CN1081785C - 金属碎料运输机 - Google Patents

Abstract

在一种用于将金属碎料送入加工炉例如电弧炉等的金属碎料输送机中，当通过加工炉的排出气体预热金属碎料时，金属碎料输送机的四周被气体密封罩所覆盖，气体通道布置在所输送的金属碎料的上方，排出气体通路部分布置在金属碎料输送机的下方，并且通过排出气体吸入空间布置一根与排出气体通路部分相通的排出气体吸管。在此输送机中，用于使气体通道内的排出气体能够从其表层到下层穿过金属碎料的排出气体流通通路形成在金属碎料层中，使得金属碎料的预热在整个金属碎料层中都可以有效地进行。

Description

金属碎料运输机

本发明涉及到一种运输装置，用于将金属碎料运送到熔化金属材料并精炼熔化的金属的加工炉中，例如电弧炉。

将金属碎料送入用于熔化金属材料、精炼熔化的金属材料的加工炉，例如电弧炉通常按下列方法进行。

先将金属碎料装入一种称为“料斗”的容器中，然后此料斗通过天车送到靠近电弧炉的位置。电弧炉装有一个可转动的炉盖。当装入金属碎料时，此炉盖翻转并打开。然后，将料斗移到炉的上方，并打开料斗的底部以便将金属碎料装入炉中。

将金属碎料装入电弧炉是按分批方法进行的，每炉两次或三次。然而，根据这种方法，问题是在装入金属碎料时炉盖必须始终打开，因而炉子的热辐射很大。另一个问题是由于灰尘等的产生，使操作环境恶化。

因此，已经提出了各种连续装入金属碎料的方法作为将金属碎料装入炉中而不打开炉盖的方法。在这种情况下的熔炉操作中，当前一出炉操作中还留有适当量的熔化金属时，就开始熔化操作。因此，这一操作从熔化初始阶段开始在普通精炼状态中进行。

在精炼阶段条件下的操作中，适当地保持熔化钢上面的渣层厚度以便提高电弧的热效率是非常重要的，而通常渣厚受到由碳和氧的反应所产生的一氧化碳CO气体生成的影响。因此，在炉中生成的气体量比普通方法中的气体量要大。换句话说，有效地利用排出气体的热量的技术变得很重要。例如，日本的非实质性审查专利公开(Kokci)No.4-4245描述了一种将金属碎料装炉的技术，在此技术中，将排出气体引入一台上面具有气体通道的金属碎料输送机，并且以与金属碎料运动方向逆流的方式输送排出气体以便预热金属碎料。

然而，这种金属碎料输送机有这样一种结构即：它的排出气体在具有气体通道的输送机中金属碎料的上方流动。由于金属碎料的预热只加热了金属碎料的表层部分，热量不能充分地传到金属碎料的下层部分。因此，为了提高预热温度，有必要或者加大输送机的横向宽度以便增加热传导面积，或者加长输送机的长度以便保证较长的预热时间。换句话说，带来了机构尺寸变大的问题。

此外，在输送机上的金属碎料进入气体通道的部位，气体密封很困难，并且外部空气与排出气体被同时吸入。因此，也降低了集尘效率。

本发明的目的在于解决上面所描述的问题。在一台用于将金属碎料装入例如电弧炉等加工炉的金属碎料输送机中，当利用来自于加工炉的排出气体预热金属碎料时，本发明使用了这样一种构造即金属碎料输送机的四周由一气体密封罩所覆盖，一条气体通道布置在所运送的金属碎料的上方，排出气体通路部分布置在金属碎料的下方，并且穿过排出气体的吸入空间布置有与排出气体通路部分相通的排出气体吸气管。根据这种输送机，在金属碎料层的内部装有排出气体流通通路，这一流通通路可以使气体通道中的排出气体通过金属碎料的表层到达金属碎料的下层，并且在金属碎料的所有层中能够极为有效地预热金属碎料。

换句话说，在熔炉中生成的高温排出气体被引入到具有气体通道的金属碎料输送机中，并且从输送机上的金属碎料上方流过，同时排出气体的一部分或全部穿过金属碎料的各层，然后流过输送机下方的排出气体通路部分，并排到排出气体管，此管穿过通路部分对面的空间。

由于上述排出气体的流动，金属碎料的表层部分通过排出气体的热对流和辐射热传导而被预热。由于因穿过金属碎料层内部的排出气体的热对流而引起的热传导增加了碎料之间的导热热传导，甚至输送机中金属碎料的下层部分都可以预热。通常，对流热传导量远大于金属碎料之间的导热热传导量。因此，预热效果可以得到显著增加。

当金属碎料输送机由板式输送机系统构成时，最好在输送机的底板部分加工一个具有缝状或网状孔结构的排出气体通路部分，而当输送机由振动输送机系统构成时，最好在输送机的底板和侧板之间布置一个缝状的排出气体通路部分。在这种情况下，即使金属碎料是冲压薄板所得到的碎屑，如针状碎屑等，排出气体通路部分的堵塞问题也能有效地解决。

在输送机的金属碎料装料部分中，具有能够开启和关闭的上盖和下盖的金属碎料进料料斗布置在输送机的上方，而将金属碎料送到金属碎料输送机上的装置布置在料斗的下方。此外，料斗和送料装置用上述的气体密封罩覆盖。根据这种结构，气体密封罩的内部环境条件可以随意控制，此外，外部空气也能被隔绝。因此，这种结构便于操作输送机。

不用说，也可以引入来自其它系统的排出气体生成源的排出气体，以便控制气体密封罩中排出气体的温度和气体量。

图1是本发明一个实施例的正面纵向剖面图；

图2是图1中沿线A-A剖分的剖面图；

图3是图2中沿线B-B剖分的剖面图；

图4是本发明另一实施例的顶视图；

图5是图4的正视图；

图6是图4中沿线C-C剖分的部面图；

图7是本发明又一实施例的顶视图；

图8是本发明又一实施例的正视图；以及

图9是表示一例金属碎料平均预热温度的模拟结果的曲线图。

参考附图下面将对本发明作详细描述。

图1至3所示的装置表示了用板式输送机系统作为输送机的情况。

图1中，如图2和3所示输送机2通过连接装载板H和连接若干组件(没示出)而构成，装载板H由侧板3和底板4组成，并且其上部为敞开的。输送机2通过输送机驱动装置可以从金属碎料装载部分15移动到靠近加工气体通路部分加工在盒状箱体的底板4上。

用于构成排出气体吸入空间6-1的排出气体吸入腔6布置在位于这种输送机通路中间部分的排出气体吸入区中，并与上述的孔相通。排出气体的管7和调节器8布置在吸入腔内。

为了增大上述吸入腔的吸力，侧板3的上端面和气体密封罩10的内表面之间的间隙要减小，并且在底板4的下表面装有凸出隔板4-1。凸出隔板的端面和排出气体吸入腔6的凸缘6-2之间的间隙也要减小。由于通过气体密封罩阻止了外部空气的进入，间隙中滑动部分的气体密封可以具有简单的形式。

气体密封罩10覆盖输送机2并在此输送机上部构成气体通道11，此气体密封罩10通过可伸缩接管14布置在加工炉1的开口部分。

金属碎料进料料斗布置在输送机金属碎料装载部分15的上方。此料斗包括一个上盖17和一个下盖18，并且在下盖的下方装有一个金属碎料送料装置19。金属碎料送料装置19将预定量的金属碎料装入输送机2的装载板H。当只有上盖暴露在空气中时，金属碎料送料装置由气体密封罩10所覆盖。参考数字9或12表示用于将排出气体吸入腔6或气体密封罩10内的粉尘排出的粉尘排出管，参考数字13表示一个旁路管，而参考数字13-1表示一个旁路调节器，用于调节引入气体密封罩10的排出气体量。参考数字20表示一个排出气体的排出管。

在上述的金属碎料输送机中，金属碎料被装入进料料斗16，通过装有起重机磁铁的吊车，当料斗16的上盖17打开时，下盖18关闭。在金属碎料装料完成以后，上盖17关闭，然后下盖18开启，金属碎料被装进送料装置19。金属碎料从送料装置19中定量地送入装载板H。

上面装有金属碎料的装载板H通过链式输送机的操作被输送到加工炉1，并在此期间由来自加工炉1的高温排出气体预热。

换句话说，由加工炉1生成的排出气体首先被引入气体密封罩10的气体通道11中，通过辐射热传导和对流热传导的热量预热装载板H中的金属碎料表层部分，然后从布置在金属碎料送料装置附近的排出气体排出管20排卸出。

在位于排出气体吸入区下面的即输送机的装载板下面的排出气体腔6中，流经金属碎料上部的部分或全部排出气体穿过金属碎料层由吸管7吸到装载板H的下方，并且在流过排出气体通路孔5的同时从吸管7中排出。当流过金属碎料层时，排出气体通过对流热传导主要预热金属碎料的底层部分。

顺便说明，可以将排出气体吸入腔6分成许多区域，并通过在每个这些区域中布置一个气流调节器来控制金属碎料的预热温度。

此外，本发明的另一实施例将通过参考图4至6加以解释。

输送机21包括一个双壁的矩形金属碎料容器，此容器由外壁24和内壁22组成，外壁24和内壁22与底板23整体铸造而成，并且该容器的上部是敞开的。在内壁22的端面和底盘23之间构成间隙空间25，而在内壁22和外壁24之间构成了排出气体吸入空间26。排出气体的排出管27安装在外壁24上，并且通过连接部分29与排出气体吸管28相通，使得流过金属碎料层的排出气体可以由吸管28通过排出气体吸入空间吸入并排出。

输送机21的四周由气体密封罩30所覆盖并与外罩隔绝。气体密封罩在容器的上方构成气体通路31。

为了增大排出气体吸入空间的吸力，输送机使用了这样一种结构，其中容器双壁的上端面和气体密封罩30的内表面之间的间隙减小，并且它们都是可滑动的。此外，输送机还使用了这样一种结构，其中沿金属碎料的输送方向施加一种振动，例如慢速前推运动，快速回程运动等(这种振动结构是普通的，因而图中没有示出)。这种运动连续地将金属碎料传送到炉子的入口。连接部分29使用了这样一种结构，结构中排出气体的排出管27的凸缘和排出气体的吸管28是可滑动的。因此，通过在气体密封罩30的滑动表面上和这些凸缘的滑动表面附近布置一种简单的气体密封材料例如基底密封或迷宫式结构来防止空气的进入。

考虑到在输送机21纵向方向上排出气体的压力损失平衡，沿输送机21的移动方向可安装许多排出气体吸管28，其中每个吸管28具有不同的直径，或者也可以如图4和5所示安装一个流量调节阀28-1，而不需改变吸管的直径。

在图中，参考数字30-1表示用于支撑气体密封罩30的支柱，32表示安装在输送机入口处的排出气体旁路管，33表示安装在靠近金属碎料装载部分(没示出)的排出气体排出管，其中装载部分装有一个排出气体防护装置例如一个空气帘。

在上述的输送机中，由加工炉1生成的高温排出气体通过连接管36全部被引入气体密封罩中的气体通道31，预热输送机21中的金属碎料表层部分，然后从排出管33中排出。同时，穿过金属碎料的部分或全部排出气体在穿过金属碎料层、间隙空间25、排出气体吸入空间26以及排出气体排出管27的同时由许多排出气体吸管28的排出气体吸力吸走，并且从排出气体吸管28排出。

在此情况下，排出气体的压力损失平衡由许多流量调节阀28-1控制，这些流量调节阀在半固定状态下工作或者通过遥控操作来使用。当这些流量调节阀在半固定状态下被固定时，它们当然可以由排出气体的压力损失平衡来决定。此外，可以按这样的方式调节流量调节阀，即这些流量调节阀28-1的开口在前半部分减小，以使因此而减小流过金属碎料层的排出气体量并通过辐射热主要预热金属碎料的表层部分，在此前半部分中流过输送机21的排出气体温度较高，而流量调节阀28-1的开口在后半部分加大，以便因此而增加流过金属碎料层的排出气体量，并通过金属碎料层内排出气体的对流热主要预热金属碎料层。

当通过遥控操作方式操作这些流量调节阀时，如果厚的金属碎料堆积在输送机21上的金属碎料中或者装载改变，那么金属碎料的预热温度就会发生变化。在这种情况下，通过调节金属碎料部分所经过的区域中的流量调节阀28-1，并结合使用分别布置在输送机21上的金属碎料位置检测装置，预热温度可以保持不变。用这种方法加工炉1的工作可以得到稳定。

输送机21中金属碎料的预热温度随加工炉1的排出气体的温度和气体量而变化。因此，通过调节安装在排出气体旁路管32上的流量调节阀32-1可以容易地调节金属碎料的预热温度。此外，根据金属碎料的种类，通过调节引入输送机2的排出气体量可以防止由于金属碎料表面部分过热而产生的熔化和金属碎料的氧化。

上述实施例将加工炉的排出气体用作引入金属碎料输送机中的预热气体。根据本发明的又一个实施例，在输送机的上方或者其它不同位置布置另一个排出气体生成源例如燃烧室，并且可以将此排出气体生成源的排出气体与加工炉的排出气体一起使用。

图7表示这样一个实施例，并表示了这样一种情况，其中燃烧室37布置在输送机附近。

通过排出气体管38将燃烧室37的排出气体引入输送机21(或2)，之后此种排出气体按与上述实施例中的相同方式预热金属碎料。

在此实施例中，当加工炉所生成的排出气体温度较低时，增加燃烧室的燃烧气体量，而当排出气体温度较高时，减少燃烧气体量。用这种方法，可以容易地把将要引入输送机的排出气体温度控制在预定的范围内，使得可以稳定地预热输送机上的金属碎料。

上述实施例表示了这样一种情况，其中输送机和加工炉直接连接，但是本发明并不特别局限于这种布置。图8表示了布置的另一实施例，其中输送机上所预热的金属碎料装在一个可移动的容器40中，然后将金属碎料装入加工炉1。

通过将加工炉1与输送机21(或2)连接的排出气体管39，把加工炉1的排出气体引入输送机21，之后按与上述实施例相同的方式将排出气体用于预热金属碎料。另一方面，被预热的金属碎料存放在可移动的容器40等中，然后通过未示出的吊车等设备将其装入加工炉1。

虽然通过参考一些特定的实施例已经对本发明作出了解释，但实际上本发明并不局限于此，而能够以各种方式加以改变或变化并且不背离本发明的范围。

图9表示了由本发明者所进行的，关于普通结构中金属碎料的平均预热温度，以及图4至6所示的本发明输送机中金属碎料的平均预热温度的模拟结构，在上述普通结构中排出气体仅从金属碎料上方流过。在这一模拟中，电弧炉1的排出气体温度是1,000℃，电弧炉的排出气体量为1,000Nm³/min，输送速度为1.5t/min，输送机上金属碎料的预热时间是12.5min，金属碎料的入口侧温度为20℃，此外，在本发明的情况下，全部排出气体量可以沿金属碎料的厚度方向均匀流过。

在上面所描述的条件下，与现有技术结构中大约200℃的平均预热温度相比，本发明中金属碎料的平均预热温度可以升高到大约400℃。从这个结构也可以知道；与现有技术结构相比，本发明通过使排出气体沿金属碎料厚度方向流过可以大大提高金属碎料的预热效率。

根据上面的详细描述，通过利用从熔化的初始阶段到精炼状态炉中所生成的排出气体，本发明不仅能预热连续传输的输送机中金属碎料的表层部分而能预热其下层部分，因而可以提高热效率。

此外，通过调节输送机入口侧的排出气体量和金属碎料层中的气体吸入量，可以容易地调节金属碎料的温度控制，而通过形成均匀一致的金属碎料预热温度可以稳定操作。通过限制金属碎料层表层部分温度的过度升高可以防止表层部分金属碎料的熔化以及金属碎料的氧化等。

不仅当利用熔炉的排出气体时，而且利用燃烧装置的排出气体时，上述效果都可以得到。当使用燃烧装置时，引入到输送机中的排出气体的温度可以容易地控制在一个预定范围内。因此，金属碎料的预热可以进行得更加稳定。

根据以上描述，本发明提供了高可靠性，限制了设备费用的增加并能大大地提高热效率。因此，本发明对于稳定操作、提高生产率以及降低能量消耗都作出了很大贡献。

Claims (16)

1.用于将金属碎料送入加工炉中同时通过来自上述加工炉的排出气体预热上述金属碎料的输送机，其特征在于：

具有可以开启和关闭的上盖和下盖的金属碎料进料料斗布置在上述金属碎料输送机中金属碎料装载部分的上方、所述金属碎料输送机的送料装置布置在上述料斗的下方，所述料斗、送料装置和输送机的周边由气体密封罩覆盖，燃料装在所述金属碎料输送机的上部；

排出气体通路部分布置在上述金属碎料输送机的下方，穿过排出气体吸入空间布置一根与上述排出气体通路部分相通的排出气体吸管，并且使上述气体通道里的排出气体可以穿过金属碎料表层流到金属碎料下层并被吸走和排出。

2.根据权利要求1的输送机，其特征在于，上述排出气体通道部分加工在上述输送机的底板上。

3.根据权利要求2的输送机，其特征在于，上述排出气体通道部分具有一种缝状孔结构或网状空结构。

4.根据权利要求1的输送机，其特征在于，上述排出气体通道布置在上述输送机的地板和侧板之间。

5.根据权利要求4的输送机，其特征在于，上述排出气体通道部分是一个间隙空间。

6.根据权利要求1的输送机，其特征在于，通过上述排出气体通道将另一个排出气体生成源连接在所述的气体密封盖。

7.根据权利要求1的输送机，其特征在于，排出气体旁路管布置在上述气体密封罩的排出气体入口部位附近。

8.根据权利要求1的输送机，其特征在于，上述金属碎料输送机分成许多区域，并布置有许多排出气体吸管以便分别与上述区域连通。

9.根据权利要求2的输送机，其特征在于，上述金属碎料输送机由板式输送机装置构成。

10.根据权利要求1的输送机，其特征在于，上述金属碎料的振动输送机装置构成。

11.用于将金属碎料送入加工炉中同时通过来自上述加工炉的排出气体预热上述金属碎料的输送机，其特征在于：

上述金属碎料输送机的四周用一个气体密封罩覆盖，并在所输送的上述金属碎料的上部布置一个气体通道；

排出气体通路部分布置在上述金属碎料输送机的下方，穿过排出气体吸入空间布置一根与上述排出气体通路部分相通的排出气体吸管，并且使上述气体通道里的排出气体可以穿过金属碎料表层流到金属碎料下层并被吸走和排出；

上述排出气体通道布置在上述输送机的地板和侧板之间。

12.根据权利要求11的输送机，其特征在于，上述排出气体通道部分是一个间隙空间。

13.根据权利要求11的输送机，其特征在于，通过上述排出气体通道将另一个排出气体生成源连接在所述的气体密封盖。

15.根据权利要求11的输送机，其特征在于，排出气体旁路管布置在上述气体密封罩的排出气体入口部位附近。

16.根据权利要求11的输送机，其特征在于，上述金属碎料输送机分成许多区域，并布置有许多排出气体吸管以便分别与上述区域连通。

17.根据权利要求11的输送机，其特征在于，上述金属碎料的振动输送机装置构成。

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