CN110701913A - 一种精炼炉废钢预热加料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精炼炉废钢预热加料装置，属于钢包精炼炉技术领域，该精炼炉废钢预热加料装置包括承重用的支架、安装在支架上的预热炉体、获取预热炉体重量的称重装置、安装在预热炉体上且用于加热废钢的燃烧器、供给燃烧器初炼炉煤气和助燃空气的管道系统、安装在预热炉体上的废气排放装置和上料装置、以及安装在预热炉体底部的振动卸料装置。本发明设置在LF钢包精炼炉上，可以充分利用LF钢包精炼炉自身钢水温度以及初炼炉产生的煤气作为烘烤热源对废钢进行预热，预热完成后的废钢再依照固定比例进入精炼炉中精炼，本发明能够实现废弃物中钢铁元素的回收再利用，降低吨钢的生产成本的同时，提高资源利用率。
Description
技术领域
本发明属于钢包精炼炉技术领域，尤其涉及一种精炼炉废钢预热加料装置。
背景技术
中国每年产生的钢铁废料，如切边、切头、报废机器、生活废品等约1.5亿吨。LF钢包精炼炉是建在初炼炉，如转炉、电炉等后的一种钢水精炼处理装置，LF钢包精炼炉的原理是采用电极电弧加热升温钢水，取代初炼炉进行还原期操作,同时对钢液进行升温、脱氧、脱硫、脱气、合金化、吹氩搅拌，提高钢液质量。现有技术中，LF钢包精炼炉无法回收废钢，造成废弃物中的钢铁元素被浪费，而且初炼炉在生产过程中产生的大量煤气没有被合理利用。
发明内容
鉴于国内每年产生大量的废钢资源，而LF钢包精炼炉是建在初炼炉后的一种钢水精炼装置，可在LF钢包精炼炉上增加一套废钢预热系统，初炼炉在生产过程中会产生大量的煤气，利用初炼炉的煤气对废钢进行预热后，连续的加入到LF钢包精炼炉内，高温废钢到LF钢包精炼炉内与1500℃的钢水进行接触再加上LF钢包精炼炉自身的电弧加热功能，废钢会很快融化，并且在LF炉内进行精炼处理，达到工艺要求的合格钢液，不仅能够实现废弃物中钢铁元素的回收再利用，而且降低吨钢的生产成本的同时，提高了资源利用率。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，包括承重用的支架、安装在所述支架上的预热炉体、获取所述预热炉体重量的称重装置、安装在所述预热炉体上且用于加热废钢的燃烧器、供给燃烧器初炼炉煤气和助燃空气的管道系统、安装在所述预热炉体上的废气排放装置和上料装置、以及安装在所述预热炉体底部的振动卸料装置，其中：所述振动卸料装置用于将预热炉体中预热完成的废钢导入钢包精炼炉中。
进一步的，所述预热炉体采用矩形或圆形炉体结构，所述矩形或圆形炉体结构的底部为漏斗结构，所述矩形或圆形炉体结构的侧面设置有安装座，所述预热炉的安装座通过称重装置安装在支架的安装平台上。
进一步的，所述燃烧器为烧嘴或横梁式燃烧头，所述燃烧器的出火端深入预热炉体内部，燃烧器的进气端连通管道系统。
进一步的，所述管道系统包括助燃空气供给管道和煤气供给管道以及吹扫管道，所述助燃空气供给管道的出气端连通燃烧器的进气端，助燃空气供给管道的进气端连通高压鼓风机；所述煤气供给管道的出气端连通燃烧器的进气端，煤气供给管道的进气端连通初炼炉煤气的存储罐；所述吹扫管道能够输出压缩空气或氮气用于吹扫管道。
进一步的，述废气排放装置包括横向烟道、引风机、竖向烟道和电机，所述横向烟道的一端连通预热炉体内部，横向烟道的另一端连通引风机的进风口，所述引风机的出风口连通竖向烟道，所述引风机由电机通过皮带轮驱动。
进一步的，所述上料装置用于将废钢运输至预热炉体的入料口、且包括底开式自卸料钟或传料皮带机。
进一步的，还包括设置在燃烧器旁的长明点火装置，所述长明点火装置包括点火头和与所述点火头连接的燃气管道。
进一步的，还包括安装在所述预热炉体入料口顶部的加料插板阀、安装在所述预热炉体的漏斗结构底部的炉体检修插板阀，所述加料插板阀和炉体检修插板阀为气动插板阀或液动插板阀。
进一步的，所述振动卸料装置包括卸料管、振动电机和弹簧吊挂，其中：所述卸料管的入口端弹性连接在炉体检修插板阀的底部，所述振动电机安装在卸料管的一侧，所述弹簧吊挂安装在卸料管的顶部用于弹性连接所述卸料管。
进一步的，还包括受料斗和溜管，其中：所述受料斗的入口端连通卸料管的出口端，受料斗的出口端连通溜管的入口端，所述溜管的出口端通过氮气密封圈连通钢包精炼炉。
本发明的一种精炼炉废钢预热加料装置具有以下有益效果：
（1）预热炉体能够利用燃烧器对50~100mm的废钢料颗粒进行加热，直至烘烤加热到工艺要求温度，一般温度控制在450℃～600℃，满足炼钢生产要求。，炉体内部设有耐火材料，可以配置1～4个预热炉体同时工作，单台预热炉体每小时可预热废钢量为5t～10t。
（2）通过安装预热加料装置，每台精炼炉每炉精炼期可加入废钢量10%～20%，以一台120t精炼炉为例，精炼期约30分钟，在精炼期内可加入废钢12t～24t，每天可提高合格钢水产量10%～20%。能够实现废弃物中钢铁元素的回收再利用。
（3）预热炉体能够通过上料装置和加料插板阀实现自动进料，通过振动卸料装置、受料斗和溜管实现自动卸料工作，极大的提高了工作效率。
（4）预热炉体上设置有废气排放装置可方便调节烟气的排放流量和炉内的压力大小。
（5）为防止炉内烟气从溜管内跑出，在溜管上设置一个氮气密封阀，用于防止烟气外冒。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明与钢包精炼炉的连接示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是图2的第一局部放大示意图；
图4是图2的第二局部放大示意图；
图5是图2的第三局部放大示意图。
图中，1-支架、101-立柱、102-第一检修平台、103-爬梯、104-第二检修平台、105-安装平台、2-预热炉体、201-漏斗结构、202-安装座、3-称重装置、4-燃烧器、401-火焰检测装置、5-长明点火装置、6-废气排放装置、601-横向烟道、602-引风机、603-竖向烟道、604-电机、7-加料插板阀、8-炉体检修插板阀、9-振动卸料装置、901-卸料管、902-振动电机、903-弹簧吊挂、10-管道系统、1001-助燃空气供给管道、1002-煤气供给管道、1003-吹扫管道、1004-煤气泄漏报警器、11-受料斗、12-溜管、1201-氮气密封圈、13-上料装置、14-电气仪表控制柜、15-钢包精炼炉、16-钢包。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种精炼炉废钢预热加料装置通过钢结构支架1安装在LF钢包精炼炉的上方，图1中的精炼炉废钢预热加料装置包括安装在支架1上的预热炉体2、获取预热炉体2重量的称重装置3、安装在预热炉体2上且用于加热废钢的燃烧器4、供给燃烧器4初炼炉煤气和助燃空气的管道系统10、安装在预热炉体2上的废气排放装置6和上料装置13、以及安装在预热炉体2底部的振动卸料装置9，其中：振动卸料装置9依次通过炉体检修插板阀8、受料斗11和溜管12将预热炉体2中预热完成的废钢导入钢包精炼炉15中，钢包精炼炉15的设置有钢包16。受料斗11的入口端连通卸料管901的出口端，受料斗11的出口端连通溜管12的入口端，溜管12的出口端通过氮气密封圈1201连通钢包精炼炉15。
如图2所示，钢结构支架1包括立柱101、第一检修平台102、爬梯103、第二检修平台104和安装平台105。预热炉体2采用圆形炉体结构，圆形炉体结构的底部为漏斗结构201，圆形炉体结构的侧面设置有安装座202，预热炉的安装座202通过称重装置3安装在支架1的安装平台105上。
需要说明的是，预热炉体2也可以采用矩形炉体结构或其他炉体结构。同时，预热炉体2的数量可以是单个也可以是多个。
本实施例中，称重装置3的型号为SB-25~80T、数量为4个，称重装置3的顶端与安装座202连接，称重装置3的底端与安装平台105连接，称重装置3用于检测预热炉体2内料位位置及重量，以及加入LF钢包精炼炉15内废钢的重量，称重装置3的输出信号连接电气仪表控制柜14中的PLC系统进行数据显示及操作。烘烤称量后的废钢料由大屏幕显示屏在现场显示出来，方便操作工观察。
图2中，上料装置13用于将废钢运输至预热炉体2的入料口，本实施中的上料装置13为底开式自卸料钟。需要说明的是，上料装置13也可以选择传料皮带机。在上料装置13的底部、且在在预热炉体2入料口顶部安装有加料插板阀7，在预热炉体2的漏斗结构201底部安装有炉体检修插板阀8，加料插板阀7和炉体检修插板阀8为气动插板阀或液动插板阀。
具体的，在加料时利用起重机将底开式自卸料钟13吊运至预热炉体2上方入料口处，料仓上方入料口设置成与底开式自卸料钟13相互配合的结构，在入料口处设置加料插板阀7，通过加料插板阀7的开启/关闭将废弃合金料卸入料仓内。同时加料插板阀7还可对炉体进行封闭，以减少内部热量散失，节约能源。炉体下部设置有检修插板阀，当炉体出现故障后，关闭此插板阀。
如图3所示，废气排放装置6包括横向烟道601、引风机602、竖向烟道603和电机604，横向烟道601的一端连通预热炉体2内部，横向烟道601的另一端连通引风机602的进风口，引风机602的出风口连通竖向烟道603，引风机602由电机604通过皮带轮驱动。
具体的，废气排放装置6可将烘烤过程中产生的废烟气、粉尘以及不完全燃烧的废气等，通过引风机602排出工作区域或车间排烟管路系统内，保护操作者使用安全。
如图4所示，燃烧器4为烧嘴或横梁式燃烧头，燃烧器4的出火端深入预热炉体2内部，燃烧器4的进气端连通管道系统10。其中，横梁式燃烧头有横管以及横管上均匀设置的多个燃烧头组成。图4中，管道系统10包括助燃空气供给管道1001和煤气供给管道1002以及吹扫管道1003，助燃空气供给管道1001的出气端连通燃烧器4的进气端，助燃空气供给管道1001的进气端连通高压鼓风机；煤气供给管道1002的出气端连通燃烧器4的进气端，煤气供给管道1002的进气端连通初炼炉煤气的存储罐；吹扫管道1003能够输出压缩空气或氮气用于吹扫管道1003。
具体的，煤气供给管道1002上还设置有煤气泄漏报警器1004、煤气气动快切阀、手动截止阀、手动调节阀和氮气吹扫接口等。吹扫管道1003由三联体过滤器、调节阀门及压缩空气及吹扫用氮气管道组成。
具体的，电气仪表控制柜14中设置有多个西门子PLC对安全保护系统进行编程控制，达到安全要求。整个系统设有若干个煤气泄漏报警器1004和煤气泄漏切断阀，一旦检测到煤气泄漏后，煤气泄漏切断阀快速关闭进气主管道，以防止煤气继续泄漏。
需要说明的是，燃烧器4上还设置有火焰检测装置401，本实施中的火焰检测装置401为DQSR-203RZ型红外紫外智能火焰检测器，在每个燃烧器4附近安装有火焰检测器，可适时监测到火焰燃烧工况，如有点火失败、熄火、断火时立刻报警，并反馈信号至控制系统内对预热炉体2进行执行安全保护功能，确保操作人员安全。
图4中，还包括设置在燃烧器4旁的长明点火装置5，长明点火装置5包括点火头和与点火头连接的燃气管道。可在每次烘烤时，先引燃长明火，由长明火自动引燃燃烧器4进行工作。长明点火装置5的燃气选用丙烷气、或高热值的同类燃气介质。
如图5所示，振动卸料装置9包括卸料管901、振动电机902和弹簧吊挂903，其中：卸料管901的入口端弹性连接在炉体检修插板阀8的底部，振动电机902安装在卸料管901的一侧，弹簧吊挂903安装在卸料管901的顶部用于弹性连接卸料管901。具体的，预热后的废钢料通过振动卸料装置9连续卸出至受料斗11内。振动卸料装置9采用变频控制，可调节卸料速度。也就是通过该振动卸料装置9来控制卸料时间及卸料数量。
具体工作原理如下：
本实施中的废钢预热加料装置利用初炼炉的产生的煤气对废钢进行预热后，连续的加入到LF钢包精炼炉15内，高温废钢到LF钢包精炼炉15内与1500℃的钢水进行接触再加上LF钢包精炼炉15自身的电弧加热功能，废钢会很快融化，并且在LF钢包精炼炉15内进行精炼处理，达到工艺要求的合格钢液。
废钢在原料堆场装入到底开式自卸料钟13内，利用车间内的行车吊起底开式自卸料钟13向废钢预热炉体2内进行冷料添加，将废钢料快速加入到预热炉体2内。预热炉体2的上部为入料仓，入料仓的入料口设置有加料插板阀7；中下部为废钢料烘烤室，下部通过吊装在钢结构支架1上的振动卸料装置9，将烘烤后的高温废钢料连续不断的输送到位于振动卸料装置9下方的称重料斗内，然后通过精炼炉加料溜管12输送到钢包精炼炉15内。高温废钢到LF钢包精炼炉15内与1500℃的钢水进行接触再加上LF钢包精炼炉15自身的电弧加热功能，废钢会很快融化，并且在LF炉内进行精炼处理，达到工艺要求的合格钢液。
每台精炼炉每炉精炼期可加入废钢量10%～20%，以一台120t精炼炉为例，精炼期约30分钟，在精炼期内可加入废钢12t～24t，每天可提高合格钢水产量10%～20%。其特征是废弃物中钢铁元素的回收再利用，从可持续发展角度来看，这种废钢冶炼工艺是依靠废弃物资源化的循环经济流程。利用LF钢包精炼炉15自身钢水温度及初炼炉参数的煤气作为烘烤热源可极大的降低资源浪费，吨钢生产成本大幅降低，节省企业生产成本，提高企业经济效益。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，包括承重用的支架、安装在所述支架上的预热炉体、获取所述预热炉体重量的称重装置、安装在所述预热炉体上且用于加热废钢的燃烧器、供给燃烧器初炼炉煤气和助燃空气的管道系统、安装在所述预热炉体上的废气排放装置和上料装置、以及安装在所述预热炉体底部的振动卸料装置，其中：所述振动卸料装置用于将预热炉体中预热完成的废钢导入钢包精炼炉中。
2.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述预热炉体采用矩形或圆形炉体结构，所述矩形或圆形炉体结构的底部为漏斗结构，所述矩形或圆形炉体结构的侧面设置有安装座，所述预热炉的安装座通过称重装置安装在支架的安装平台上。
3.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述燃烧器为烧嘴或横梁式燃烧头，所述燃烧器的出火端深入预热炉体内部，燃烧器的进气端连通管道系统。
4.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述管道系统包括助燃空气供给管道和煤气供给管道以及吹扫管道，所述助燃空气供给管道的出气端连通燃烧器的进气端，助燃空气供给管道的进气端连通高压鼓风机；所述煤气供给管道的出气端连通燃烧器的进气端，煤气供给管道的进气端连通初炼炉煤气的存储罐；所述吹扫管道能够输出压缩空气或氮气用于吹扫管道。
5.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述废气排放装置包括横向烟道、引风机、竖向烟道和电机，所述横向烟道的一端连通预热炉体内部，横向烟道的另一端连通引风机的进风口，所述引风机的出风口连通竖向烟道，所述引风机由电机通过皮带轮驱动。
6.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述上料装置用于将废钢运输至预热炉体的入料口、且包括底开式自卸料钟或传料皮带机。
7.如权利要求1所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，还包括设置在燃烧器旁的长明点火装置，所述长明点火装置包括点火头和与所述点火头连接的燃气管道。
8.如权利要求1至7任意一项所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，还包括安装在所述预热炉体入料口顶部的加料插板阀、安装在所述预热炉体的漏斗结构底部的炉体检修插板阀，所述加料插板阀和炉体检修插板阀为气动插板阀或液动插板阀。
9.如权利要求8所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，所述振动卸料装置包括卸料管、振动电机和弹簧吊挂，其中：所述卸料管的入口端弹性连接在炉体检修插板阀的底部，所述振动电机安装在卸料管的一侧，所述弹簧吊挂安装在卸料管的顶部用于弹性连接所述卸料管。
10.如权利要求9所述的一种精炼炉废钢预热加料装置，其特征在于，还包括受料斗和溜管，其中：所述受料斗的入口端连通卸料管的出口端，受料斗的出口端连通溜管的入口端，所述溜管的出口端通过氮气密封圈连通钢包精炼炉。
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