CN104422273A - 电弧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电弧炉，该电弧炉包括：炉体，所述炉体为有底圆筒状；炉盖，所述炉盖能够打开地关闭所述炉体的开口；电极，所述电极设置在所述炉盖处并通过放电熔解供给到所述炉体内的金属材料；倾动床，所述倾动床能够在大体上垂直于所述倾动床的平面内倾动；以及转动机构，所述转动机构在比所述炉体的外周靠内侧的位置设置于所述倾动床，以支撑所述炉体的底壁，所述转动机构使所述炉体绕着所述炉体的筒轴线转动。

Description

电弧炉
技术领域
本发明涉及一种电弧炉，特别涉及一种能均匀熔解的电弧炉。
背景技术
在电弧炉(特别是三相电弧炉)中，已存在炉中的金属材料不能均匀熔解的问题。即，在金属材料的熔解在三个电极中的每一个附近的热点快速进行的同时，金属材料在远离各电极的冷点趋向于保持未熔解。因此，已存在如下问题：在冷点需要多于熔解金属材料必要的电能，由于热点处供给过量的电能导致炉壁内衬损伤。从而，专利文献1提出了通过使有底筒状的炉体能绕着其筒轴线转动并且互换热点和冷点使得能均匀熔解的电弧炉。
专利文献1：日本特开昭60-122886
发明内容
然而，在上述的传统的电弧炉中，已存在如下问题：由于用于转动炉体的齿条和齿轮、减速机、电动马达等设置在炉体的周围的外侧，因此整个电弧炉的尺寸向外侧增大而大型化。此外，传统的电弧炉还有因为炉不能倾动浇注导致的操作效率低的问题。
因此，本发明要解决如上问题，本发明的目的为提供一种在能够使材料均匀熔解的同时通过避免整个电弧炉大型化以及能够倾动浇注而实现操作效率提高的电弧炉。
为了达到上述目的，本发明提供一种电弧炉，该电弧炉包括：炉体(1)，所述炉体为有底圆筒状；炉盖(2)，所述炉盖能够打开地关闭所述炉体(1)的开口；电极(3)，所述电极设置在所述炉盖(2)处并通过放电熔解供给到所述炉体(1)内的金属材料；倾动床(5)，所述倾动床能够在大体上垂直于所述倾动床的平面内倾动；以及转动机构(4)，所述转动机构在比所述炉体(1)的外周靠内侧的位置设置于所述倾动床(5)，以支撑所述炉体(1)的底壁(11)，所述转动机构使所述炉体(1)绕着所述炉体的筒轴线转动。
本发明的电弧炉具有转动机构设置在倾动床上且炉体安装在转动机构上的结构。因此，能够倾动浇注，并提高了操作效率。此外，由于转动机构在比炉体的外周靠内侧的位置设置在倾动床上，没有东西向炉体的外侧突出，防止了整个炉的尺寸向外增大而大型化。炉体通过转动机构绕着筒轴线转动，由此热点和冷点的位置相互替换，实现了材料的均匀熔解。
此外，在本发明的电弧炉中，优选地，所述转动机构(4)包括：环状体(41)，所述环状体设置在所述炉体(1)的底壁(11)的外周部处，并且具有连接部(42)，所述连接部形成于所述炉体的内周面；轴承构件(8)，所述轴承构件设置在所述环状体(41)的底面的必要部处，从而以使所述环状体(41)能够绕着所述环状体的中心转动的方式支撑所述环状体(41)；以及驱动机构(92、93、95)，所述驱动机构设置于所述倾动床(5)的位于所述环状体(41)的内侧的部分，并且具有连接到所述连接部(42)的输出部。
根据本发明，炉体被具有紧凑结构的轴承构件可转动地支撑，具有在炉体的内周面形成的连接部的环状体连接到驱动机构并被转动地驱动，由此炉体能被可靠地转动。
此外，优选地，止动机构(961、963、964)设置在环状体(41)侧和倾动床(5)侧，并且在所述环状体(41)处于预定转动位置的情况下彼此配合以限制所述环状体(41)的转动。
根据本发明，炉体的转动被止动机构限制，例如，在炉体直接面对出钢场(tapping yard)的状态下炉体的转动被止动机构限制，由此使得能进行可靠的出钢操作。
括号中的附图标记示出了与将稍后描述的实施方式中记载的具体手段的对应关系。
如上所述，根据本发明的电弧炉，在能够使材料均匀熔解的同时，通过避免整个电弧炉大型化以及能够倾动浇注而实现操作效率的提高。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式中的电弧炉的总体竖直截面图；
图2是转动机构的总体立体图；
图3是转动机构的总体平面图；
图4是沿图3的线IV-IV截取的截面图；
图5是沿图3的线V-V截取的截面图；
图6A至图6F是示出了电弧炉的操作步骤的炉体的示意性水平截面图；
图7是本发明的第二实施方式中的转动机构的半部的平面图；以及
图8是沿图7的线VIII-VIII截取的截面图。
附图标记说明
1：炉体
11：底壁
2：炉盖
3：电极
4：转动机构
41：支撑框架(环状体)
42：齿轮体(连接部)
5：倾动床
6：倾动体
92：液压马达(驱动机构)
93：齿轮体(驱动机构)
95：齿轮体(驱动机构)
961：鞘构件(止动机构)
963：驱动缸(止动机构)
964：栓构件(止动机构)
具体实施方式
注意的是，将在下文描述的实施方式仅仅是示例，由本领域技术人员在不脱离本发明的要旨的范围内做出的各种设计改进也包括在本发明的范围内。
(第一实施方式)
图1示出了包括本发明的结构的电弧炉的截面图。该电弧炉包括为向上开口的有底圆筒状的炉体1。炉体1的开口被向上分开并且能够被转动打开的炉盖2关闭。三个(图中仅示出两个)电极3贯通炉盖2并插入到位于炉盖2下方的炉体1内。炉体1的底壁11以凸状向下弯曲，底壁11被将稍后说明的转动机构4支撑。转动机构4设置在倾动床5上。倾动床5构成倾动体6的顶面。倾动体6具有以凸状向下弯曲的底面，该底面的顶点位于水平基台7上。
在竖直方向上配置的驱动缸62的上端可转动地连接到设置在倾动体6的一端的支架61。驱动缸62的下端可转动地连接到安装在床面(图1中未示出)上的支架。因此，当驱动缸62向上伸长时，倾动体6在基台7上滚动，倾动床5向图1中的右下方倾斜。由此，被支撑在倾动床5上的炉体1也向图1中的右下方倾斜，并且能使炉体1中的钢水出钢。当驱动缸62收缩时，倾动床5向图1中的左下方倾斜，由此能执行炉渣的排出。
图2示出了转动机构4的总体立体图。图3示出了转动机构4的总体平面图。转动机构4具有包括许多个立壁的圆环形状的支撑框架41，并且支撑框架41是环状体。炉体1(图1)载置在支撑框架41的顶面并固定到支撑框架41的顶面。环状齿轮体42固定到支撑框架41的内周部的底面上的整个圆周(参见图4)。注意，齿轮体42不必须设置在整个圆周，而可以仅设置在必要部分。
在齿轮体42中，作为连接部的齿形形成在内周的整个圆周上。此外，齿轮体42的外周中间部通过形成矩形断面向外突出，以构成轴承构件8的内环部81。具有U形截面的外环部82配置成包裹内环部81，滚柱轴承83插入在外环部82的凹面与内环部81的顶面和底面以及外周缘面之间。外环部82具有固定到倾动床5(图1)侧的底面。注意，齿轮体42的齿形可以仅形成在必要部。此外，连接部不必须总是齿轮体42的齿形。
通过如上所述的结构，支撑框架41被轴承构件8支撑，使得支撑构件41能够在与倾动床5平行的平面上绕着轴承构件8的环心转动。由此，被具有圆环形状的支撑框架41的转动机构4支撑的炉体1(图1)能够绕着其筒轴线转动。
齿轮箱91(图3)设置在支撑框架41的环状内侧处倾动床5上的径向对称位置，齿轮体配置在齿轮箱91内部。图4示出了详细情况。在图4中，包括驱动机构的液压马达92以竖直姿势设置在倾动床5侧，齿轮体93装配到液压马达92的输出轴。齿轮体93与齿轮体95啮合，齿轮体95被竖直地设置在倾动床5侧的轴体94可转动地支撑，齿轮体95与上述环状齿轮体42的齿形啮合。
由此，当液压马达92沿正反方向转动时，支撑框架41经由齿轮体93、95和42沿正反方向转动。在本实施方式中，通过液压马达92，支撑框架41(即炉体1)能够从图3示出的炉体1的出钢口直接面对出钢场的原始位置沿逆时针方向在50°的范围(图3的点划线)内转动。
止动机构96配置在支撑框架41的周向上的两个齿轮箱91之间的中间位置。图5示出了止动机构96的详细情况。在图5中，支撑框架41设有朝向内侧的鞘构件961。鞘构件961是圆筒体，在鞘961的内侧的半部的内周形成逐渐向内扩大的锥形。在倾动床5侧，通过驱动缸963在内外方向上直线进退的栓构件964设置在架台962上。栓构件964形成为圆柱体，栓构件964的位于外侧的前端部沿前端方向直径逐渐减小，栓构件964的后端连接到驱动缸963的杆965。
当支撑框架41在原始位置时，鞘构件961直接面对栓构件964，如图5所示，反之当栓构件964被驱动缸963推进时，栓构件964前进到鞘构件961内，栓构件964的锥形的前端部嵌合到鞘构件961的锥形的半部内。从而，可靠地限制了支撑框架41(即炉体1)的转动，并且能够在这种状态下通过倾动体6执行炉体1的出钢倾动或出渣倾动。
下文将参照图6A至图6F说明在如上的电弧炉中对金属材料(回炉料)进行熔解的情况下的步骤。注意，在图6A至图6F中，炉体1内的斜线部示出了未熔解的回炉料，空白部示出了熔解的回炉料。此外，附图标记12表示出钢口，附图标记13表示出渣口。在图6A和图6B中均示出了第一熔解时期，在第一熔解时期中，炉体1中的回炉料被来自三个电极3的电弧放电(空白箭头)熔解。在这个阶段，极度的熔解不均匀性还未发生(图6B)。在图6C和图6D中均示出了第二熔解时期，在第二熔解时期中，在打开炉盖2并预先将炉体1从原始位置转动50°之后(图6C中的黑箭头)，回炉料被追加装入(图6C)。
当在上述状态下炉盖2被关闭且炉体1中的回炉料被来自三个电极3的电弧放电熔解时，在炉体1的周向上交替地产生三个热点和三个冷点，回炉料被不均匀地熔解(图6D)。因而，在接下来的氧化增热时期中，炉盖被向上分开，炉体1再次转动返回到原始位置(图6E的黑箭头)，未熔解的回炉料移动到热点。当在这个状态下关闭炉盖2并再启动来自电极3的放电时，电力有效地供给到未熔解的回炉料，进行快速熔解，全体回炉料被均匀地熔解(图6F)。
(第二实施方式)
图7和图8示出了本发明的转动机构的另一个示例。在本实施方式中，多个液压马达10和固定到该多个液压马达10的输出轴的驱动辊101以一定间隔设置在架台102上，架台102沿支撑框架41的环状的整个圆周(图7仅示出了圆周的一半)设置在支撑框架41下方的倾动床5侧。驱动辊101具有直径朝向支撑框架41的外侧(图8中的右侧)扩大的锥形形状，设置在支撑框架41的内周部的底面的整个圆周的环状间隔体411载置在驱动辊101上。
间隔体411具有形成为沿着驱动辊101的外周的倾斜面的底面，在间隔体411载置在驱动辊101上的状态下，间隔体411支撑支撑框架41使得支撑框架41与倾动床5平行。归因于这种结构，当各自的液压马达10同步转动时，载置在驱动辊101上的支撑框架41(即，炉体1)绕着炉体1的筒轴线转动。能够期待本结构对现场的粉尘环境的更多的耐久性。
本申请基于2013年8月31日递交的日本专利申请No.2013-180757，其全部内容通过引用被包含于此。

Claims (3)

1.一种电弧炉，其包括：
炉体，所述炉体为有底圆筒状；
炉盖，所述炉盖能够打开地关闭所述炉体的开口；
电极，所述电极设置在所述炉盖处并通过放电熔解供给到所述炉体内的金属材料；
倾动床，所述倾动床能够在大体上垂直于所述倾动床的平面内倾动；以及
转动机构，所述转动机构在比所述炉体的外周靠内侧的位置设置于所述倾动床，以支撑所述炉体的底壁，所述转动机构使所述炉体绕着所述炉体的筒轴线转动。
2.根据权利要求1所述的电弧炉，其特征在于，所述转动机构包括：
环状体，所述环状体设置在所述炉体的底壁的外周部处，并且具有连接部，所述连接部形成于所述炉体的内周面；
轴承构件，所述轴承构件设置在所述环状体的底面的必要部处，从而以使所述环状体能够绕着所述环状体的中心转动的方式支撑所述环状体；以及
驱动机构，所述驱动机构设置于所述倾动床的位于所述环状体内侧的部分，并且具有连接到所述连接部的输出部。
3.根据权利要求2所述的电弧炉，其特征在于，所述电弧炉还包括：
止动机构，所述止动机构设置在环状体侧和倾动床侧，并且在所述环状体处于预定转动位置的情况下彼此配合以限制所述环状体的转动。
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