CN1151764A - 从铁水包向电炉直接加液态金属的方法和设备 - Google Patents

Abstract

从铁水包向电炉直接加装液态金属的方法和设备。载有盛着熔融金属的铁水包的运料车前进到靠近电炉的初始位置，然后下降并水平移动直至铁水包的上缘位于电炉之上。然后，铁水包倾斜、逐渐升高及平缓的横向运动，以使铁水包的上缘保持在能将液态金属倾注入炉中的位置上。通过完成倾翻、下降及水平横向运动，铁水包又返回它的初始位置。

Description

从铁水包向电炉直接加液态金属 的方法和设备

本发明涉及从铁水包向电炉直接加液态金属的一种方法和一种设备。

废铁的回炉中，大部分是通过使用诸如电弧炉的各种电炉达到的。这些炉子使熔化并重新使用这样处理的废铁以制成新的钢材成为可能。

废铁中包含的某些残留元素，例如铜、镍等，是不能与钢分开的，因而能出现在成品中。经受回炉作业的废铁越多，这些残留元素的浓度就越高。而这些残留元素在制造某些产品时，例如薄钢板等，是会引起麻烦的。

在由废铁炼得的钢中，减少残留元素浓度的一种办法是向电炉中直接加进一些液态生铁。

但是，当使用起重机或桥式吊车将液态金属从铁水包倾入电炉中时，很难控制生铁从铁水包中流出的流量，事实上，流量不是一个常数，它作为铁水包倾斜角的函数而不断变化。况且，控制由桥式吊车或起重机悬吊的铁水包的倾斜角，那是十分困难的。当液态金属是无控制地倾入电炉中时，液态金属的一部分或是电炉中部分地熔融的钢的一部分会喷出电炉，并且液态生铁的撞击也有损伤在电炉内面的冷却板炉衬的危险。

本发明的目的就是要寻找一种方法及一种设备，以便有可能将液态金属以一种受控方式倾入电炉之中。

这个目的是通过一种从铁水包向电炉直接加装液态金属的方法达到的，该方法主要包含下面几下步骤：

-将载有铁水包(其中盛有熔融的金属)的运料车向前移动到靠近电炉的初始位置；

-将铁水包下降并水平移动直至铁水包的上缘位于电炉之上；

-铁水包倾斜、逐渐地上升和水平移动，使得铁水包的上缘保持在能将液态金属倾入炉子的位置；

-将液态金属倾入炉中；

-铁水包倾翻、下降并水平移动，以便返回到它的初始位置。

液态金属不再利用起重机或桥式吊车倾入炉中，而是利用一个运料车来操作铁水包，该运料车使它完成复杂的和受控制的动作。铁水包的上缘(在它上面最好配备一个浇注嘴)永保持在炉子上面一小段距离处。于是，比起使用起重机或桥式吊车将液态金属从铁水包中倾出的情况，液态金属通过它下落的高度将会显著减小。其结果是，损伤冷却板及/或耐火材料的危险性是低的。

液态金属和熔融的钢的喷出也减小了，因为可以选择液态金属的倾注率，以使这种喷射减为最小。

最好是，在铁水包装料之前以及在液态金属从铁水包倾出的整个时间中，不断地称量运料车和/或铁水包的重量。用这种方法就有可能在每次作业中确定和记录被倾出的液态金属的流量。这就容许在倾注过程中对铁水包所作的复杂运动作连续的适应性调整。这样，铁水包所做的最优移动就能被计算出来。

在以本发明为最终结果的那些工作中，已经发现，液态金属的流量随着铁水包的不同可以有重大的变化，流量取决于，例如，浇注嘴的形状、铁水包耐火材料炉衬的耗损等等。借助标记不同的铁水包，在液态金属倾注入炉中时，通过连续称量铁水包来测量流量，就有可能据此对每一铁水包建立一个最优的倾注运动。

如果流量有时变得太大，则倾斜速度甚至倾斜角度可以暂时减小，直至流量再一次稳定。控制和适应的自动化使流量的调节能实时地实现。

本发明也提出了实现本方法的一种设备。从铁水包向电炉直接加液态金属的设备的基本特征在于：

-一个具有支承架的运料车；

-两个绕第一轴运动的带叉头的转臂，它们能起升和下降通过吊臂装入带叉头的臂的铁水包。

-一个绕第二轴运动的双臂，第二轴的转动中心与通过装在吊臂上的两个轴颈的轴线是同心的，因而有可能使铁水包作转动运动。

本运料车的一个优点在于，铁水包可以上升或下降并同时倾斜，也可以独立地倾斜。因此，就有可能分别升高或降低铁水包而不要求必须改变它的倾斜角。

将铁水包分别地上升或下降以及倾斜，都可以借助诸如油缸之类的液压装置或机电装置实现。还应注意到，上述动作之一可通液压装置实现，而另一动作可通过机电装置实现。

铁水包的重量可以用驱动铁水包运动的那些液压及/或机电装置来连续地测定。

较为有利的是，铁水包在运输中用盖来关闭，最好是用耐火材料制成的盖，以限制热量的耗散。该盖在运料车到达它的初始位置之前，且先于液态金属的倾注就被取掉了。

本方法和本设备可以用于所有类型的电炉。

然而，将它们与具有侧面装料平台的电炉共同使用，则特别具有优越性。事实上，这种装料方法及设备能够减小这种装料平台的尺寸，因为这时有可能以很大的精确性将液态金属从铁水包倾注入炉中。由于流量能保持预定的数值，于是就能使侧面装料平台的尺寸适应于从铁水包流出的流量。如果不使用这种方法和设备，侧面装料平台的尺寸很可能是过大的。而所导致的结果是炉子的整个结构也必须与此适应。当所涉及的炉子是属于EBT型(具有偏心的出钢口)时，情况尤其是这样，这种炉子在倾斜基座上摆动，因而必须在炉子上与平台相对的那一边安装配重，以便使炉子在由于浇铸钢水而倾斜以后能自动恢复其水平位置。如果通过使用本发明能使侧面装料平台的尺寸减小，那么配重也能减小，因而制造电炉也可以便宜一些。

其他的优点及特征将在下面所给的参照附图对本发明优选实施例的详细描述中显示出来，这些实施例仅只是为了举例说明的目的，在附图中：

图1表示了装有液态金属铁水包的重量变化与铁水包倾斜角关系的函数图；

图2A、2B、2C是侧视图，表示了用于对电炉加装液态金属的运料车以及将铁水包支承于运料车中的装置；

图3A、3B、3C表示了对电炉加装液态金属过程的顺序；

图3A表示运料车在它的靠近电炉的初始位置；

图3B表示倾注开始时的运料车及铁水包；

图3C表示运料车在倾注完全完结时的位置。

图1给出了铁水包装料的变化与铁水包倾斜角的关系的图形。该图形示出，当铁水包的倾斜角变化时，倾注量并不是一个常数；而是在一个很明确的角度经过最大值。还可以看出，该最大值还取决于铁水包倾斜角的变化量。如果倾斜角的变化量较小，象下面的曲线所示(2°而不是5°)，最大值就不太明显。很清楚，这个图形是根据某一特定形状的铁水包而绘制。该图形依铁水包的几何形状而会有显著的不同；即使对同一铁水包，由于铁水包内部耐火材料炉衬逐渐耗损，图形也会以它的函数而改变。

图2A、2B和2C表示了从铁水包直接向电炉加装液态金属的一种设备。运料车10包括了一个装有三个车轴14、16、18的支承架12。

图2B清楚地表示了两个带叉头的转臂20中的一个，两个转臂铰接在位于铁水包22外面的支承架12上的轴21上。转臂20由活塞23驱动，活塞23是通过可摆动的方式以其第一端与支承架12相连。以其第二端与转臂20相连；因而就可能提升或降低通过另臂26装入带叉头的转臂20之中的铁水包22。铁水包22还通过锚固装置19固定在支承架12上。该装置在运输过程中能防止铁水包22在带叉头的转臂20中摆动。

图2C表示了第二个可运动的双臂30，它的转动中心与轴颈24同心，轴颈能使铁水包22作转动运动。双臂30的一端与铁水包22上的轴颈24相固连。铁水包22的底部装有凸耳25，与制作在双臂30另一端上的凹槽27相配合。活塞29是这样固定，使得它的一端能在带叉头的转臂20上摆动，而另一端能在双臂30上摆动；因而活塞29能使铁水包22绕穿过轴颈24的轴线发生倾斜。

图3A、3B及3C是将液态生铁倾入电炉过程的顺序。图3A表示了装在运料车10上的直接倾注液态金属的设备12在它靠近电炉30的初始位置上。在本例中，电炉30具有侧面装料平台32，液态金属就通过它注入炉子30。平台32的内部被一层厚的耐火材料34覆盖。由特殊耐火材料制成的缓冲板36做在所述平台32的底部，以保护耐火材料34不受由液态生铁碰撞所造成的冲击。具有浇注嘴38且内部盛有液态生铁的铁水包22就置于运料车10上。

图3B表示了浇注过程的第二阶段，它刚好在将液态生铁倾入装料平台的开始时刻之前。铁水包22已经通过活塞23的动作降低且倾斜，因而浇注嘴38位于平台32之上。由于铁水包22是以其底端借助锚固装置19固定在支承架12上，所以铁水包22的倾斜并不直接使用双臂30。必须指出浇注嘴38与平台32之间的那个小距离，它是减小液态生铁与平台32内的耐火材料34、36碰撞的能量的一个因素。由于这个小的下落高度，液态生铁的飞溅就是有限的，因而能提高在电炉附近工作人员的安全性。

图3C表示铁水包22在将液态生铁向电炉30中倾注完了的位置。铁水包22现在处于水平位置，所有生铁都能从铁水包22流出。强调下面这一点是重要的，即铁水包22并非必定要完全倾空。事实上情况可能是这样，如果只需要向炉子30中倾入一定量的生铁，铁水包22只需倾空例如一半。很清楚，在这种情况下，铁水包22就用不着倾斜到水平位置。

为了将铁水包22倾斜到一个预先确定的位置，将锚固装置19从支承架12上卸下，驱动活塞29，则绕穿过两个轴颈24的轴线的倾斜动作就能加到铁水包22上。通过驱动活塞23，可以与铁水包22倾斜角无关地升高或降低铁水包22，以此方式使生铁下落的高度为最小。

当铁水包22倾空，或是所需要的生铁量已倾入炉子30中以后；通过完成同样的，但次序相反的动作，可以使铁水包22返回它的初始位置。

Claims (11)

1.从铁水包向电炉直接加装液态金属的方法，它基本上包含下列步骤：

载有铁水包的运料车移动到靠近电炉的初始位置，铁水包具有上缘和下缘且内部盛有熔融金属；

铁水包下降并作水平移动，直至铁水包的上缘位于电炉之上；

倾斜、逐步升高及平缓地水平移动铁水包，使得铁水包的上缘保持在能将液态金属倾注入炉中的位置上；

将液态金属倾入炉中；

铁水包作倾翻、降低及水平移动，以便返回初始位置。

2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于，液态金属的流量在整个倾注作业中是通过连续称量运料车来确定的。

3.依据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，铁水包倾斜角的变化是作为液态金属流量的函数而调节的。

4.从铁水包向电炉直接加装液态金属的设备，其特征在于，

一个带支承架的运料车；

两个带叉头的转臂，它们能绕第一轴运动，使得通过吊臂装于带叉头的转臂之中的铁水包能够升高或降低；

一个绕第二轴运动的第二臂，第二轴的转动中心与穿过装在吊臂上的两个轴颈的轴线相重合，它使铁水包能作转动运动。

5.依据权利要求4所述的设备，其特征在于，第一转轴位于车架上，在铁水包外面。

6.依据权利要求4所述的设备，其特征在于，至少用一个第一液压油缸操作两个带叉头的转臂。

7.依据权利要求4所述的设备，其特征在于，至少用一个液压油筒操作双臂。

8.依据权利要求4所述的设备，其特征在于，两个带叉头的转臂是用机电装置驱动的。

9.依据权利要求4所述的设备，其特征在于，双臂是用机电装置驱动的。

10.依据权利要求4至9中任一项所述的设备，其特征在于，在整个倾注作业中能连续称量铁水包的装置。

11.依据权利要求4至10中任一项所述的设备，其特征在于，一个用耐火材料制成的盖，当铁水包被运送到它的初始位置时，该盖是盖在铁水包上面的。

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