CN110462067A

CN110462067A - 混铁车的加热装置以及加热方法

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Publication number: CN110462067A
Application number: CN201880022356.1A
Authority: CN
Inventors: 森冈功辅; 月瀬弘树; 大谷康彦
Original assignee: Japanese Style Stock Co
Current assignee: Japanese Style Stock Co
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-11-15
Also published as: TW201842194A; CA3061380A1; TWI665306B; JP6801780B2; EP3575418A1; US20200017928A1; JPWO2018186236A1; WO2018186236A1; KR20190132443A

Abstract

一种加热装置，该加热装置在使混铁车本体旋转以使受铁口位于所述混铁车本体的侧方的状态下，对混铁车的内部进行加热，具备：燃烧器，其从所述受铁口插入到混铁车的内部；盖，其在侧面观察时部分地覆盖所述受铁口的下侧以使所述受铁口的开口为事先设定的开口率。

Description

混铁车的加热装置以及加热方法

技术领域

本发明涉及一种进行混铁车的内部加热的加热装置以及加热方法。

背景技术

在炼铁厂，用混铁车将通过高炉制造的铁水输送到炼钢工厂，在此期间，在混铁车内进行脱硅处理等铁水的预处理。为了收容高温铁水，混铁车的内壁由耐火物构成。若耐火物因处理高温铁水的混铁车的反复运转而损伤，则更换耐火物。之后，为了向设置新耐火物的混铁车中再次收容高温铁水，进行新耐火物的干燥以及混铁车内部的预热，或者在再次使用暂时冷却的混铁车时为了保护耐火物而事先通过燃烧器等进行升温以及保温。

以往，在混铁车内部的干燥以及预热作业时，从受铁口插入燃烧器以供应火焰以及燃烧气体，进行混铁车内部的加热。在使混铁车内部干燥时，为了不使耐火物爆裂，需要花费时间逐渐加热。另一方面，在进行预热时，要求通过急速加热而迅速地成为可接受铁水的状态。在干燥以及预热时，调整COG(焦炉煤气)量和空气量，以配合COG量成为一定的空气比。此时，废气从混铁车的受铁口排出，而受铁口为了取放燃烧器而正开放着，故而从受铁口侵入的空气导致产生热损失，使燃烧器的效率下降。而且，存在因空气的侵入而使混铁车内部的温度产生较大偏差的问题。

以往，作为混铁车的受铁口的盖，使用用于在接受铁水后或空车时保温的盖，但该情况下是将受铁口密闭的盖，而不是具有废气排出口的盖。因此，无法在使用燃烧器进行干燥以及预热时使用。

在专利文献1中，公开了一种在混铁车的预热时或干燥时，不将向混铁车内部插入燃烧器就能对内部环境进行加热的混铁车用加热装置。

在专利文献2中，公开了一种在混铁车的干燥时，将燃烧器插入混铁车内部，并在受铁口以上部打开10mm左右的方式安装遮蔽板的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4658231号公报

专利文献2：日本特开平8-27510号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，上述专利文献1中公开的加热装置使用了蓄热式燃烧器，设备成本较高。而且，该装置是在铁水注排口处使用气密地密封的盖部件并利用送风机强制性地排出废气的构造，而低成本的通常的燃烧器为了自然排出废气而需要开口部，无法应用上述的气密构造的蓄热式燃烧器。

另外，在上述专利文献2所公开的方法中，从正面观察受铁口，该受铁口整体被遮蔽板覆盖。在该情况下，从受铁口的上部排出的废气在与遮蔽板的背面接触的同时被排出，高温废气与遮蔽板的接触变多，因此作用较多的热负荷，存在引起遮蔽板的热变形等的风险。

本发明是鉴于上述几点而作出的，其目的在于提供一种加热装置以及加热方法，在使用蓄热式燃烧器以外的低成本的燃烧器进行混铁车内部的干燥或预热等时，该加热装置以及加热方法能够在抑制外部气体的侵入的同时排出废气，从而能够高效且均匀地进行加热。

用于解决技术问题的手段

为了解决上述问题，本发明是一种加热装置，该加热装置在使混铁车本体旋转以使受铁口位于所述混铁车本体的侧方的状态下，对混铁车的内部进行加热，其特征在于，具备：燃烧器，其从所述受铁口插入到混铁车的内部；盖，其在侧面观察时部分地覆盖所述受铁口的下侧以使所述受铁口的开口为事先设定的开口率。

优选的是，所述开口率为从所述受铁口的开口面积去掉所述燃烧器的截面积而得的面积的10％～80％。

优选的是，所述盖支承于弹性体，所述弹性体在水平方向上朝向所述受铁口具有弹性。

也可以是，在所述盖的所述受铁口侧的面上，在所述盖和所述混铁车接触的部分，安装有具有弹性的耐火物。

优选的是，所述盖相对于铅直方向的安装角度可变。

也可以是，所述盖具备上部盖和下部盖，所述下部盖部分地覆盖所述受铁口的下侧，所述上部盖构成为以该上部盖与所述下部盖的边界为中心转动自如。

本发明的另一方面是一种加热方法，加热混铁车的内部，其特征在于，使混铁车本体旋转以使受铁口位于所述混铁车本体的侧方，利用盖覆盖所述受铁口的下侧，所述盖在侧面观察时使所述受铁口的开口为事先设定的开口率，从所述受铁口向混铁车的内部插入燃烧器进行加热。

优选的是，与在对混铁车的内部进行加热时从该混铁车排出的气体的流量对应地设定所述开口率。

发明效果

根据本发明，通过在受铁口的下部设置盖，能够防止外部气体侵入，且能够排出废气，因此能够通过燃烧器高效地进行加热，实现混铁车内部的均匀的温度分布。因此，能够减少对混铁车进行加热所消耗的燃料并且能够缩短时间，能够降低成本且高效地运转。

另外，在侧视观察时受铁口的下侧被盖部分地覆盖，换言之，受铁口的上侧是敞开着的，因此能够减轻从受铁口的上部排出的高温废气与盖接触所引起的热负荷，从而抑制盖的热变形等。

附图说明

图1是从混铁车的上方观察本实施方式的加热装置的使用时的状态的概要图。

图2是从混铁车的侧方观察本实施方式的加热装置的使用时的状态的概要图。

图3是示出本实施方式的加热装置的盖的形状的主视图。

图4是从混铁车的侧方观察其他实施方式的加热装置的使用时的状态的概要图。

图5是从混铁车的侧方观察其他实施方式的加热装置的使用时的状态的概要图。

图6是示出其他实施方式的加热装置的盖的形状的主视图。

图7是示出实施例的热电偶的位置的图，(a)示出混铁车的长度方向，(b)示出与长度方向呈直角的方向。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书以及附图中，对于具有实质性相同的功能构成的要素，通过标注相同的附图标记来省略重复说明。

图1～图3是说明本发明的实施方式的加热装置的图，图1是从混铁车10的上方观察的图，图2是从混铁车10的侧方观察的图，图3是从混铁车10的正面观察的图。如图1所示，混铁车10具有收容利用高炉制造的铁水的大致长筒状的混铁车本体11。混铁车本体11为能够围绕长轴旋转的构造。另外，在混铁车本体11的内壁施加有耐火物12，在长度方向中央部，设有用于铁水的进出的受铁口13。在本实施方式中，当在受铁前的干燥以及预热作业中使用加热装置1时，首先使混铁车本体11旋转，以使混铁车10的受铁口13位于混铁车本体11的侧方，使受铁口13为大致铅直方向。

如图2所示，加热装置1具有燃烧器2和经由支承支架3固定于燃烧器2的盖4。燃烧器2可使用除蓄热式燃烧器以外的各种燃烧器，例如如图1所示，其前端向左右两侧分叉，使火口朝向混铁车10的长度方向两侧。燃烧器2例如如图2所示搭载于可水平移动的台车5，能够在水平轨道上移动。在本实施方式中，通过将盖4固定于燃烧器2，从而在将燃烧器2插入到混铁车10的内部时，同时将盖4安装到受铁口13的位置。但是，盖4也可以固定于加热装置1的燃烧器2以外的构造体部分。需要说明的是，在本说明书中，将混铁车本体11的长度方向设为左右方向，将在水平面上与左右方向正交的方向设为前后方向(将混铁车10侧设为前方)。

为了相对于受铁口13的开口面积实现与加热时的状况对应的开口率，在从正面观察受铁口13的侧视视角下，盖4封堵该受铁口13的一部分。若该侧视视角下的开口率过小，则不充分地进行排气，故而内部压力上升，导致废气从开口部的流速变高，设备负荷变高，或者，来自燃烧器2的规定的燃料不流动从而导致燃烧不足，若开口率过大，则外部气体侵入而使加热效率下降，而且温度不均匀。开口率根据混铁车10的容积、受铁口13的开口面积、燃烧器2的规格、加热条件等设定最佳值即可，但优选的是，特别是与在对混铁车10的内部进行加热时从该混铁车10排出的气体的流量对应地设定最佳值。例如，在本实施方式中，开口率被设定为从受铁口13的开口面积去掉燃烧器2的截面积而得的开口面积的10％～80％。在本实施方式中，通过利用盖4减少受铁口13的开口面积，从而防止外部气体的侵入，同时，确保用于排出废气的开口面积。

盖4以覆盖朝向大致铅直方向的受铁口13的下侧的方式安装。若将盖4配置在受铁口13的上部，则废气在与盖4的背面接触的同时被排出，高温废气与盖4的接触变多，因此将作用较多的热负荷起，引起盖4的热变形等。相比之下，下侧难以受到废气的影响。在本实施方式中，如图3所示，盖4的形状为从大致半圆形上切掉供燃烧器2插入的受铁口13的中央部的一部分而成的半月板状。

如图2所示，盖4的上部经由支承支架3固定于燃烧器2。盖4的下部经由在前后方向上具有弹性的弹簧6与台车5连结。弹簧6固定于台车5，且在将盖4的下部向混铁车10侧推压的方向上具有弹性。如图3所示，弹簧6经由设于盖4的下部的左右两个部位的下部支架7安装在两个部位。而且，在盖4的背面即受铁口13侧的面的、与受洗口13的周缘部14接触的部分，安装有例如陶瓷绳等具有弹性的耐火物8。施加于混铁车10的耐火物12在每次反复使用混铁车时都因附着物的影响而导致凹凸形状不同，周缘部14的凹凸也变化，因此通过利用弹性体(弹簧6)将盖4的下部向受铁口13侧推压并设置耐火物8来吸收周缘部14的凹凸形状，消除与受铁口13的周缘部14的间隙而实现希望的开口率。耐火物8至少安装在与周缘部14的下端部周边接触的部分，可以如图3所示安装在盖4的整个外周。

另外，在盖4上，也可以设置用于对混铁车10的内部进行目视观察的窗21。而且，如图2所示，在受铁口13的上部附近，也可以离受铁口13适当距离设置防火板22。

对以上的加热装置1的使用方法进行说明。

在更换了混铁车10内部的耐火物12以后，使混铁车本体11旋转，以使形成于混铁车本体11的中央的受铁口13位于混铁车本体11的侧方，使受铁口13为大致铅直方向。然后，与受铁口13相对地配置加热装置1，使台车5移动以使燃烧器2以及盖4朝向受铁口13滑动，将燃烧器2从受铁口13插入到混铁车10的内部。此时，盖4被弹簧6向受铁口13侧推压，安装于盖4的背面的具有弹性的耐火物8与受铁口13的周缘部14接触，从而同时与周缘部14的凹凸对应地、无间隙地安装盖4。

之后，利用燃烧器2，对施加于内壁面的耐火物12进行干燥以及预热，从而在利用下部的盖4抑制外部气体侵入的同时，使废气从上侧的开口排出，该内壁面从形成有受铁口13的中央部跨设到混铁车本体11的长度方向两端部。

如上所述，根据本实施方式，在加热混铁车10内部时，通过设置抑制外部气体侵入并确保废气的出口的盖4，能够高效且均匀地加热。而且，通过提高升温效率，能够实现燃料的减少、预热时间的缩短、成本的减少。

在以上实施方式中，例如如图4所示，优选的是，盖4的上端部以及下端部分别通过可旋转的销31、32进行固定，以便能够调整安装角度。需要说明的是，在图4中，省略了对台车5的图示。在该情况下，由于利用销31使盖4的上端部转动，利用销32使盖4的下端部转动，因此能够使盖4相对于铅直方向倾斜。由此，即使在受铁口13并非严格地沿铅直方向的情况下，也能够与受铁口13的角度对应地安装盖4。

而且，例如，在维护了混铁车10的耐火物12之后，在干燥时和预热时，废气的量等不同，因此希望能够与加热状况对应地调整受铁口13的开口率。例如，在干燥时，燃烧气体的流量(COG量)较少，废气的流量较少，因此开口率优选为10％～50％。另一方面，预热时，废气的流量变多，因此开口率优选为30％～80％。

作为开口率的调整方法，例如如图5以及图6所示，可以将盖4分割为上部盖4a和下部盖4b，使下部盖4b相对于上部盖4a转动以调整开度。需要说明的是，在图5中，省略了对台车5的图示。在下部盖4b上，以与上述同样的方式设有弹簧6，下部盖4b被该弹簧6向混铁车10侧推压，部分地覆盖受铁口13的下部。上部盖4a和下部盖4b在其边界上例如通过合页等关节部41连接。另外，在上部盖4a上，设有使上部盖4a沿前后方向移动的移动机构42。由此，上部盖4a构成为以上部盖4a和下部盖4b的边界、即上部盖4a的下端为中心转动自如。在该情况下，在仅利用下部盖46b在受铁口13处覆盖的情况下为受铁口13的最大开口率80％，在利用全体上部盖4a和下部盖4b在受铁口13处覆盖的情况下为受铁口13的最小开口率10％。具体地，例如在上部盖4a覆盖受铁口13的70％，下部盖4b覆盖受铁口13的10％的情况下，通过这些上部盖4a和下部盖4b，能够将受铁口13的开口率在10％～80％之间进行调整。需要说明的是，在上部盖4a的背面和下部盖4b的背面，各自安装有耐火物8。

开口率的调整方法不限定于上述方法。例如也可以是，将盖4的上端的位置设为可沿前后方向移动，使盖4相对于受铁口13的安装角度可变，在提高开口率时，使盖4的上端向后方移动来调整开度。

在此，在上述专利文献2公开的方法中，虽然是在受铁口以上部打开10mm左右的方式安装遮蔽板，但该10mm是不变的，遮蔽板是固定的。即，在专利文献2中，没有公开像本实施方式那样调整受铁口13的开口率，也没有对其进行启示。在这一点，通过像本实施方式那样可调整受铁口13的开口率，能够使加热装置1的自由度大幅提高。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。本领域技术人员显然能够在权利要求书记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，它们当然也属于本发明的技术范围。

实施例

作为本发明例，在混铁车10的受铁口13的下侧设置图1～图3所示的盖4，并实施了混铁车10的内部的干燥以及预热。另外，作为比较例，没有设置盖，而是将受铁口13保持开放，实施了混铁车10的内部的干燥以及预热。

在本发明例以及比较例中，混铁车10的容量为60m³(铁水300ton)，受铁口13的开口面积为1.17m²，燃烧器2的截面积为0.23m²。另外，将盖4的大小改为0.75m²、0.47m²、0.19m²，以将利用这些盖4封堵的、去除燃烧器2后的受铁口13的开口率改为80％、50％、20％。

另外，在本发明例以及比较例中，如图7(a)、(b)所示，在混铁车10的内部三个部位设置热电偶No.1、No.2、No.3，测定了加热时的温度。热电偶No.1在混铁车10的长度方向端部，热电偶No.2和热电偶No.3在长度方向上均在受铁口13附近，设置在了自受铁口13起的进深距离不同的位置。在从加热开始起15小时后的干燥时和30小时后的预热时，测定了各位置的温度以及氧浓度。表1示出开口率80％的情况下的结果，表2示出开口率50％的情况下的结果，表3示出开口率20％的情况下的结果。

[表1]

<开口率80％>

[表2]

<开口率50％>

[表3]

<开口率20％>

从表1～表3能够确认，在开口率20％～80％的任一个中，与比较例相比，本发明例的混铁车的内部的温度都更均匀地升温。另外，关于氧浓度，本发明例与比较例相比更低，能够确认抑制了空气的侵入。而且，关于总COG量，达到了约15％的节能。另一方面，在使开口率进一步将低而设为10％的情况下，内部压力上升，导致废气从开口部的流速升高，设备负荷增大。另外，来自燃烧器2的规定的燃料不流动，从而产生了燃烧不足，因此不能连续地实施。

工业实用性

本发明能够用作利用燃烧器对混铁车的内部进行加热时的加热装置，在使用蓄热式燃烧器以外的燃烧器进行加热时有用。

附图标记说明

1 加热装置

2 燃烧器

3 支承支架

4 盖

5 台车

6 弹簧

7 下部支架

8 耐火物

10 混铁车

11 混铁车本体

12 耐火物

13 受铁口

14 周缘部

21 窗

22 防灾板

31、32 销

41 关节部

42 移动机构

Claims

1.一种混铁车的加热装置，在使混铁车本体旋转以使受铁口位于所述混铁车本体的侧方的状态下，对混铁车的内部进行加热，其特征在于，具备：

燃烧器，其从所述受铁口插入到混铁车的内部；

盖，其在侧面观察时部分地覆盖所述受铁口的下侧以使所述受铁口的开口为事先设定的开口率。

2.如权利要求1所述的混铁车的加热装置，其特征在于，所述开口率为从所述受铁口的开口面积去掉所述燃烧器的截面积而得的面积的10％～80％。

3.如权利要求1或2所述的混铁车的加热装置，其特征在于，所述盖支承于弹性体，所述弹性体在水平方向上朝向所述受铁口具有弹性。

4.如权利要求1～3中任一项所述的混铁车的加热装置，其特征在于，在所述盖的所述受铁口侧的面上，在所述盖和所述混铁车接触的部分，安装有具有弹性的耐火物。

5.如权利要求1～4中任一项所述的混铁车的加热装置，其特征在于，所述盖相对于铅直方向的安装角度可变。

6.如权利要求1～5中任一项所述的混铁车的加热装置，其特征在于，

所述盖具备上部盖和下部盖，

所述下部盖部分地覆盖所述受铁口的下侧，

所述上部盖构成为以该上部盖与所述下部盖的边界为中心转动自如。

7.一种混铁车的加热方法，加热混铁车的内部，其特征在于，

使混铁车本体旋转以使受铁口位于所述混铁车本体的侧方，

利用盖覆盖所述受铁口的下侧，所述盖在侧面观察时使所述受铁口的开口为事先设定的开口率，

从所述受铁口向混铁车的内部插入燃烧器进行加热。

8.如权利要求7所述的混铁车的加热方法，其特征在于，与在对混铁车的内部进行加热时从该混铁车排出的气体的流量对应地设定所述开口率。