CZ382096A3

CZ382096A3 - Process and apparatus for direct charging electric furnace with molten metal from a ladle

Info

Publication number: CZ382096A3
Application number: CZ963820A
Authority: CZ
Inventors: Norbert Kaell; Rudy Petry
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1997-04-16
Also published as: LU88505A1; ATE172751T1; RU2149904C1; DE69505670T2; JPH10502128A; WO1996000799A1; AU699470B2; CN1042956C; CA2193472A1; FI965235A; FI965235A0; EP0767843A1; AU2134895A; BR9508705A; EP0767843B1; DE69505670D1; CN1151764A; ES2124541T3

Description

Dosavadní stav techniky

Značná část železného šrotu se recykluje pomoc: trických pecí, zejména elektrických obloukových pec pece umožňují tavení a opětné využití železného šrotu je v těchto zařízeních zpracováván pro přípravu s· k výrobě nových ocelových výrobků.

Tyto kt<Sl$0a oviny .

8 G 0

Některé zbytkové prvky, obsažené v železném š-rettr,· například měcf, nikl a podobně, není možno z oceli oddělit a jsou tedy přítomny v hotovém výrobku. Čím větší podíl železného šrotu je podroben recyklačnímu procesu, tím větší bude koncentrace těchto zbytkových prvků. To je nepřípustné při výrobě některých výrobků, například oelových plechů.

Jednou z možností redukce koncentrace zbytkových prvků v oceli získávané ze železného šrotu je přidávání tekutého surového železa do elektrické pece.

Avšak při lití tekutého kovu z pánve do elektrické pece pomoci jeřábu nebo mostového jeřábu, popřípadě jiného zavěšeného pojízdného zařízení, se velmi obtížně reguluje rychlost vytékání tekutého kovu z pánve. Ve skutečnosti není rychlost vytékání konstantní a mění se jako funkce úhlu naklonění pánve. Kromě toho je také obtížné sledovat úhel naklonění pánve zavěšené na závěsném ústrojí mostového jeřábu nebo jiného jeřábu. V průběhu nekontrolovaného lití tekutého kovu do elektrické pece část tohoto tekutého kovu nebo částečně roztavené oceli uvnitř pece vystřikuje ven z pece a nárazy tekutého surového železa představují nebezpečí a možnost poškození deskových dílců vyzdívky uvnitř pece.

Dokument DE-B-12 84 576 popisuje vozík opatřený nosným rámem pro dopravu pánve obsahující tekutý kov. Pánev se může zvedat a spouštět prvním ovladačem a může s naklánět do stran pomocí druhého ovladače, který je nezávislý na prvním ovladači, pro lití tekutého kovu z pánve do elektrické pece.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit způsob a zařízení umožňující lití tekutého kovu do elektrické pece regulovaným proudem kovu.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem přímého plnění elektrické pece tekutým kovem z pánve, jehož podstata spočívá v tom, že při tomto způsobu se přemístí vozík nesoucí pánev naplněnou tekutým kovem do výchozí polohy v blízkosti elektrické pece, pánev se koordinovaně spustí dolů a přemístí se ve vodorovném směru, až se horní věnec pánve dostane do polohy nad elektrickou pecí, pánev se potom koordinovaně naklápí, postupně se zvedá a plynule se přemísťuje ve vodorovném směru a horní věnec pánve se udržuje v poloze umožňující vylévání tekutého kovu do elektrické pece, načež se tekutý kov nalévá do elektrické pece a pánev se koordinovaným zpětným vyklápěním, spouštěním dolů a vodorovným přemístěním vrátí do výchozí polohy.

Tekutý kov se při tomto způsobu nevlévá do elektrické pece jeřábem nebo jiným závěsným zařízením, ales pánví se manipuluje pomocí vozíku umožňujícího vykonávat komplexní a řízené pohyby. Horní věnec pánve, který je zejména opatřen licí hubičkou, je při lití udržován v celém průběhu lití v malé vzdálenosti nad okrajem pece. Výška, ze které proud tekutého kovu padá, je výrazně menší ve srovnání s litím

SUBSTITUTE SHEET tekutého kovu z pánve zavěšené na jeřábu nebo jiném závěsném zařízení. Výsledkem toho je zmenšení nebezpečí poškození chladicích panelů a/nebo žárovzdorného materiálu.

Vystřikování tekutého kovu a roztavené oceli je omezeno, protože rychlost liti tekutého kovu může být volena tak, aby se takové zpětné vystřikování omezilo.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se vozík a/nebo pánev plynule váží před jejím naplněním a v průběhu celého časového intervalu, ve kterém je tekutý kov vyléván z pánve. Touto konkretizací vynálezu je možno určit a podle potřeby zaznamenat průtok tekutého kovu v průběhu každé operace. Tím je možno plynule přizpůsobovat komplexní pohyb pánve, vykonávaný v průběhu lití, a vypočítat optimální pohyb, který by měla pánev vykonávat.

V průběhu vývojových prací, jejichž výsledkem je řešení podle vynálezu, bylo zjištěno, že rychlost toku tekutého kovu se u jednotlivých pánví může výrazně měnit v závislosti například na tvaru licí hubičky, opotřebení žárovzdorné vyzdívky pánví a podobně. Při klasifikaci různých pánví je možno určit optimální vylévací pohyb pro každou z těchto pánví měřením rychlosti toku pomocí plynulého vážení pánve v průběhu vylévání tekutého kovu do pece. ~ - - -----Jestliže rychlost vytékání tekutého kovu příliš narůstá, může se rychlost naklápění nebo dokonce úhel naklonění pánve dočasně zmenšit, dokud se rychlost toku opět nestabilizuje. Automatizace kontroly a adaptace umožňuje dosáhnout v reálném čase regulaci průtoku na požadovanou hodnotu.

Vynález také zahrnuje zařízení k provádění tohoto způsobu přímého plnění elektriké pece z pánve. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení obsahuje vozík s podpěrným rámem, dvě ramena s čelistovými ložisky, výkyvná kolem první osy, pro zvedání a spouštění pánve vložené závěsnými rameny do čelisůových ložisek obou ramen, druhé dvojité rameno výkyvné kolem druhé osy, jehož střed natáčení je shodný s osou procházející ložiskovými čepy na závěsných ramenech, a upravené pro umožnění natáčivého pohybu pánve a ústrojí pro ovlá* dání obou ramen s čelistovými ložisky a druhého dvojitého ramena.

Jednou z výhod vozíku podle vynálezu je možnost zvedání nebo spouštění pánve a její naklápění, přičemž tyto pohyby mohou probíhat současně nebo na sobě nezávisle. Je tedy možno pánev zvedat nebo spouštět, aniž by přitom bylo nutno měnit úhel jejího sklonu.

-⁴ Zvedání nebo spouštění a naklápění pánve je výhodně > dosaženo hydraulickými ústrojími, například ovládači, nebo elektromechanickými ústrojími. Je třeba připomenout, že jeden z pohybů může být ovládán hydraulickým ústrojím, zatímco jiný pohyb může být ovládán elektromechanickým ústrojím.

^φ Hmotnost pánve může být plynule zjištována hydraulickým ^r ústrojí a/nebo elektromechanickým ústrojím použitým pro ovládání pohybu pánve.

Ve výhodném provedení vynálezu je pánev opatřena krytem, vyrobeným zejména ze žárovzdorného materiálu, aby se v průběhu dopravy omezily tepelné ztráty. Tento kryt se odstraní dříve než vozík dosáhne své výchozí polohy před litím tekuté- ho kovu do pece. . = ... —

A

Způsob a zařízení podle vynálezu mohou být používány u všech typů elektrických pecí.

Je však zvláště výhodné je používat v kombinaci s elektrickou pecí opatřenou postranní licí plošinou. Řešení podle

SUBSTITUTE SHEET vynálezu přináší také výhodu pro konstrukci licí plošiny, jejíž dimenze mohou být redukovány, protože zařízením podle vynálezu je možno usměrňovat proud tekutého kovu z pánve do elektrické pece s velmi vysokou přesností. Protože rychlost toku kovu může být udržována na předem stanovených hodnotách, mohou být - rozměry postranní licí plošiny přizpůsobený rychlosti toku a průměru proudu tekutého kovu z pánve. Pokud by nebylo využíváno způsobu a zařízení podle vynálezu, musela se postranní licí plošina předimenzovat a výsledkem toho by byla nutnost úpravy konstrukce pece.. To je zejména případ, kdy je použita pec typu EBT, mající excentrický odpichový otvor a uložená výkyvné na naklápěcím sedle, u které je nutno připojit ke straně pece, protilehlé k plošině, protizávaží, aby pec mohla opět automaticky zaujmout svoji vodorovnou polohu po předchozím naklonění v průběhu lití tekuté oceli. Jestliže může být velikost postranní licí plošiny redukována v důsledku využití řešení podle vynálezu, může být protizávaží menší a výrobní náklady elektrické pece se tak sníží.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 graf znázorňující změny hmotnosti pánve obsahující tekutý kov jako funkci jejího úhlu sklonu, obr. 2A, 2B a 2C boční pohled na vozík pro .zavážení elektric-___ ké pece tekutým kovem společně s ústrojím pro podepření licí pánve na vozíku, obr. 3A, 3B a 3C boční pohled na průběh plnění elektrické pece tekutým kovem, přičemž obr. 3A znázorňuje vozík ve výchozí poloze v blízkosti elek~ · trické“pecěý ’ ‘ obr. 3B znázorňuje vozík a pánev v poloze na začátku lití a obr. 3C znázorňuje vozík v poloze, kterou zaujímá na konci úspěšně proběhlého vylévání kovu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje graf zobrazující průběh změn hmotnosti pánve vynesený nad vodorovnou osou označující úhly naklonění pánve. Tento graf ukazuje, že množství vylévaného kovu není konstantní při změnách úhlu naklonění pánve, ale že prochází _e maximem při jasně vymezeném úhlu. Je dobře patrno, že toto maximum také závisí na změnách úhlu naklonění pánve. Jestliže je změna úhlu naklonění menší, jak je to zobrazeno spodní křivkou (2° místo 5°), maximum je méně výrazné. Je zřejmé, že tento graf byl vytvořen vynesením hodnot platných pro pánev zvláštního tvaru. Tento graf se výrazně mění s geometrií pánve a u stejné pánve se mění jako funkce postupného opotřebovávání žárovzdorné vyzdívky uvnitř pánve.

Obr. 2A, 2B, 2C zobrazují zařízení pro přímé zavážení s, \ elektrické pece tekutým kovem z pánve. Toto zařízení obsahuje vozík 10 s podpěrným rámem 12 a se třemi nápravami 14, 16,

18.

£ Obr. 2B zřetelně zobrazuje jedno ze dvou ramen 20, opat> „ řených na svém volném konci dvojicí čelistí pro vytvoření &. čelisťového ložiska a výkyvných kolem hřídele 21 uloženého na podpěrném rámu 12 stranou od pánve 22. Ramena 20 mohou být ovládána pístem 23 hydraulické jednotky, uchyceným výkyvné jedním svým koncem na podpěrném rámu 12 a druhým koncem k ramenům 20.» aby bylo možno zvedat nebo spouštět pánev 22, která je uložena pomocí závěsných ramen 26 mezi čelisti čelisťových ložisek na koncích ramen 20. Pánev 22 je upevněna _____k podpěrnému rámu 12 pomocí kotevního ústrojí 19. Toto kotev' _Λ · ní ústrojí 19 zamezuje naklánění pánve 22 v čelisťových ložiskách na konci ramen 20 v průběhu dopravy.

i

Obr. 2C zobrazuje ovladatelné druhé dvojité rameno 31. jehož střed natáčení je shodný s osou ložiskového čepu 24 umožňujícího .otáčivý pohyb pánve 22. Jeden konec druhého dvojitého ramena 31 je upevněn k ložiskQvému čepu 24 na pánvi

22. Pánev 22 je opatřena na své základně výstupkem 25, který zasahuje do drážky 27 vytvořené na druhém konci druhého dvojitého ramena 31. Pánev 22 může být naklápěna kolem osy procházející ložiskovémi čepy 24 pomocí druhé hydraulické jednotky s pístem 29. upevněnétakovým způsobem, že hydraulická jednotka je upevněna výkyvné svým koncem na ramenu 20. s úložným čelisťovým ložiskem a píst 29 je svým koncem upevněna na druhém dvojitém ramenu 31.

Obr. 3A, 3B a 3C zobrazují sled jednotlivých fází vlévání tekutého surového železa do elektrické pece 30.. Obr. 3A znázorňuje podpěrný rám 12 jako ústrojí ovládající přímé nalévání tekutého kovu a uložený na vozíku 10 ve výchozí poloze v blízkosti elektrické pece 30. Elektrická pec 30 má v tomto příkladném provedení postranní plnicí plošinu 32. kterou je tekutý kov usměrňovám do vnitřního prostoru elektrické pece .30. Plnicí plošina 32 je na své vnitřní straně opatřena tenkou vrstvou žárovzdorného materiálu 34.. Na dno této plnicí plošiny 32 je uložena nárazová deska 36 vyrobená ze speciálního žárovzdorného materiálu, aby chránila žárovzdorný materiál 34 před účinky dopadajícího tekutého surového železa. Pánev 22 opatřená licí hubičkou 38 a naplněná surovým železem je uložena na vozíku 10.

Obr. 3B znázorňuje druhé stádium nalévání těsně před litím tekutého surového železa do plnicí plošina 32. V této fázi se pánev 22 spustila dolů pohybem pístu 23 naklonila tak, že licí hubička 38 se umístí nad plnicí plošinou 32.

Protože pánev 22 je upevněna svým spodním koncem k podpěrnému ...____________ rámu 12 pomocí kotevního ústrojí 19, naklápí se i bez přímého zapojení druhého dvojitého ramena 31. Malá vzdálenost mezi licí hubičkou 38 a plnicí plošinou 32 je dosti důležitá jako faktor, který redukuje energii nárazu tekutého surového železa na žárovzdorný materiál 34 a nárazovou desku 36 plnicí plošina 32.. Krátká dráha padajícího proudu tekutého surového železa přispívá k tomu, že odstřikování tekutého surového železa je omezené, takže se zvyšuje bezpečnost dělníků pracujících v blízkosti elektrické pece 30.

Obr. 3C zobrazuje pánev 22 v poloze, ve které se nachází v závěrečné fázi plnění elektrické pece 30 tekutým surovým železem. Pánev 2 2 je nyní ve vodorovné poloze a všechno tekuté surové železo může vytékat z pánve 22. ^Je důležité zdůraznit, že pánev 22 nemusí být zcela vyprázdněna. Situace může být ve skutečnosti taková, že je-li třeba vylévat jen přesně definované množství tekutého surového železa do elektrické pece 30, může například dojít k polovičnímu vyprázdnění pánve

22. Je zřejmé, že v takovém případě nemusí být pánev 22 nakloněna až do vodorovné polohy.

Pro naklonění pánve 22 do předem stanovené polohy se uvolní kotevní ústrojí 19 od podpěrného rámu 12 a ovládáním druhého pístu 29 je vyvolán naklápěcí pohyb pánve 22 kolem osy procházející ložiskovými čepy 24. Ovládáním prvního pístu 23 je možno pánev 22 zvedat a spouštět nezávisle na jejím úhlu naklonění takovým způsobem, aby se snížila výška pádu nalévaného tekutého surového železa na minimum.

Jestliže je pánev 22 vyprázdněna nebo jakmile se do elektrické pece 30 vpravilo požadované množství tekutého surového železa, vrátí se pánev 22 do své výchozí polohy sledem stejných pohybů, ale probíhajících v opačném pořadí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob přímého plnění elektrické pece tekutým kovem z pánve, vyznačující se tím, že se přemístí vozík nesoucí pánev mající horní věnec a spodní .věnec a.,naplněnou tekutým kovem do výchozí polohy v blízkosti elektrické pece, pánev se koordinovaně spustí dolů a přemístí se ve vodorovném směru, až se horní věnec pánve dostane do polohy nad elektrickou pecí, pánev se potom koordinovaně naklápí, postupně se zvedá a plynule se přemísťuje ve vodorovném směru a horní věnec pánve se udržuje v poloze umožňující vylévání tekutého kovu do elektrické pece, načež se tekutý kov nalévá do elektrické pece a pánev se zpětným koordinovaným vyklápěním, spouštěním dolů a vodorovným přemístěním vrátí do výchozí polohy.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rychlost lití tekutého kovu se určuje plynulým vážením vozíku v celém průběhu celé licí operace a změny úhlu naklonění pánve se regulují jako funkce průtoku vytékajícího tekutého kovu.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že pánev se spouští pomocí dvou ramen s čelistmi, na které se pánev zavěsí a které se uloží otočně kolem první osy, pánev se nakloní druhého dvojitého ramena, natáčecího kolem druhé osy jako středu otáčení, shodné s osou procházející ložiskovými čepy upravenými na závěsných ramenech a umožňující otáčivý pohyb pánve, přičemž pánev se

-postupně-zvedápomocí^_dvouramen^_sčělisťmi.
4. Zařízení k provádění způsobu přímého plnění pece tekutým kovem podle nároku 3,vyznačuj ící se tím, že první osa otáčení je umístěna mimo pánve (22) na podpěrném

SUBSTITUTE SHEET rámu (12) rámem (12), kolem první

4. Zařízení k provádění způsobu přímého plnění elektrické pece tekutým kovem z pánve podle nároků 1'až 3, vy z načující se tím, že obsahuje vozík (10) s podpěrným dvě ramena (20) s čelisťovým ložiskem, výkyvným osy pro zvedání a spouštění pánve (22) vložené závěsnými rameny (26) do čelisťových ložisek dvou ramen (20), druhé dvojité rameno (31) výkyvné kolem druhé osy, jehož střed natáčení je shodný s osou procházející ložiskovými čepy (24) na závěsných ramenech (26) a upravené pro zajišťování naklápěcího pohybu pánve (22) a ústrojí pro ovládání ramen (20) s čelistmi a druhého dvojitého ramena (31).
6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se t x m , že první osa otáčení je umístěna mimo pánev (22) na podpěrném rámu (12).
7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím , že obsahuje nejméně jeden první hydraulický ovladač ovládající dvojici ramen (20) s čelisťovými ložisky.
8. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden hydraulický ovladač ovládající druhé dvojité rameno (31).
9. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že dvě ramena (20) s čelisťovým ložiskem jsou poháněna elektromechanickým ústrojím.
10. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhé dvojité rameno (31) je poháněno elektromechanickým ústrojím.

SUBSTITUTE SHEET
11. Zařízení podle nároků 5 až 10, vyznačuj ící se tím, že obsahuje vážící ústrojí pro plynulé vážení pánve (22) v průběhu celého licího procesu.
12. Zařízení podle nároků 5 až 11, vyznačuj í ^c í .s e t_.-í ».-.že obsahuje .kryt ze žárovzdorného - mate- riálu, kterým je zakryta pánev (22) v průběhu jejího přemísťování do výchozí polohy.