CN1039651A - 分离钢和炉渣的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连续金属熔炼法中分离炉渣和钢的 装置。该装置在接受钢桶(4)和熔炼容器(12)的排放 口之间设置分离器(15)，分离器与熔炼容器分开并有 与熔炼接受器的排放口相连的入口部分(2)，(2)尤其 是位于排放口之下，其中入口部分(2)与熔融浴的收 集室(5)之间由伸入分离器(15)的壁，尤其是一种倒 帘(6)隔开，(2)设有炉渣排出道(7)，收集室设有熔融 浴排放口或槽(20)，收集室(5)的至少部分地方设有 加热装置(18)。

Description

本发明涉及连续金属熔炼法中钢和炉渣的分离装置。

在连续金属熔炼法中，如从上方KVA接受器的炉身中连续加入金属铁的载体，如铁屑、预还原粒料或海绵铁，和与炉渣一起连续排出熔融金属所操作的KVA法中，存在着分离金属和炉渣的混合物的问题和将钢从略高于钢液化温度加热到更高的温度的问题。

该问题不仅存在于KVA方法，而且也存在于金属和炉渣被一同连续排出的其它连续操作的方法中。

在大多数情况下，排出的金属和炉渣物流被收集在盛钢桶中，当盛钢桶充注过程中或完全注满后，将炉渣从桶中除去。由于物流连续注入接受容器，该接受器的整个高度随着炉渣层厚度的增加而受到液面上升过程中炉渣从下到上的侵蚀作用，因此必须使用高质量的耐火材料炉衬，以确保接受容器有可接受的操作寿命。在二次冶炼之前，需要小心除去炉渣，这会伴随有一些缺点，如时间损失、热量损失和清除炉渣引起的物料损失。为了防止接受容器在注入物流操作、清除炉渣操作和进一步处理之前的等待期间形成固化的壳皮，接受容器必须预热到高温。

流出的并且过热程度较低的钢水，必须通过加入金属并与炉渣中所含的FeO发生放热反应来加热。这种用加热的炉渣来加热钢水的方法，由于最好要用加FeSi或Al来实施，是代价极高的，但也表明有可能通过部分还原炉渣中的FeO来提高产率。

本发明现在的目的在于提供一种本文开头提到的那种类型的装置，并以更高的经济效益和更简单的方法，在连续金属熔炼法中，特别是KVA法中收集钢水。具体而言，本发明的目的在于提供使金属浴过热的可能性，而不需在较高温度下操作熔炼过程和不会因使钢水过热导致炉渣过度过热。

为了解决这一任务，本发明装置的基本特征为：

分离器，与熔炼容器是分开的，处于接受钢桶和熔炼容器的排放口之间，其入口部分与熔炼容器的排放口相连结，尤其是位于排放口的下方，

分离器的入口部分利用浸入分离器的壁，尤其是一种倒帘与熔体浴的收集室隔开，入口部分并设有一炉渣排出道，

该壁或倒帘的下缘位于入口部分内，处于比入口部分的炉渣排出道的位置更低的地方，

收集室设有一个熔体浴的排放口或排出口，以及收集室的至少部分地方设有加热装置。由于设置了与熔炼容器和接受钢桶分开的分离器，就能提供一个缓冲空间。当盛钢桶进行更换时，金属浴和炉渣就可收集在该空间内。又因为分离器本身有入口部分，并且收集室由浸入分离器的一面壁，尤其是一种倒帘，与该入口部分隔开，所以有可能在金属浴过热时避免过度加热炉渣。为此目的，本发明的安排是给收集室的至少部分地方设置加热装置，需说明的是炉渣可与金属浴妥善分离，这是因为下述事实：浸入分离器的壁，尤其是倒帘，是以其下缘位于入口部分内低于炉渣排出口的地方。使用该收集室的这种加热装置，仅仅是使金属浴受加热，而炉渣不受加热，因此所需的过热效应可以最小的能耗来进行调节。浸入分离器的壁，能以一种特别简单的方式设计成一种倒帘，这说明有可能容易地设计一些装置，其中入口部分与收集室相互分开，两者之间只凭一条转移通道连结。这时，这种装置可优选为：入口部分可设计成一个具有耐火衬里的独立室，浸入分离器的壁可由该室的一个壁构成，该壁在邻近底部的地方是敞开的，在这种装置中，由一条斜槽，尤其是传送器的斜槽，将入口部分与熔体浴的收集室相连结，并连结位于邻近底部的开口。该转移通道因而可设计成一斜槽，或为了降低结构的高度，也可包括一传送器，这样该传送斜槽也可设计成向上方倾斜。

为了在从收集室排放前使熔融浴均匀加热，优选的装置是，熔融浴的收集室有一条作底部吹扫装置用的连接管，其中底部吹扫装置用的接头最好处于收集室的感应加热装置的区域内。

为了使炉渣区域内保持所需的炉渣稠度，而对所需温度提供更好的调节，并使腐蚀性炉渣的区域内尽可能保持耐火衬里的低磨损，该装置，尤其是其优选的方式，可选择为入口部分在一定高度之上，其耐火衬里有一种冷却装置，该高度基本上相应于分离器壁或倒帘的浸入深度。如果说能在后续的熔融浴收集室内实现过热，并在收集室的至少部分地方按本发明的要求设置加热装置，则正是依靠这种具有特定优点的装置。在这种情况下，装置的尺寸可按这样规定：入口部分能容纳装料重量的约10-50%，而收集室的加热区可容纳装料重量的10-50%。按这种方式，总是只有一部分从连续熔炼过程中排出的熔液是过热的，需要说明的是它能同时提供足以允许盛钢桶更换的缓冲空间，而不需中断连续熔炼过程。为了更换盛钢桶，接受容器可以下列方式加大尺寸，即当更换盛钢时，进入接受容器的那部分金属应确保能装得下。另一种方式，收集室和入口部分在更换盛钢桶之前，可以基本上放空，以便更换盛钢桶时提供所需的缓冲空间。

在一种特定的简单方式中，当给收集室供应熔融浴安排一种向上延伸的通道时，输送装置可以设计成一种电磁提升斜槽。使用这种设备，就有可能在短时间内改变输送量，并有可能恰在更换盛钢桶之前，短时间增加电磁提升斜槽的输送量，以便在更换盛钢桶时获得缓冲空间，和在入口部分内提供所需的缓冲容积。

为了防止入口部分内的局部固结，或收集室的排放区的局部固结，该装置最好是在入口部分内的炉渣浴之上，和/或在靠近该浴排出口的收集室内，设置燃烧器。

此外，对于更换盛钢桶来说，将可关闭的熔融浴排出口设计成一种滑动闸板之类的常用设备也是有益的。

为了防止金属浴和炉渣之间较小的边界表面内发生过于激烈的反应，该装置最好是用铝丝开卷装置将铝丝送入入口部分，这样可使入口部分内的熔融浴内的反应中止或停止。

下面，参考附图所示实施方案中的实例，更详细地说明本发明。

在附图中，

图1示出连续金属熔炼法中分离钢和炉渣用的一种发明设备的第一实施方案;

图2示出本发明设备的一种改进实施方案，入口部分与收集室是分开的;

图3示出本发明设备的另一实施方案，其中设置一收集小室作为入口部分;

图4示出本发明设备的另一改进实施方案，其中在入口部分和收集室之间设置一个虹吸装置。

按图1的实施方案，钢和炉渣的混合物进入接受部分或入口部分2，该混合物在图上由参考号1表示。在分离器的入口部分2内，金属和炉渣的混合物因密度差而分开，炉渣连续溢流入炉渣桶3。图1中还示出一接受钢桶4，钢水源源流入其中。按图1的实施方案，除入口部分2外，分离器还包括一个过热器部分5，它与入口部分2由倒帘6隔开。设置在分离器内，位于入口部分2和过热器部分5之间的倒帘或壁6，可防止经连续排炉渣装置7排入渣桶3的炉渣进入过热器部分5。在过热器部分5后面，是一排放部分，它可用一个塞子8关住。为了防止相对小的接受部分2（炉渣和金属之间在这里只有小的界面）内的炉渣和金属之间的激烈沸腾反应，设置一种铝丝开卷装置9，该装置可连续地或在必要时以可预先选择的速率向接受部分内供给铝丝，以中止或停止这种激烈的沸腾反应。

在过热器部分或收集室5内，设置一底部吹扫装置10，以确保提供一股强烈的熔融浴流，这对于均匀的热分布是重要的。在关闭塞8的区域内设置一燃烧器11，以维持相应的温度。

在图1中，由参考号12标明的是一种实施连续熔炼法的分离装置，从这种装置，金属和炉渣的物流1得到连续排放。由入口部分2和过热器部分5组成的分离器由盖子13盖上。

为了防止分离器的入口部分2的衬里的过度耗损，并得到炉渣与金属浴的合适分离，给包括倒帘6在内的炉渣区的耐火材料设置一冷却装置，在图上以参考号14表示。整个分离器在图1上由参考号15表示。

从图1还能看到，接受钢桶4除图示的燃烧器17外，还有一盖子16。过热器部分5由图上的18所示的感应炉加热。该感应炉的电源功率被设计成能使物料在最大通过量时温度可提高80至100℃。

当接受钢桶接收到所需量的待进一步处理的物料时，需要更换盛钢桶4，这时用塞子或滑动闸板8使连续排放中断一定时间。该分离器15被设计成在这种情况下不需要中断连续熔炼过程，因为可在发生炉渣溢流之前，仍有一备用空间用于接受不断流入的金属和炉渣混合物。该备用空间的设计是，在需要再一次打开排放装置之前，例如可有60吨的备用空间。而且，进行钢水的连续排放有这样的好处，即当开始排放操作之后，一定量的钢水，大约占排放量的10%，会直接流入接受钢桶，因而可大大减小钢水表面结壳的危险。在连续排放期间，当排放部分内的金属浴的液位不高时，用天然气/氧燃烧器11对浴表面进行附加的加热，以防结壳。

整个分离器15由衬耐火砖的盖子密闭起来，以保持低的热辐射损失。除入口部分的受冷却的炉渣部位外，分离器15用具有良好绝缘性能的绝缘层贴在永久性衬里背面进行隔热。为了修理或更换包括感应加热部分在内的分离器多部分的衬里，整个分离器15被安装成可以被提升或下降，可以被取出或倾斜。假如熔炼过程中断较长时间，则分离器15被倾斜放空，并转移至其加热架子上。在重新开始操作之前，向感应炉或收集室的向外位置装入废钢铁，并使之熔化，为此使可旋转移开的盖子13处于打开位置，这样就使感应炉充满钢水，直到分离器的内部充满钢水为止。倒帘6下的敞开口用耐火材料板堵上，在一段短的时间隔以后，将该板打开，令第一部分金属/炉渣从入口部分流入过热器部分。

采取这种措施，可以防止炉渣进入由感应炉所包围的区域，在一段短的时间间隔以后，当液流已经到达倒帘的下缘，就不再有炉渣从入口部分2流到分离器的其它部分。开始操作时，已经流入分离器15的过热器部分3的炉渣用还原剂使之失活，并变得刚硬。

连续熔炼法中分离炉渣和使金属过热的第二实施方案示于图2，图1中的参考号在图2中的相同结构部件上继续适用。

在图2的实施方案中，入口部分2被设计成与收集室5分开的独立室，收集室仍由感应炉18加热。在本来是倒帘6的地方，为了分离炉渣和金属浴，为独立的入口室2设置了一面侧壁来替代它。为了连接入口部分与收集室（过热器部分）5，设置了一个电磁提升斜槽19。从过热器部分向外排放金属浴的排放通道由参考号20表示。

入口部分2是一个带盖和包有耐火材料包层的容器，包层在炉渣区被冷却，以使炉渣中的FeO对包层的腐蚀降低。浮着的炉渣连续流入炉渣桶3，因而能使每单位时间内生产的钢量保持恒定，并使钢水经提升斜槽等送到收集室中。采用铝丝开卷装置9，有可能给入口部分提供铝丝，以抑制入口部分内不需要的激烈反应。盖上设置一个燃烧器21，尤其是当熔炼操作开始时，用于预热接受器及其内容物。入口部分能容纳装料重量的15-20%。该入口部分的充满程度可由控制经提升斜槽19输送的熔体的量得以调节。

电磁提升斜槽19将金属从入口部分2的底部输送到分离器15的感应部分或收集室5，其倾斜度为15度。采用这种提升斜槽，输送金属的量可根据金属和炉渣混合物的流入量进行调节。

电磁提升斜槽19的出料端朝向分离器15的感应部分或收集室5开口。为了减少热辐射损失，感应部分设有盖子22。该感应部分包括一个出料槽20，该槽20相向于电磁提升斜槽19的供入部分作对径方向排布，钢水经该出料槽20流入接受钢桶4。

感应部分的尺寸的确定原则是，使之能容纳装料重量的10-50%，并以熔融混合料的熔融负荷量为基准，能实现过热80-100℃。

接受钢桶，其上有盖子16，盖子16上装着一个燃烧器17，以补偿热辐射损失，该钢桶用于接受准备待进一步处理的金属。

为了配合更换盛钢桶所需的时间间隔，分离器15的入口部分2，在排放结束前，通过经电磁提升斜槽19输送比流入钢量更多的钢水，而得到很大程度的排空，这样就使得必需将钢水送入过热器部分或收集室5之前，有足够时间来容纳，使得在这一时间间隔内能够进行更换盛钢桶的操作。然而，也有可能在出料装置20内设置一个可关闭的排放装置，以便在更换盛钢桶期间对钢水有一定量的缓冲，因此能配合上更换盛钢桶所需的时间间隔。在这种情况下，过热器部分的上部有一个非加热段，以用作缓冲目的。这时，不再需要电磁提升斜槽19从入口部分强制排放钢水以用于缓冲目的。此外，产生的优点是当开始排放操作时，可允许一定量的钢水立即流入接受钢桶4，这也是有利于防止盛钢桶4内形成壳皮。

按照图3的实施方案，入口部分与图2的实施方案内的相似，也是与过热器部分或收集室分开的，需说明的是在图3中，入口部分被设计成一个收集小室，该小室接受连续流出的钢和炉渣的混合物，并立即连接到电磁提升斜槽19。设计成接受小室的该入口部分还有一个炉渣溢流道7，经过此道，未能被电磁提升斜槽输送的炉渣源源流出。在该入口部分2的炉渣排放区内，还设置耐火包层的冷却装置14，使炉渣的腐蚀保持低水平。由于间壁浸入入口部分2中，入口部分还设有部分侧壁，它将入口部分2与提升斜槽19分开。

与前述实施方案中的实例相似，本装置也设有铝丝开卷机9，通过该机可连续地或在需要时向接受小室或入口部分2供给铝丝，以中止或停止接受小室或入口部分2内的过激沸腾反应。电磁提升斜槽19将只是略有过热的钢水沿15°斜度连续输送到过热器部分5中，过热器部分由感应加热，并设置一个用惰性气体操作的吹扫装置用以混合钢水。从设计成将即时流入的金属过热80至100℃的过热器部分5中，经过过热的金属连续流入带盖子和预热程度较高的接受钢桶4。该接受钢桶的盖子16还装有一个天然气/氧气燃烧器17，也可使钢桶4在注入钢水时得到加热。

当钢水桶内注有预定量的钢水后并需要进行更换时，用滑动闸板23中断经通道20向接受钢桶4的连续排放，在该更换时间内，流入的钢水由过热器5的上部空间所缓冲。该缓冲容积的选择是，考虑到预定的熔炼能力，钢水还能经提升斜槽19向过热器5继续输送约5分钟。在此时间间隔内，进行盛钢桶的更换。为了防止盛钢桶4的底部结壳，可取的方法是，在将钢水连续注入该盛钢桶的开始时，将一定量的钢水突然注入，这也属于本发明的构思范围之内。

在图4的实施方案中，对于相同的结构部件，仍使用相同的参考号。在该实施方案中，入口部分2仍与过热器部分或收集室5分开。入口部分2也有炉渣排放道7，炉渣经7连续流入炉渣桶。在图上的炉渣区内也标明一个冷却装置14，以防止该部位内入口部分的衬里的过度损耗。伸入入口部分的倒帘仍用参考号6表示，需说明的是该倒帘被设计成一种带水冷的虹吸部件，经此部件，金属浴从入口部分2转入过热器部分或收集室5，收集室包括参考号18所示的感应炉。在图4的实施方案中，收集室5的盖上装有燃烧器24，入口部分2的盖子上也装有燃烧器21。为了更换接受钢桶4，在收集室5的排放槽20内装有滑动闸板23。

在图4所示的实施方案中，流入的金属在过热器部分5内受到过热80-100℃，在此例子也设置有用惰性气体操作的底部吹扫装置10。本例中，入口部分2和过热器部分5可有相似于图2实施方案中所说的容积，以通过提供足够的缓冲容积来提供更换盛钢桶的可能性。

Claims (9)

1、连续熔炼法中分离炉渣和钢的装置，其特征在于：

分离器(15)，与熔炼容器分开，被设置在接受钢桶(4)和熔炼容器(12)的排放口之间，其入口部分(2)与熔炼容器(12)的排放口相连，尤其是被设置在排放口之下，

入口部分(2)，由浸入分离器(5)的壁(6)，尤其是一种倒帘与熔融浴的收集室(5)隔开，入口部分(2)设有一炉渣排出道(7)，

壁(6)或倒帘的下缘位于入口部分内比入口部分的炉渣排出道(7)的位置更低的地方，

收集室(5)设有熔融浴排放口或斜槽(20)，

收集室(5)的至少部分地方设有加热装置(18)。

2、按照权利要求1的装置，其特征在于：

入口部分（2）被设计成包括耐火衬里的独立室，

伸入分离室（15）的壁（6）由该室的一面壁形成，该壁在邻近该室底部之处是敞开的，

斜槽（19），尤其是包括一条传送器的斜槽，与位于邻近底部的敞口部分相连，由该斜槽连结入口部分（2）和熔融浴的收集室（5）。

3、按照权利要求1或2的装置，其特征在于熔融浴的收集室（5）设有底部吹扫装置用的连接器装置（10）。

4、按照权利要求1、2或3的装置，其特征在于底部吹扫装置用的连接器装置（10）是设置在收集室的感应加热装置（18）区域内。

5、按照权利要求1至4之任一装置，其特征在于入口部分（2）设有在某一高度之上的用于耐火衬里的冷却装置（14），该高度基本上相应于壁（6）或倒帘的浸入深度。

6、按照权利要求1至5之任一装置，其特征在于斜槽（19）内导向熔融浴的收集室（5）的传送装置被设计为电磁提升斜槽。

7、按照权利要求1至6之任一装置，其特征在于在入口部分（2）内炉渣浴的上方白/或在收集室（5）内靠近熔融浴的排出口的地方安装燃烧器（11、21）。

8、按照权利要求1至7之任一装置，其特征在于熔融浴的出料槽（20）被设计成是可关闭的。

9、按照权利要求1至8之任一装置，其特征在于由铝丝开卷装置（9）将铝丝伸入入口部分（2）中。

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