CN113879763B - 一种全废钢电炉炼钢连续加料系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全废钢电炉炼钢连续加料系统及方法，加料系统包括多个储存仓和输送机构，输送机构包括水平输送带和上料输送带，多个储存仓沿水平输送带的输送方向设置，上料输送带连接于储存仓与水平输送带之间，水平输送带连接至电炉，沿电炉近端至少有一个储存仓为轻薄料仓，其余储存仓为重型料仓；水平输送带沿电炉的近端设有一级称重，沿电炉的远端设有二级称重，一级称重设于轻薄料仓的下游处，二级称重设于轻薄料仓的上游处。本发明可以实现自动上料，提高上料效率，可以精确控制加料速度，实现匀速加料。

Description

一种全废钢电炉炼钢连续加料系统及方法
技术领域
本发明涉及一种全废钢电炉炼钢连续加料系统及方法，属于炼钢技术领域。
背景技术
采用连续加料系统的电炉炼钢工艺可以实现连续加料、连续预热、连续熔化和连续冶炼，具有冶炼周期短、冶炼能耗低、冶炼噪声小等优点，在采用连续加料系统的电炉炼钢工艺中，出炉后电炉内保留40％的钢水，再加入废钢料，利用钢水熔化废钢，电极功率和加料速度都是根据工艺预先制定，一般加料速度设定在2t/min左右，具体会在升温初期和末期进行增减。连续加料速度的波动会对电炉正常运行和炼钢质量造成较大的影响，加料速度过大导致预热时料层厚度过大，预热温度不够，入炉后废钢熔化慢，导致堆料现象，容易损坏电极，还会影响炉温，加料速度过小导致整个炼钢周期延长，能效下降，炉衬损坏加剧，电极消耗快。现有技术中是采用电磁吸盘、液压抓斗等将废钢从料场装上输送机，实质上是一种间歇上料连续加料的操作。加料量的控制比较粗犷，完全依靠操作人员的习惯，加料速度控制精度低，而且综合效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明首先提供了一种全废钢电炉炼钢连续加料系统，具体方案为：
一种全废钢电炉炼钢连续加料系统，包括多个储存仓和输送机构，输送机构包括水平输送带和上料输送带，多个储存仓沿水平输送带的输送方向设置，上料输送带连接于储存仓与水平输送带之间，水平输送带连接至电炉，沿电炉近端至少有一个储存仓为轻薄料仓，其余储存仓为重型料仓；水平输送带沿电炉的近端设有一级称重，沿电炉的远端设有二级称重，一级称重设于轻薄料仓的下游处，二级称重设于轻薄料仓的上游处；连接轻薄料仓的上料输送带由一级变频驱动，连接重型料仓的上料输送带由二级变频驱动；一级变频、二级变频与一级称重和二级称重闭环控制。
进一步的，所述储存仓包括基坑，上料输送带的上料端位于基坑底部，上料端的两侧设有底支架，底支架上设有底仓板，底仓板沿基坑侧壁到上料端从上到下倾斜设置，且底仓板的下端沿延伸至上料端的带体上方；所述上料输送带的上方设有顶罩，顶罩为人字形，顶罩的两侧延伸至底仓板上方，且顶罩与底仓板之间留设有下料口，底仓板设有振动机构。
进一步的，所述底支架为桁架结构，顶部设有若干横梁和纵梁，所述底仓板包括若干纵向设置的条形板，条形板的底部设有若干卡槽，卡槽用于将条形板挂设在横梁上；所述振动机构包括一根横向设置的连杆，连杆设有振动电机，各个条形板与连杆连接。
根据本发明的系统，还提供了一种全废钢电炉炼钢连续加料方法，在加料时，一级称重测量值大于一级参照值时，降低一级变频的频率，反之增加一级变频的频率；二级称重测量值大于二级参照值时，降低二级变频的频率，反之增加二级变频的频率。
根据本发明的一个实施例，二级参照值为总加料速度，一级参照值为总加料速度的70～80％。
根据本发明的另一个实施例，计算上一个周期内一级称重测量值和二级称重测量值的标准差σ1和σ2，下一个周期内二级参照值为总加料速度-(σ1+σ2)。
本发明的有益点是：(1)可以替代传统的人工电磁盘和抓斗上料，完全实现自动上料，提高上料效率，减少人力使用；(2)可以精确控制加料速度，实现匀速加料，保证电炉炉温控制精确；(3)本方案还可以解决轻薄废钢集中加料时在预热段熔化与输送带粘连的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中储存仓的结构示意图；
图3为本发明中底仓板与横梁的连接示意图；
图4为本发明中振动机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例，详细说明本发明专利的方案。
实施例1
如图1，一种全废钢电炉炼钢连续加料系统，包括多个储存仓和输送机构，储存仓用于存放废钢，输送机构用于将废钢料输送至电炉进行连续加料，输送机构包括水平输送带1和上料输送带2，多个储存仓沿水平输送带的输送方向设置，本实施例中是5个，上料输送带2连接于储存仓与水平输送带之间，水平输送带1连接至电炉，沿电炉近端至少有一个储存仓为轻薄料仓3，本实施例中是2个轻薄料仓，其余储存仓为重型料仓4；上料输送带和水平输送带可采用链板输送机或带式输送机，本实施例中是采用带式输送机，水平输送带沿电炉的近端设有一级称重5，沿电炉的远端设有二级称重6，一级称重和二级称重可采用皮带秤，可连续监控带式输送机的送料速度。一级称重5设于轻薄料仓的下游处，二级称重6设于轻薄料仓的上游处，二级称重可监测重型废钢的送料速度，一级称重可监测最终送料速度。由于重型废钢的密度大，厚度大，如轨道切割钢，单块废钢的重量能够达到上百千克，因此送料速度波动很大，而轻薄废钢的密度小，厚度也小，上料精度容易控制，因此将轻薄废钢的上料处设置在重型废钢的下游，用轻薄废钢来补偿重型废钢的波动。同时，重型废钢在上游连续上料，轻薄废钢在下游连续上料，可以实现下层重型废钢上层轻薄废钢的加料方法，解决轻薄废钢预热时熔化与输送带粘连的问题；而且预热时轻薄废钢表面积大，换热效率高，升温快，可以利用高温的轻薄废钢对重型废钢进行加热，提高重型废钢的预热效率。连接轻薄料仓的上料输送带由一级变频驱动，连接重型料仓的上料输送带由二级变频驱动；一级变频、二级变频与一级称重和二级称重闭环控制。通过一级称重和二级称重监控的加料速度来控制一级变频和二级变频的运行速度，来实现加料速度的动态调整。
如图2，储存仓包括基坑7，上料输送带的上料端位于基坑底部，上料端的两侧设有底支架8，底支架上设有底仓板9，底仓板沿基坑侧壁到上料端从上到下倾斜设置，且底仓板的下端沿延伸至上料端的带体上方；上料输送带的上方设有顶罩10，顶罩为人字形，顶罩的两侧延伸至底仓板上方，且顶罩与底仓板之间留设有下料口11，底仓板设有振动机构12。在振动机构工作时，对底仓板提供激振力，可以驱动储存仓内的废钢料沿底仓板向下移动至上料输送带的上料端，实现连续自动上料。
如图3，底支架8为桁架结构，顶部设有若干横梁801和纵梁802，底仓板9包括若干纵向设置的条形板901，条形板的底部设有若干卡槽902，具体是在条形板背面设置纵向的筋板904，筋板上开设卡槽，筋板也可以起到增加条形板强度的作用。卡槽用于将条形板挂设在横梁801上，在条形板与横梁的接触处设置橡胶垫903，减轻底支架的振动。
由于底仓板承重较大，本方案将底仓板分解成若干条形板，如图4，各个条形板单独激振，振动机构12包括一根横向设置的连杆，连杆设有振动电机，各个条形板与连杆连接。连杆外部为多节套筒1201，套筒长度与条形板宽度对应，内部设置一转轴1202，转轴上设置若干偏心块1203，振动电机1204连接于转轴一端，转轴采用钢丝软轴，套筒与软轴通过轴承连接。该结构有利于振动机构对各个条形板的单独激振。
以实施例1的系统为基础，本实施例的全废钢电炉炼钢连续加料方法，在加料时，一级称重测量值大于一级参照值时，降低一级变频的频率，反之增加一级变频的频率；二级称重测量值大于二级参照值时，降低二级变频的频率，反之增加二级变频的频率。
本实施例中，一级参照值为总加料速度，二级参照值为总加料速度的70～80％。如工艺要求的总加料速度为2t/min时，一级参照值就为2t/min，二级参照值可以设定在1.4～1.6t/min。该参照值是根据经验值确定的固定值，可以基本实现本发明的技术目的。
实施例3
轻薄料杂物夹带量较大，减少轻薄料用量有利于提高炼钢质量，所以希望提高重型料用量，具体在本方案中是设定较大的二级参照值。由于废钢质量、形状、尺寸随来料批次的变化很大，对加料波动幅度影响也很大，废钢形状尺寸差异越大，引起的波动越大，波动幅度大时。如果二级参照值设定过大，波动幅度有可能超出总加料速度，后续轻薄料补偿失效。针对该问题，本实施例在制定二级参照值时，先计算上一个周期内一级称重测量值和二级称重测量值的标准差σ1和σ2，下一个周期内二级参照值为总加料速度-(σ1+σ2)。例如，以2小时为一个周期，在上一个周期内，根据连续监测得到σ1为0.32t/min，σ2为0.13t/min，则将二级参照值定为2-(0.32+0.13)＝1.55t/min。

Claims (4)

1.一种全废钢电炉炼钢连续加料系统，其特征在于：包括多个储存仓和输送机构，输送机构包括水平输送带和上料输送带，多个储存仓沿水平输送带的输送方向设置，上料输送带连接于储存仓与水平输送带之间，水平输送带连接至电炉，沿电炉近端至少有一个储存仓为轻薄料仓，其余储存仓为重型料仓；水平输送带沿电炉的近端设有一级称重，沿电炉的远端设有二级称重，一级称重设于轻薄料仓的下游处，二级称重设于轻薄料仓的上游处；连接轻薄料仓的上料输送带由一级变频驱动，连接重型料仓的上料输送带由二级变频驱动；一级变频、二级变频与一级称重和二级称重闭环控制；
所述的全废钢电炉炼钢连续加料系统的加料方法包括，一级称重测量值大于一级参照值时，降低一级变频的频率，反之增加一级变频的频率；二级称重测量值大于二级参照值时，降低二级变频的频率，反之增加二级变频的频率；
计算上一个周期内一级称重测量值和二级称重测量值的标准差σ1和σ2，下一个周期内二级参照值为总加料速度-(σ1+σ2)。
2.根据权利要求1所述的全废钢电炉炼钢连续加料系统，其特征在于：所述储存仓包括基坑，上料输送带的上料端位于基坑底部，上料端的两侧设有底支架，底支架上设有底仓板，底仓板沿基坑侧壁到上料端从上到下倾斜设置，且底仓板的下端沿延伸至上料端的带体上方；所述上料输送带的上方设有顶罩，顶罩为人字形，顶罩的两侧延伸至底仓板上方，且顶罩与底仓板之间留设有下料口，底仓板设有振动机构。
3.根据权利要求2所述的全废钢电炉炼钢连续加料系统，其特征在于：所述底支架为桁架结构，顶部设有若干横梁和纵梁，所述底仓板包括若干纵向设置的条形板，条形板的底部设有若干卡槽，卡槽用于将条形板挂设在横梁上；所述振动机构包括一根横向设置的连杆，连杆设有振动电机，各个条形板与连杆连接。
4.根据权利要求1所述的全废钢电炉炼钢连续加料系统，其特征在于：一级参照值为总加料速度，二级参照值为总加料速度的70～80％。
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