CN213162973U - 一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统 - Google Patents

Abstract

一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，涉及熔融还原工艺生铁铸造装置技术领域，包括两个交替使用的铸造机构，铸造机构包括沿导轨滚动设置的钢包运输车，钢包运输车上设有钢包，钢包运输车的一侧还设有用以将钢包提升并可前后翻转的倾翻装置，两个铸造机构上的钢包运输车与倾翻装置之间的区域还共同安装有移动扒渣装置，每个倾翻装置的一侧还设有铁水溜槽，两个铁水溜槽的出口共同连接有双出口的摆动溜槽，摆动溜槽的出口端通过燕尾槽连接铸铁机。本实用新型解决了传统技术中应用于熔融还原工艺中使用时，无法进行扒渣操作，且通过起重机吊运铁水罐，不能满足熔融还原工艺快速铸铁的问题。

Description

一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统

技术领域

本实用新型涉及熔融还原工艺生铁铸造装置技术领域，具体涉及一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统。

背景技术

HIsmelt熔融还原工艺技术利用非焦煤煤粉及铁矿粉采取喷射冶金方式生产液态生铁，流程短，成本低，污染小，铁水质量好，是解决我国焦煤资源有限和环保问题的先进炼铁技术。

HIsmelt熔融还原技术的核心设备为熔融还原炉，由于熔融还原炉内氧势明显高于高炉环境，通过控制炉内的氧势，熔融还原炉生产的铁水中Si、Mn等含量远低于高炉，且磷含量可有效控制在0.02％及以下，这样在熔融还原炉内就可最大限度地控制铁水中微量元素含量，极大的提高铁水纯净度，不需要炉外脱硅、脱锰操作，其铁水产品只需要经炉外脱硫后即可满足高纯生铁的质量要求。

中国国家知识产权局公开了一个申请号为201410225556.0的专利，该方案铸铁机车间和铁水运输铁路线，的铁水运输线贯通铸铁机车间，通过铁水运输线将铁水罐运进或运出铸铁机车间；铸铁机车间内布置有铸铁机、铁水罐烘烤器、铁水罐存放架、铁水罐粘铁熔化装置、起重机；利用起重机吊运铁水罐。优点在于具有铁水铸铁、铁水罐烘烤、铁水缓存、铁水罐配罐和铁水罐粘铁熔化功能，提高高炉炼铁和转炉炼钢之间铁水物质流的缓冲余量，使高炉与转炉间有了柔性活套，炼铁-炼钢界面过强的刚性关系得到改善，有利于高炉和转炉的稳定生产。

该套装置虽然可以实现高炉系统中进行使用，但是若应用于熔融还原工艺中使用，则直接的暴露出了该技术的问题,表现在以下方面：

由于熔融还原工艺技术的特殊性，不同于高炉出铁，熔融还原工艺采用连续出铁方式，日产量达1920吨/天，出铁节奏连续快速，熔融还原炉产生的铁水要经过必要的炉外脱硫和扒渣操作，这就要求高纯生铁的调度与铸造必须流程短、效率高并能快速应对突发故障，现有的技术铁水运输路线过于简单，无法进行扒渣操作，且利用起重机吊运铁水罐，显然不能满足熔融还原工艺高纯生铁的快速铸铁节奏。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，用以解决传统技术中应用于熔融还原工艺中使用时，无法进行扒渣操作，且通过起重机吊运铁水罐，不能满足熔融还原工艺快速铸铁的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，包括两个交替使用的铸造机构，所述铸造机构包括沿导轨滚动设置的钢包运输车，所述钢包运输车上设有钢包，所述钢包运输车的一侧还设有用以将所述钢包提升并可前后翻转的倾翻装置，两个所述铸造机构上的钢包运输车与倾翻装置之间的区域还共同安装有移动扒渣装置，每个所述倾翻装置的一侧还设有铁水溜槽，两个所述铁水溜槽的出口共同连接有双出口的摆动溜槽，所述摆动溜槽的出口端并通过燕尾槽连接铸铁机。

作为一种优化的方案，所述钢包结构呈锥形筒设置，底部直径为2500mm，上部口径为3000mm,高度为3800-4000mm，内部砌筑耐火砖。

作为一种优化的方案，所述钢包运输车沿导轨滚动行走，由两台并联电机进行驱动，钢包运输车上装有称重系统。

作为一种优化的方案，所述移动扒渣装置包括沿导轨移动设置的渣包运输车和位于所述渣包运输车上方平行移动的扒渣机，所述渣包运输车上设有铁渣包。

作为一种优化的方案，所述扒渣机的顶部还设有移动烟罩。

作为一种优化的方案，所述渣包运输车和所述扒渣机的移动方向与所述钢包运输车的移动方向相垂直。

作为一种优化的方案，所述倾翻装置通过液压缸作前后翻转动作，且所述倾翻装置的底部装也设有称重系统。

作为一种优化的方案，所述摆动溜槽的两侧可上下摆动，其摆动角度为10-30°。

作为一种优化的方案，所述燕尾槽呈长方形壳体设置，所述燕尾槽的内部包覆有耐材。

作为一种优化的方案，所述燕尾槽通过所述耐材形成L形铁水通道，且所述L形铁水通道的出口端的中间位置还固接有分流板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用两个铸造机构交替灵活使用，钢包运输车将钢包转运到倾翻装置位置，倾翻装置将钢包提升后配合扒渣机与渣包运输车进行扒渣操作，钢包扒渣操作完成后，倾翻装置将钢包进行倾翻铸铁，钢包内铁水经铁水溜槽、摆动溜槽与铸铁燕尾槽后到达铸铁机模具，实现高纯生铁的铸造，整个系统操作流程短，简洁高效，既能保证高效的高纯生铁铸造作业效率，又能及时应对突发故障；系统运行稳定，提高工作过程中的稳定性；部件少，工序简便，且故障率低；结构简单，使用寿命长；操作控制简便，易于大规模制造与安装，应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-钢包；2.第一钢包运输车；3.第二钢包运输车；4-扒渣机；5-第一倾翻装置；6-第二倾翻装置；7-渣包运输车；8-铁渣包；9-第一铁水溜槽；10-第二铁水溜槽；11-摆动溜槽；12-第一燕尾槽；13-第二燕尾槽；14-第一铸铁机；15-第二铸铁机；16-钢包锁紧座；17-第一钢包运输车移动导轨；18-第一铁水装载限位开关；19-第一钢包倾翻限位开关；20-第二钢包运输车移动导轨；21-第二铁水装载限位开关；22-铁渣包运输车移动导轨；23-铁渣包运输车第一扒渣限位开关；24-铁渣包运输车第二扒渣限位开关；25-铁渣卸载限位开关；26-扒渣机移动导轨；27-扒渣机第一扒渣限位开关；28-扒渣机第二扒渣限位开关；29-扒渣机扒渣臂；30-倾翻装置两组液压缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，包括两个交替使用的铸造机构，铸造机构包括移动设置的钢包运输车，钢包运输车上设有钢包1，钢包运输车的一侧还设有用以将钢包1提升并翻转的倾翻装置，两个铸造机构上的钢包运输车与倾翻装置之间的区域还共同移动安装有扒渣装置，每个倾翻装置的一侧还设有铁水溜槽，两个铁水溜槽的出口共同连接有双出口的摆动溜槽11，摆动溜槽11的出口端并通过燕尾槽连接铸铁机。

扒渣装置包括移动设置的渣包运输车7，和位于渣包运输车7上方并列移动的扒渣机4，渣包运输车7上设有铁渣包8。

渣包运输车7和扒渣机4的移动方向与钢包运输车的移动方向相垂直。

钢包运输车、倾翻装置以及渣包运输车7上均设有称重系统。

称重系统包括均布设置的称重传感器。

扒渣机4的顶部还设有移动烟罩。

摆动溜槽11的摆动角度为10-30°。

燕尾槽呈长方形壳体设置，燕尾槽的内部包覆有耐材，并通过耐材形成L形铁水通道，且L形铁水通道的出口端的中间位置还固接有分流板。

两个铸造机构交替运行使用，当其中一个进行铸铁时，另一个进行钢包1装载与炉外脱硫操作。

钢包1装载熔融还原炉产生的铁水经炉外脱硫后，由钢包运输车转运到倾翻装置的倾翻位置。

倾翻装置提升钢包1脱离钢包运输车，钢包运输车返回到停车位置，装有铁渣包8的渣包运输车7与扒渣机4分别移动到相应的扒渣位置；

倾翻装置加载钢包1向扒渣机4一侧倾翻，达到系统设定角度后停止动作并保持加载，由扒渣机4进行扒渣操作，铁渣进入渣包运输车7上的铁渣包8内，扒渣完成后，渣包运输车7转运到铁渣存放区进行集中铁渣的集中存放；

倾翻装置将钢包1向铸铁机一侧倾翻，钢包1内铁水经铁水溜槽、摆动溜槽11和铸铁燕尾槽到达铸铁机，最终实现高纯生铁铸造。

钢包1结构成下窄上宽的锥筒型，底部直径为2500mm，上部直径为3000mm,高度为3800-4000mm，内部砌筑耐火砖，整个空包重量可达55-60吨，可有效装载80-100吨铁水；

钢包1底部1200mm处安装有两个钢包锁紧座16，当钢包1进行倾翻动作时，倾翻装置上的锁紧机构卡住锁紧座，可将钢包锁紧。

钢包运输车包括第一钢包运输车2与第二钢包运输车3；

每辆钢包运输车由2台22KW电机驱动，电机既可以采用变频器控制，又可以切换到旁路进行工频控制；

每台电机带有电动制动抱闸，可对行走中的钢包运输车进行制动停车。

钢包运输车放包平台上装有称重系统，采用四组称重传感器，称重系统量程为0-200吨，称重系统检测的重量反馈信号经无线收发装置远传到DCS系统内部，实现实时在线监测钢包1内铁水重量。

钢包运输车沿导轨行走，在导轨行走两端分别装有控制减速和停止的限位开关，

在导轨中间位置装有限位开关，此位置是倾翻装置提升钢包1脱离钢包运输车后钢包车返回的停车位置。

渣包运输车7为两个铸造机构共用装置，渣包运输车7由2台11KW电机驱动，电机既可以采用变频器控制，又可以切换到旁路进行工频控制；

每台电机带有电动制动抱闸，可对行走中的渣包运输车7进行制动停车。

渣包运输车7沿第一钢包运输车移动导轨17行走，其行走导轨与钢包运输车行走导轨垂直；

在导轨行走两端分别装有控制减速和停止的第一铁水装载限位开关18和第一钢包倾翻限位开关19；

铁渣包运输车移动导轨在两个铸造机构的扒渣位置分别装有铁渣包运输车第一扒渣限位开关23；铁渣包运输车第二扒渣限位开关24，为渣包运输车7的扒渣停车位；

当钢包1进行扒渣操作时，渣包运输车7载有空铁渣包8沿导轨运行到扒渣位置停车，等待装载钢包1内的铁渣；

当钢包1扒渣操作完成后，渣包运输车7载有铁渣包8渣包转运到铁渣存放区，通过铁渣卸载限位开关25进行铁渣的集中存放。

扒渣机4为两个铸造机构共用装置，包括扒渣机4移动平台的移动、扒渣机4主体设备的扒渣动作及顶部移动烟罩。

扒渣机4的扒渣机移动导轨26位于渣包运输车7导轨上方；

扒渣机4的扒渣机移动导轨26在两个铸造机构扒渣的扒渣位之间沿上方扒渣机移动导轨26移动，导轨26方向与渣包运输车7行走导轨方向平行；

扒渣机移动导轨26的两端还设有扒渣机第一扒渣限位开关27扒渣机第二扒渣限位开关28；

移动平台行走由2台2.2KW电机驱动，电机既可以采用变频器控制，又可以切换到旁路进行工频控制，每台电机带有电动制动抱闸，可对行走中的扒渣机4进行制动停车。

扒渣机4移动平台两侧带有气动锁紧机构，当扒渣机4移动平台移动到每条子系统的扒渣位置时，气动锁紧机构控制电磁阀自动打开，执行气缸伸出锁紧机构将扒渣机4锁紧。

扒渣机4为独立设备，整套设备的扒渣动作由PLC系统进行控制。

扒渣机4主体设备动作的核心是扒渣臂29控制，扒渣臂29前端带有扒渣刮板，扒渣臂刮板由耐材覆盖保护。

扒渣机扒渣臂29可进行伸出与收缩动作、上升与下降动作、左摆与右摆旋转动作以及扒渣臂前端刮板的下沉与提升动作，所有动作都是由液压缸控制执行，由1台15KW液压泵供给液压站的液压循环。

扒渣机4顶部移动烟罩由一台1.1KW电机控制移动烟罩的伸出与收缩动作，电机与移动烟罩之间通过链条进行连接，且移动烟罩带有伸出与收缩到位信号，烟罩伸出到位信号与扒渣机4扒渣臂之间有信号连锁，扒渣机扒渣臂29；进行扒渣动作前，移动烟罩必须由伸出到位信号。

倾翻装置包括第一倾翻装置5与第二倾翻装置6，每套倾翻装置都由一组液压站进行倾翻动作液压控制，配置3台液压泵，采用两用一备运行方式，对倾翻装置提供液压加载动力驱动；

每套倾翻装置两侧各有一套钢包托臂、倾翻扒渣液压缸、倾翻铸铁液压缸，在倾翻装置的上方中央位置装有钢包1锁紧机构，在倾翻装置底部安装有称重系统。

倾翻装置钢包1托臂是对钢包1起到支撑和固定作用，当倾翻装置对钢包1提升进行倾翻扒渣或倾翻铸铁动作时，倾翻装置托臂可有效防止钢包1的移动。

倾翻装置两组液压缸30位于倾翻装置的两侧，可对钢包1进行提升并倾翻，配合扒渣机4进行钢包1扒渣操作，最大倾翻角度为55°，在底部安装有限位开关，连锁控制倾翻扒渣液压动作停止。

整个倾翻扒渣液压缸行程为4500mm，每个倾翻扒渣液压缸都带有位移传感器，位移传感器测量磁环随着液压缸的移动而移动，可实时检测倾翻扒渣液压缸的位置。

每个液压缸的行走由液压比例电磁阀精确控制，液压比例电磁阀控制电源为24VDC，当调节比例阀控制电源为12V时，倾翻扒渣液压缸处于停止状态，当控制电源大于12V时，液压缸开始上升进行倾翻扒渣动作，随着控制电源升高，倾翻扒渣移动速度变快，同样当控制电源小于12V时，液压缸开始下降返回，随着控制电源降低，液压缸返回速度逐渐变快。

两个倾翻铸铁液压缸位于倾翻装置的两侧，可对钢包1进行提升并倾翻，将铁水倾翻到对应的铁水溜槽中，配合铸铁机进行高纯生铁的铸造操作，最大倾翻角度为90-95°，在液压缸顶部安装有限位开关，连锁控制倾翻铸铁液压动作停止。

整个倾翻扒渣液压缸行程为5000mm，每个倾翻铸铁液压缸都带有位移传感器，位移传感器测量磁环随着液压缸的移动而移动，可实时检测倾翻铸铁液压缸的位置。

每个液压缸的行走由液压比例电磁阀精确控制，液压比例电磁阀控制电源为24VDC，当调节比例阀控制电源为12V时，倾翻铸铁液压缸处于停止状态，当控制电源大于12V时，液压缸开始上升进行倾翻扒渣动作，随着控制电源升高，倾翻铸铁移动速度变快，同样当控制电源小于12V时，液压缸开始下降返回，随着控制电源降低，液压缸返回速度逐渐变快。

钢包1锁紧机构位于倾翻装置的上方中央位置，锁紧机构带有两个锁紧扣，采用液压控制动作，当进行扒渣或铸铁倾翻动作时，锁紧机构锁紧扣动作并牢固卡住钢包1锁紧座，锁紧机构上安装有限位开关，确定锁紧机构动作到位情况，为倾翻装置的倾翻动作提供安全保障。

称重系统位于倾翻装置的底部，称重采用2组称重传感器，传感器量程为0-200T,输出4-20mA电流反馈信号，通过无线信号收发装置将反馈信号远传至DCS系统，实现倾翻装置在线检测钢包1流出铁水重量变化，进一步控制铸铁机的运行速度，实现最佳的铸铁效果。

铁水溜槽包括第一铁水溜槽9和第二铁水溜槽10，位于对应倾翻装置的正前方，底部连接摆动溜槽11，坡度角为5-10°，每个铁水溜槽都由浇筑耐材进行绝热保护，倾翻装置将钢包1内的铁水倾倒到铁水溜槽中。

摆动溜槽11位于两条铸铁机的中间位置，其中央位置连接2组铁水溜槽底部出口，其底部出口连接铸铁燕尾槽，整个摆动溜槽11由浇筑耐材进行绝热保护。

在摆动溜槽11下方两侧各有一组液压缸，由电磁阀控制液压缸的伸出或收缩，从而控制摆动溜槽11动作，实现由一套摆动溜槽11灵活向两条铸铁机倾倒铁水的控制。

铸铁燕包括两个与摆动溜槽两端对应的第一燕尾槽12和第二燕尾槽13，铸铁燕尾槽铁水入口位于摆动溜槽11的正下方，铁水出口侧位于铸铁机的正上方；

燕尾槽是长方形壳体机构，内部由耐材保护并浇筑成“L”形铁水溜槽通道，在铁水出口侧中间设有分流板，分流板由耐材覆盖保护，可将燕尾槽内的铁水进行有效的分流作用，

摆动溜槽11内的铁水通过燕尾槽的减速和分配，有效控制了铁水的喷溅，并将铁水更加均匀的分配到铸铁机的模具中，保证了高纯生铁的外观尺寸和铸铁机的铸铁效果。

铸铁机包括第一铸铁机14与第二铸铁机15，铸铁机主要包括驱动电机、链条、模具及其清洗、烘烤、喷浆及高纯生铁块的冷却等。

每条铸铁机由电机驱动，电机采用变频控制。

铸铁机通过链条和模具将熔融还原炉产生的铁水进行冷却，形成5Kg的高纯生铁块。

铸铁机铸铁之前需要先对模具进行清洗、烘烤与喷浆等工序，当铸铁机电机带动空模具通过燕尾槽出口侧铁水流时，空模具充满铁水并且多大的铁水溢流到周围的模具中，当移动到机头出料端时，高纯生铁块表面采用风冷和底部喷淋水方式进行冷却。

模具围绕着铸铁机头部链轮继续循环运转，自动拆模器将击打模具的背面，以帮助高纯生铁块的的释放，空模具会再次返回到铸铁机底部的燕尾槽浇注点。

模具在返回过程中会再次被喷喷浆，达到循环重复铸铁。

涉及到的各个装置的结构属于日常所常见的，属于本领域技术人员所公知的，因此在此不多赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：包括两个交替使用的铸造机构，所述铸造机构包括沿导轨滚动设置的钢包运输车，所述钢包运输车上设有钢包(1)，所述钢包运输车的一侧还设有用以将所述钢包(1)提升并可前后翻转的倾翻装置，两个所述铸造机构上的钢包运输车与倾翻装置之间的区域还共同安装有移动扒渣装置，每个所述倾翻装置的一侧还设有铁水溜槽，两个所述铁水溜槽的出口共同连接有双出口的摆动溜槽(11)，所述摆动溜槽(11)的出口端并通过燕尾槽连接铸铁机。

2.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述钢包(1)结构呈锥形筒设置，底部直径为2500mm，上部口径为3000mm,高度为3800-4000mm，内部砌筑耐火砖。

3.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述钢包运输车沿导轨滚动行走，由两台并联电机进行驱动，钢包运输车上装有称重系统。

4.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述移动扒渣装置包括沿导轨移动设置的渣包运输车(7)和位于所述渣包运输车(7)上方平行移动的扒渣机(4)，所述渣包运输车(7)上设有铁渣包(8)。

5.根据权利要求4所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述扒渣机(4)的顶部还设有移动烟罩。

6.根据权利要求4所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述渣包运输车和所述扒渣机的移动方向与所述钢包运输车的移动方向相垂直。

7.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述倾翻装置通过液压缸作前后翻转动作，且所述倾翻装置的底部装也设有称重系统。

8.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述摆动溜槽(11)的两侧可上下摆动，其摆动角度为10-30°。

9.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述燕尾槽呈长方形壳体设置，所述燕尾槽的内部包覆有耐材。

10.根据权利要求9所述的一种熔融还原工艺高纯生铁调度与铸造系统，其特征在于：所述燕尾槽通过所述耐材形成L形铁水通道，且所述L形铁水通道的出口端的中间位置还固接有分流板。

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