CN220468029U - 转炉型连续加料炼钢电弧炉 - Google Patents

Abstract

一种转炉型（罐型）连续加料炼钢电弧炉，属于炼钢电弧炉改进技术领域。本实用新型的目的是通过对炼钢电弧炉缸型炉体改进成为转炉型（罐型）炉体，从而实现了转炉型（罐型）连续加料炼钢电弧炉。本实用新型包括倾炉机构、炉盖，在倾炉机构上面安装有转炉型炉体装配、炉盖升降及旋转机构、电极升降机构。本实用新型是在现有连续加料炼钢电弧炉（也称电炉）设备基础上，对电弧炉机械部分进行了改进之后，成为了一种新型连续加料炼钢电弧炉设备。较现有电弧炉及其附属设备具有投资少、维修简单、经济效益高、对环境污染更小。本实用新型不仅适用于交流炼钢电弧炉，也适用于直流炼钢电弧炉，因而前景广阔。

Description

转炉型连续加料炼钢电弧炉

技术领域

本实用新型属于炼钢电弧炉改进技术领域。

背景技术

炼钢是工业中重中之重，各行各业的建设都离不开对钢材的需求，全球钢铁产量巨大，每年都在增长，我国的钢产量居世界第一。炼钢一般可分为长流程炼钢和短流程炼钢二种类型。长流程炼钢以矿石为主要原料，采用转炉冶炼；短流程炼钢以废钢为主要原料，采用电弧炉（电炉）冶炼。由于电弧炉短流程炼钢投资少，见效快，对环境污染相对较小，而越来越受到国家重视。为此电弧炉设备的技术进步，一直是炼钢设备研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是通过对炼钢电弧炉缸型炉体改进成为转炉型（罐型）炉体，从而实现了转炉型（罐型）连续加料炼钢电弧炉。

本实用新型转炉型炉体装配包括下炉体和锥台形鼠笼式上炉体；下炉体安装在倾炉机构的上面，下炉体的上面安装锥台形鼠笼式上炉体；锥台形鼠笼式上炉体采用双层管式水冷炉壁结构，双层管式水冷炉壁是由多块同心圆水冷块组成，每一块水冷块都是由管式水冷炉壁外层和管式水冷炉壁内层，串联相接在一起，管式水冷炉壁外层上布满挂渣钉；双层管式水冷炉壁通过双层管式水冷炉壁悬挂装置悬挂在锥台形上炉体鼠笼式框架上；废钢连续加料口设置在锥台形鼠笼式上炉体的斜壁上。

本实用新型包括倾炉机构、炉盖，在倾炉机构上面安装有转炉型炉体装配、炉盖升降及旋转机构、电极升降机构；

转炉型炉体装配包括下炉体和锥台形鼠笼式上炉体；下炉体安装在倾炉机构的上面，下炉体的上面安装锥台形鼠笼式上炉体；锥台形鼠笼式上炉体采用双层管式水冷炉壁结构，双层管式水冷炉壁是由多块同心圆水冷块组成，每一块水冷块都是由管式水冷炉壁外层和管式水冷炉壁内层，串联相接在一起，管式水冷炉壁外层上布满挂渣钉；双层管式水冷炉壁通过双层管式水冷炉壁悬挂装置悬挂在锥台形上炉体鼠笼式框架上；废钢连续加料口设置在锥台形鼠笼式上炉体的斜壁上；

炉盖安放在转炉型炉体装配的锥台形鼠笼式上炉体顶端的炉体上口上；炉盖本体与炉盖悬臂制作成一体，在炉盖悬臂的尾部开有炉盖悬臂圆锥孔；

炉盖升降及旋转机构：该机构是由炉盖升降机构和炉盖旋转机构组成；炉盖旋转机构：炉盖旋转机构由炉盖旋转架、炉盖旋转轴承、炉盖旋转轴、曲柄和炉盖旋转缸组成；炉盖旋转轴承设置在炉盖旋转架的下部，安装在倾炉机构的上面；炉盖旋转轴上部与炉盖旋转轴承以偏心方式固定在一起，炉盖旋转轴下端穿过倾炉机构的平台与曲柄的一端固定连接在一起， 曲柄的另一端，与炉盖旋转缸铰接在一起；炉盖升降机构：炉盖升降缸安装在炉盖旋转架的上部，炉盖升降缸顶部圆锥形轴销插接位置与炉盖悬臂圆锥孔上下对应；

电极升降机构：电极升降立柱由现有位置 A，前移安装到炉盖旋转轴承的内部；

炉壁氧枪：炉壁氧枪安装在转炉型炉体装配连续加料口的正下方，通过氧枪开口与炉内相通。

本实用新型是在现有连续加料炼钢电弧炉（也称电炉）设备基础上，对电弧炉机械部分进行了改进之后，成为了一种新型连续加料炼钢电弧炉设备。较现有电弧炉及其附属设备具有投资少、维修简单、经济效益高、对环境污染更小。本实用新型不仅适用于交流炼钢电弧炉，也适用于直流炼钢电弧炉，因而前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；1-倾炉机构、2-炉盖升降及旋转机构、3-转炉型炉体装配、4-炉壁氧枪、5-炉盖、6-电极升降机构；

图2是本实用新型图1的俯视图；1-倾炉机构、2-炉盖升降及旋转机构、3-转炉型炉体装配、5-炉盖、6-电极升降机构；

图3是本实用新型炉盖装配示意图；51-炉盖本体、52-炉盖悬臂、53-炉盖悬臂圆锥孔；

图4是本实用新型图3的侧视图；

图5是本实用新型炉盖装配与炉盖升降及旋转机构连接关系结构示意图；1-倾炉机构、3-转炉型炉体装配、5-炉盖、7-炉盖旋转架、8-炉盖旋转轴承、9-炉盖旋转缸、10-曲柄、11-炉盖旋转轴、12-炉盖旋转缸顶部圆锥形轴销、13-炉盖升降缸、53-炉盖悬臂圆锥孔；

图6是本实用新型图5的俯视图；3-转炉型炉体装配、5-炉盖、7-炉盖旋转架、8-炉盖旋转轴承、9-炉盖旋转缸、11-炉盖旋转轴；

图7是本实用新型电极升降机构结构示意图；1-倾炉机构、8-炉盖旋转轴承、14-电极升降立柱、15-石墨电极、16-导电横臂

图8是本实用新型图7的俯视图；8-炉盖旋转轴承、14-电极升降立柱；

图9是本实用新型转炉型炉体装配结构示意图；31-废钢连续加料口、32-炉体上口、33-双层管式水冷炉壁、34-锥台形鼠笼式上炉体、35-下炉体；

图10是本实用新型图9的俯视图；31-废钢连续加料口、33-双层管式水冷炉壁；

图11是本实用新型双层管式水冷炉壁结构示意图；G1-图12由此方向沿框架中径直线展开，G2-炉门，G3-出钢口；

图12是本实用新型图11以G1为基准展开结构示意图；G4-氧枪开口，G5-出钢口偏心区开口，G6-炉门开口；

图13是本实用新型双层管式水冷炉壁局部放大图；17-锥台形上炉体鼠笼式框架、18-双层管式水冷炉壁外层、19-挂渣钉、20-双层管式水冷炉壁内层、21-双层管式水冷炉壁悬挂装置；

图14是本实用新型转炉型炉体装配局部剖开俯视图；4-炉壁氧枪，31-废钢连续加料口，33-双层管式水冷炉壁。

具体实施方式

本实用新型由于炉体形状的改变，而引起了炼钢电弧炉其他机械部分的改变。它包括倾炉机构、炉盖、炉盖升降及旋转机构、电极升降机构、炉体装配五大机械部分。

炉盖与炉盖升降及旋转机构：炉盖盖在炉体的上口，炉盖的打开和关闭是由炉盖升降与旋转机构实现的。炉盖本体与炉盖连接臂为一体式，炉盖提升是由炉盖升降缸顶部的圆锥形轴销插入炉盖连接臂圆锥孔内顶起炉盖。炉盖关闭时，炉盖升降缸下降，当炉盖本体盖在炉体上口后，升降缸顶部圆锥轴销与炉盖连接臂脱离；炉盖升降缸安装在炉盖旋转架的上部，炉盖旋转架的下部是一个多排滚柱轴承，旋转轴承安装在倾炉机构的上面。炉盖旋转轴上部与炉盖旋转轴承以偏心方式固定连接，下部和曲柄固定连接。曲柄和炉盖旋转杠通过铰接方式连接在一起。在炉盖旋转缸的推动下，通过曲柄、旋转主轴推动炉盖旋转轴承转动，实现炉盖的打开与关闭的旋转。

电极升降机构：电极升降机构主要是由三根升降立柱（立柱内装有升降缸）和三个导电横臂及石墨电极组成，导电横臂安装在立柱上面。为了实现结构紧凑，本实用新型将三根立柱安装位置由炉盖旋转轴承外部移到炉盖旋转轴承的内部。

转炉型炉体装配：炉体装配是由上下两部分组成。下部分是由钢板焊接成类似盆型结构，内部有耐火材料砌成熔池，以备盛钢水用。上部是一个鼠笼框架，框架内壁悬挂多块水冷块。每块水冷块由内、外二层无缝钢管组串接成一体。外层水冷管紧贴密排，内层水冷管具有一定间距。每一块水冷块只有一路进、回水，进水在内层，出水在外层；内层水冷管组和外层水冷管组具有同心圆结构，而且两层之间有一定的间隔距离，以利于炉壁挂渣。炉子直径越大，水冷块组数越多。

炉壁氧枪：转炉型炉体上面为圆锥截体，连续加料口安装在圆锥体斜面上，废钢通过连续加料口加入到炉体内。连续加料口上端高出转炉型炉体上口，以利于烟气顺利进入连续加料口，减少烟气外溢。炉壁氧枪安装在连续加料口的正下方的炉体侧壁上，实现了氧枪吹氧可以直接进入废钢区域，极大的提高了废钢加热效率。

炉盖本体51和炉盖悬臂52制作成一体结构，在炉盖悬臂52的尾部开有锥形孔53。

炉盖升降缸13安装在炉盖旋转架7上，炉盖升降缸13伸出上升时，炉盖升降缸顶部圆锥形轴销12，插入炉盖悬臂圆锥孔53内，顶起炉盖5，实现炉盖5的上升。炉盖升降缸13缩回下降到炉盖5盖在炉体上口32上，炉盖升降缸13与炉盖5脱开。实现了炉盖5的升降功能；炉盖旋转是在炉盖5提升到设定高度以后进行的。炉盖旋转架7的下部安装炉盖旋转轴承8。炉盖旋转轴11,以偏心方式安装在旋转轴承8的下方，并与曲柄10固定连接在一起。曲柄10与炉盖旋转缸9通过铰接方式连接，炉盖旋转杠13推动曲柄10，带动炉盖旋转轴11与炉盖旋转轴承8一起转动，实现炉盖5的旋转。

电极升降机构6在电极升降立柱14的控制下，使石墨电极15底部与炉内废钢接触，电能便通过导电横臂16、石墨电极15，将加入到炉内废钢熔化冶炼。本实用新型是将现有的电极升降立柱14，由炉盖转动轴承8的外部，前移到炉盖转动轴承8的内部。

转炉型炉体装配3的特点是将现有缸形炉体，改为转炉型（罐形）炉体。它是由下炉体35和锥台形鼠笼式上炉体34组成。其中双层管式水冷炉壁33，通过双层管式水冷炉壁悬挂装置21，悬挂在锥台形上炉体鼠笼式框架17上；双层管式水冷炉壁33是由多块同心圆水冷块组成的。每一块水冷块都是由管式水冷炉壁外层18和管式水冷炉壁内层20，串联相接在一起。进水在内层，出水在外层。

图12中在双层管式水冷块A(a)、B(b)、C(c)、D(d)、E(e)、F(f)中，同一字母的大写字母代表该块水冷块的内层，小写字母代表该块水冷块的外层。炉体直径越大水冷块数量就越多。每一块水冷块的外层水冷管组是密排钢管，上面布满了挂渣钉19，内层水冷管具有一定间距，而且两层之间有一定的间隔距离，以利于喷溅炉渣挂满双层管式水冷炉壁33的缝隙之间。

本实用新型改进之一，是将现有连续加料电弧炉的缸形炉体，改为转炉型（罐形）炉体，使炉体上口直径减小1/2左右。

本实用新型改进之二，是由于炉体上口直径减小了1/2左右，从而使炉盖直径也相应减小了1/2左右，而炉盖重量仅为现有炉盖重量的1/3左右。

本实用新型改进之三，是由于炉盖直径减小了1/2左右以后，致使炉盖升降与旋转机构结构简化、外形尺寸变小。

本实用新型改进之四，是将现有单层管式水冷炉壁改为同心圆式双层管式水冷炉壁。虽然在炉壁重量上增加了一些。但是使用寿命由原来的五千炉，增加到二万炉，增加了4倍。在这两层之间，堆积的钢渣可以发挥绝热作用，从而将能量损失降到最低。通过实践验证，可以减少约 25%热能损失。提高电弧功率，提高工作效率，提高运营可靠性，极大地减少水冷炉壁发生漏水次数，稳定的钢渣保护自我恢复功能无需进行喷补炉衬，因此冷却效率更高。而每更换一次炉壁需要停止冶炼更换炉体。费时费力，影响产量。

本实用新型改进之五，是将现有电弧炉的电极升降立柱，由炉盖旋转轴承的外部移到旋转轴承的内部。这一布置方式，使电弧炉机械设备结构更加紧凑，从而导致了现有倾炉机构的倾炉平台外形尺寸变小，重量变轻；由于电弧炉机械结构更加紧凑，导致电弧炉供电短网线路的长度变短。研究表明电弧炉供电短网线路长度每增加0.5米，则功率因数就下降0.5%左右。短网线路长度减少一米，可使电抗减小5～8%。短网的电参数对电弧炉正常运行起着决定性作用，电弧炉的生产率，炉衬寿命，功率损耗及功率因数数值在很大的程度上取决于短网的电参数的选择。

本实用新型改进之六，是将现有电弧炉的炉壁氧枪在炉体安装位置进行了改变。对于连续加料电弧炉来说，现有的炉壁氧枪不能安装在连续加料口的正下方，只能用二支氧枪安装在加料口两侧，氧气难以直接吹到废钢原料上，废钢熔化效果不佳。本实用新型将现有连续加料口向上抬高了一定高度，用一支炉壁氧枪安装在连续加料口的正下方，加入到炉内的废钢直接被燃烧的氧气加热，显而易见较现有安装在加料口两侧的位置上的炉壁氧枪对废钢熔化速度加快，吹氧效果得到明显改善。由于加料口抬高高于炉体上口，使炉体上口溢出的烟气进入到了连续加料口，不仅增加了废钢预热效果，而且改善了车间环境保护效果。

Claims (1)

1.一种转炉型连续加料炼钢电弧炉，包括倾炉机构（1）、炉盖（5），其特征在于：在倾炉机构（1）上面安装有转炉型炉体装配（3）、炉盖升降及旋转机构（2）、电极升降机构（6）；

转炉型炉体装配（3）包括下炉体（35）和锥台形鼠笼式上炉体（34）；下炉体（35）安装在倾炉机构（1）的上面，下炉体（35）的上面安装锥台形鼠笼式上炉体（34）；锥台形鼠笼式上炉体（34）采用双层管式水冷炉壁（33）结构，双层管式水冷炉壁（33）是由多块同心圆水冷块组成，每一块水冷块都是由管式水冷炉壁外层（18）和管式水冷炉壁内层（20），串联相接在一起，管式水冷炉壁外层（18）上布满挂渣钉（19）；双层管式水冷炉壁（33）通过双层管式水冷炉壁悬挂装置（21）悬挂在锥台形上炉体鼠笼式框架（17）上；废钢连续加料口（31）设置在锥台形鼠笼式上炉体（34）的斜壁上；

炉盖（5）安放在转炉型炉体装配（3）的锥台形鼠笼式上炉体（34）顶端的炉体上口（32）上；炉盖本体（51）与炉盖悬臂（52）制作成一体，在炉盖悬臂（52）的尾部开有炉盖悬臂圆锥孔（53）；

炉盖升降及旋转机构（2）：该机构是由炉盖升降机构和炉盖旋转机构组成；炉盖旋转机构：炉盖旋转机构由炉盖旋转架（7）、炉盖旋转轴承（8）、炉盖旋转轴（11）、曲柄（10）和炉盖旋转缸（9）组成；炉盖旋转轴承（8）设置在炉盖旋转架（7）的下部，安装在倾炉机构（1）的上面；炉盖旋转轴（11）上部与炉盖旋转轴承（8）以偏心方式固定在一起，炉盖旋转轴（11）下端穿过倾炉机构（1）的平台与曲柄（10）的一端固定连接在一起， 曲柄（10）的另一端，与炉盖旋转缸（9）铰接在一起；炉盖升降机构：炉盖升降缸（13）安装在炉盖旋转架（7）的上部，炉盖升降缸顶部圆锥形轴销（12）插接位置与炉盖悬臂圆锥孔（53）上下对应；

电极升降机构：电极升降立柱（14）由现有位置 A，前移安装到炉盖旋转轴承（8）的内部；

炉壁氧枪：炉壁氧枪（4）安装在转炉型炉体装配（3）连续加料口（31）的正下方，通过氧枪开口（G4）与炉内相通。