架21相连接。该框架21同时用作水分配器。

将定向在装料井系统20纵向24上的侧壁26、27和背侧的端壁28安装在框架21中。可以将该多个侧壁以及该端壁形成为能够拆卸的结构，以进行维护。在本实施例中，后壁28具有一个泄料口29。底板32也可以具有一个泄料口。例如在底板32的延长部分上、侧壁26、27中，设置了定向在纵向24上的多个导轨22，参见图2。该多个导轨22的多个导向面23与水平面之间包围了例如一个45-60°的角。如有必要，也可以设置反握操作装置，例如作为出轨保险装置。

在图1的描述中，预装料箱31的、前面的端壁由分隔壁71构成。该分隔壁71（参见图3）是由钢板建造而成（例如板状），并且（例如在分隔壁的上侧72上以及侧面上）具有定心斜面73，该定心斜面用于相对于预装料箱31密封井形料仓101。分隔壁71可以具有加筋杆。分隔壁71在分隔面的平面中的投影面大于推送板61在同样的平面中的投影面。

预装料箱31的上侧34有一个（例如矩形的）开口35。该开口35的面积可以等于或者小于底板32的面积。

在图1所描述的实施方式中，将预装料箱31的上侧34密封在漏斗41上。该漏斗突出到预装料箱31中，以使至少角柱体板条22位于漏斗41的阴影中。从而使垂直落下的炉料4不会损坏导轨22。

在本实施例中，漏斗41具有多个未经冷却的壁面。漏斗侧壁42与开口35的表面所夹的角为例如60°。

在图1的描述中，将盖子51设置在漏斗41的上方。该盖子51包括一个（例如液压驱动的）闸板52，该闸板能够在一个打开的最终位置和一个闭合的最终位置之间往复运动。

闸板52位于闭合的最终位置上时，该开口35几乎是密封关闭的。闸板52位于打开的最终位置上时（参见图6），漏斗41的上侧是完全敞开的。本实施例中，将闸板52的驱动器（例如两个相互平行设置的液压气缸53）设置在井形料仓101上。

还可以考虑，将盖子51设置在开口35和漏斗41之间。那么可以将闸板52设计的相应更小。

此外，将推送板61设置在预装料箱31中。该推送板是定向在装料井系统20横向24上的平板（例如加强板），该平板具有例如100mm的厚度。在图1的描述中，将推送板61垂直地设置。该推送板可以具有垂直的和/或水平的加强肋。

该推送板61也可以沿水平的和/或垂直的弯曲线弯曲。该弯曲线在两种情况下都位于面对分隔壁71的、推送板61的推送侧62上。

图12示出了形成为铲形的推送板61。该推送板有恒定的、具有垂直弯曲线的曲率半径，该曲率半径为推送板61的宽度的两倍。此外，该推送板61围绕一条水平轴弯曲。在背侧66上设置了（例如5条）垂直方向的加强肋63。如果需要，可以在推送侧62上设置附加的、垂直方向的薄板，例如在推送板61的外部边缘上。还可以考虑，将推送板61在下部区域中形成为梯形、V形、半圆形等。

在图1所示的起始位置64上，将推送板61设置在垂直地投影的开口截面的外部，即在漏斗41的阴影中。

在本实施例中，推送板61和分隔壁71构成了推送筐81的多个端壁61、71。连接分隔壁71和推送板61的（例如六条）纵梁82总共具有例如至少1000mm²的承受拉力的横截面积。可以将单个的纵梁82形成为实心或空心型材。在本实施例中，将上下敞开的推送筐81的多个侧面83钉上厚度为30mm的薄板。在本实施例中，推送筐81的最大接纳容量比废料筐3的容量大10%。上面的纵梁82可以形成为限位板条，该限位板条将推送筐81保持在该推送筐的轨道中。

推送板61和分隔壁71在下部区域中、横向上是倾斜的，参见图2。将多个滑板85设置在该倾斜面中（例如支撑架84上）。在本实施例中，借助于滑板85，将推送筐81支撑在重力方向上和横向25上。

在推送板61上设置了驱动单元91，该驱动单元支撑在预装料箱31上或者井形料仓101上，参见图4。在本实施例中，该驱动单元91包括两个气缸活塞单元92，将该若干个气缸活塞单元设置在推送板61的两侧上、紧靠在预装料箱31的外侧36上。单个的气缸活塞单元92具有例如一个水冷气缸套93和引导在该气缸套中的、带有活塞杆94的活塞。活塞的直径例如为300mm，活塞杆的直径为160mm。气缸活塞单元92的工作压力例如为160×10⁵Pa。活塞行程例如为5.4m。

井形料仓101具有例如200m³的总容量，以及在垂直方向上具有四个区域111-114。在所有的区域111-114中，井形料仓101具有至少大致的、垂直于垂线的一个矩形横截面和多个平滑的仓壁102。在下部区域中，该井形料仓会逐渐地、成锥形地变细。可以将井形料仓101设置在相对于预装料箱31的纵向24方向上（参见图1）或横向25方向上。

最上侧区域111的高度约为料仓高度的40%，该最上侧区域在至少其中一个定向在横向上的端壁上具有一个抽气口131，该抽气口用于连接抽气管130，参见图10。在图1的描述中，该抽气口131具有一个至少大致上为三角形的、横截面积例如为1.4m²的横截面。该横截面也可以形成为圆形、矩形、椭圆形等。井形料仓101也可以具有若干个抽气口131。该抽气口131的下边缘位于推送板61的上边缘的平面上方。

在最上侧区域111中，导轨22例如通到井形料仓在纵向24上所限定的、未经冷却的仓壁103。在预装料箱31的方向上，借助于分隔壁71限定了在图1描述中的这个区域。

在第二区域112中，井形料仓101的横截面在其定向在横向25上的多个端壁104上，从上向下地变细，参见图10。料仓侧壁105与水平面所夹的角等于漏斗侧壁42与该平面所夹的角。

第三区域113具有恒定的横截面。该第三区域的高度例如为井形料仓101高度的25%。如果第二区域112的井形料仓101的锥形部分直通到最下侧区域114中或最下侧区域旁，也许可以取消该区域113。

最下侧区域114（例如在侧壁103上）具有一个出料口106。该出料口106例如与电弧炉5的下炉缸10的开口11相对应。经过该若干个开口106，11，将炉料4从井形料仓101输送到电弧炉5的下炉缸10中。

为了在井形料仓101的区域中输送炉料4，装料井系统20拥有例如一个推料机151。通过移动推料机151的推杆152，将单份的炉料4输送到下炉缸10中。

借助于重力、回转装置、振动装置、牵引工具驱动等，也可以将炉料4从井形料仓输送到下炉缸10中。

在靠近下炉缸10的、装料井系统20的侧面上设置一个排气管141，该排气管的顶端通到井形料仓101中为止。该排气管141的管套是由水冷管142组成。将一个能够调节的活门143安装在排气管141中。正如所描述的一样，该活门可以是所谓的蝶形活门或片状活门。

在本实施例中，将整个的装料井系统20形成为能够移动的。例如借助于驱动器和多个滚轮161，可以将该系统20移动离开下炉缸10约两米远的行程。这样不会妨碍取出下炉缸10或在下炉缸10上的维修工作。

为了装填炉料4，首先（例如借助于车间吊车2）将已装满的废料筐3定位在盖子51的上方。推送板61位于起始位置64上，关闭分隔壁71。打开盖子51之后，（例如液压地）打开废料筐外壳6。金属废料4落入推送板61和分隔壁71之间的预装料箱31中，即在本实施例中，落入推送筐81中。排空废料筐3之后，可以关闭该废料筐和盖子51。现在装料井系统已完全地封闭。

图4和图5示出了装载了废料筐容量之后的装料井系统20。这里，图4示出了预装料箱31区域中的横截面，图5示出了预装料箱31区域中的纵剖面。推送筐81已接收了所有的废料筐容量。闸板52已闭合。分隔壁71紧挨着炉身置中，并且相对于预装料箱31密封井形料仓101。设置在推送板61上的密封壁76在该起始位置64上不起作用。

一旦井形料仓101中的炉料4的高度位于规定的极限值以下，就会将金属废料4从预装料箱31输送到井形料仓101中。例如借助于称重单元162能够确定该高度。

对此借助于驱动单元91，将推送筐81输送到图6所示的前侧最终位置65。这时打开分隔壁71。推送板61沿着底板32推动金属废料4，直至金属废料4落入井形料仓101中。本实施例中，在前侧最终位置65上，通过密封壁76将预装料箱31和井形料仓101之间的开口关闭。排空推送筐81之后，可以将推送筐81再次输送到起始位置64上。如图6所示，金属废料4现在位于井形料仓101中。可能遗留在底板32上的金属废料部分能够经过泄料口29清除。

现在可以借助于推料机151，将金属废料4输送到下炉缸10中。随着电极12在金属废料4中触发，熔炼过程开始。抽气装置将熔化过程中产生的废气，经过井形料仓101吸入抽气口131中。视活门143的位置而定，可能会通过排气管141吸出一部分废气。

经过熔炼过程所加热的废气在流过井形料仓101时，将废气的一部分能量释放到存放在那里的金属废料4上。在废气冷却的同时，将金属废料4进行了预热。

在起始位置64上，可以如上所述地重新装载推送筐81。图7对此进行了描述。再次关闭分隔壁71。从而，在对装料井系统20进行装载时，废气不会从下炉缸10进入到周围环境1中。例如，电弧炉5能够在对预装料箱31进行装载时不中断地继续熔化金属废料4。

这时借助于推料机151，将金属废料4（例如以有规律的时间间隔）继续地输送到下炉缸10中，并且继续进行熔炼过程。一旦井形料仓101中的金属废料4的高度低于所述极限值，就能够（不间断熔炉熔炼过程地）将下次的容量从推送筐81输送到井形料仓101中。如上所述地进行操作。输送完第二个推送筐容量之后，金属废料4位于例如如图8和10所示的位置。该金属废料4局部地从推送筐81滑落到井形料仓101中。将该推送筐81暂时锁定在这个位置。密封壁76相对于预装料箱31关闭井形料仓101。

在继续运行的过程中，废气穿过整个的金属废料堆，以预热井形料仓101中的全部金属废料4。借助于推料机151，将金属废料继续地输送到下炉缸10中，因此，随着加工时间的增加，金属废料堆的高度下降。一旦该高度低于所述的极限值，推送筐就再次移动到起始位置64上，参见图9。可以将下一筐的填料（例如用于下次熔炼的第一筐）装入预装料箱31中。出料之后，为了下次熔炼，将已经预热的金属废料4输送到下炉缸10中。

图11示出了一个推送筐81，其驱动单元91包括一个马达95，例如液压马达。如在第一个实施例中一样地建立导向系统22、85。平行于推送筐81的起升行程设置一个（例如绞合成丝杠86形式的）方钢。将该方钢能够旋转地安置在纵向上、（例如装料井系统20的外侧36上）装料井系统20的两个端壁28、108上。

推送筐81有一个芯轴螺母87，该芯轴螺母包围着丝杠86。在丝杠86的区域中，分隔壁71有一处（例如借助于能够活动的垫片和曲径式密封装置密封的）裂口74。

借助于液压马达95来驱动丝杠86，以移动推送筐81，该液压马达可以包括一个减速器。如果需要，可以在推送筐81的两侧上设置带有芯轴螺母87的丝杠86。借助于一台或两台液压马达进行驱动。如果需要也可以使用多台电动机。

图13示出了另一种驱动的变体。推送板61在这里能够借助于两个滑车组96、97移动。多个绳索96、97穿过装料井系统20的、纵向侧面的多个炉壁，并且通过导向轮、以及必要时通过滑轮组和/或盘绳滚筒，在装料井系统20的外壁上引导该多个绳索。例如借助于电动马达或液压马达驱动后者（盘绳滚筒）。在所示的纵剖面图中，将设置在推送侧62上的绳索96固定在下部，将设置在推送板61的背侧66上的绳索97固定在上部。两侧上都有一个侧面设置的导轮88在（例如设置成与水平面呈45°角的）导轨22上行驶。该若干个导轮88具有（例如在轴上滑动的）轮体89。本实施例中所使用的、旋转的滑动轴承套是由例如铅含量为7%的铜锡合金-青铜制成的。这里也可以使用滑板85代替导轮。

也可以使用单一的绳索96、97。视马达95的旋转方向而定，拉动推送板侧或分隔壁侧的绳索区段96、97，从而将推送板61输送到起始位置64上或最终位置65上。

如有必要，可以在这样的结构形式中免去防止出轨装置和/或支承滚轮88。对此，可以（例如斜向下或斜向上地）引导滑车组。也可以将推送筐81悬挂式地设置在张紧的绳索96、97上。分别通过导板68，以及在到达行程终端64、65时通过分隔壁71和密封壁76进行定中心。

图14示出了一个带有导杆67的推送板61。该导杆例如朝向后壁28的方向上突起。在该导杆上设置了（例如四个）侧面的导轮37，该多个导轮相互之间的距离大于导杆67宽度的两倍。其他的多个滚轮滚压在导杆67的前侧下面38以及后侧上面39上。例如借助于气缸活塞单元或液压马达驱动（例如借助于多个肋部63加强的）推送板61，该液压马达借助于摩擦轮或啮合的小齿轮驱动导杆67。鉴于小齿轮驱动，在导杆67上设置了例如齿条。

分隔壁71在图15所示的实施例中实施为与推送板61分开的。例如，该分隔壁能够围绕水平轴75，能够偏转地设置在预装料箱31和井形料仓101之间的中间壁109中。

为了将金属废料4从预装料箱31输送到井形料仓101中，能够移动的推送板61将金属废料4推向井形料仓101的方向。该金属废料4推开分隔壁71，该分隔壁在图15的描述中（例如逆时针地）转动。一旦推送板61经过中间壁109，分隔壁71就放在推送板61上。将与推送板61一起运行的密封壁76压在中间壁109上。在本实施例中，也阻止了废气从井形料仓101穿过预装料箱31漏出。

推送板61驶回时，分隔壁71在重力的影响下，再次翻转到该分隔壁的（例如垂直的）起始位置上。于是该分隔壁再次使预装料箱31和井形料仓相互密封。

分隔壁71也能够单独地移动，或者能够借助于驱动器发生偏转。

在图16中，推送板61和密封壁76相互之间的间隔为例如1.5m。推送板61这时可以继续向井形料仓101的中间方向移动。例如这样可以整平井形料仓101中的金属废料4。

此外，在推送板61中设置了一个推料机77。例如就像装料井系统20的推料机151一样地构造该推料机。该推料机77的推料板78能够相对于推送板61移动。对此，该推料板78在所示的原位上与推送板61的推送侧62齐平。从该位置出发，该推料板能够向井形料仓101中心的方向移动（例如1m）。该推料板78的宽度可以与推送板61的宽度相一致，或者窄于推送板的宽度。该推料板78可以包含多个单独的部分。

也可以考虑各种不同的实施方式的结合方案。

Claims

1.一种电弧炉（5）的装料井系统（20），所述装料井系统具有：一个能够打开的盖子（51）；一个井形料仓（101）；一个出料口（106）；及至少一个抽气口（131），其特征在于，

-所述盖子（51）封闭预装料箱（31），

-借助一个能够打开的分隔壁（71），将所述预装料箱（31）与所述井形料仓（101）隔离开，以及

-在所述预装料箱（31）中设置了一个能够移动的推送板（61）。

2.根据权利要求1所述的装料井系统（20），其特征在于，所述推送板（61）形成为铲形。

3.根据权利要求1所述的装料井系统（20），其特征在于，所述预装料箱（31）具有一个装料漏斗（41）。

4.根据权利要求1所述的装料井系统（20），其特征在于，所述分隔壁（71）在分隔面的平面中的投影面大于所述推送板（61）在同样的平面中的投影面。

5.根据权利要求1所述的装料井系统（20），其特征在于，所述推送板（61）和所述分隔壁（71）构成了推送筐（81）的多个端壁。

6.根据权利要求5所述的装料井系统（20），其特征在于，所述推送筐（81）是无底的。

7.一种对根据权利要求1所述的装料井系统（20）的井形料仓（101）进行填料的方法，

-其中，在所述推送板（61）位于起始位置（64）时，以及分隔壁（71）关闭时，打开所述盖子（51），

-其中，将炉料（4）装入所述预装料箱（31）中之后，关闭所述盖子（51），以及

-其中，在所述分隔壁（71）打开之后，所述推送板（61）将炉料（4）输送到井形料仓（101）中。