RU13694U1

RU13694U1 - ARC STEEL INSTALLATION

Info

Publication number: RU13694U1
Application number: RU99121818/20U
Authority: RU
Inventors: О.П. Лопатин; В.И. Вахрамеев; Д.В. Захаров; В.Н. Евсюков; В.И. Смольянинов; О.Н. Алферов; С.Ю. Бубнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2000-05-10

Abstract

Дуговая сталеплавильная установка, включающая дуговую сталеплавильную печь с завалочным окном, систему питания горелки, горелку с подводом кислорода и газа, установленную на манипуляторе, содержащем механизмы поворота горелки в горизонтальной плоскости, вертикального ее перемещения и отвода горелки в нейтральное положение, отличающаяся тем, что снабжена механизмом перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи, смонтированным на манипуляторе, планшайбой, установленной на механизме поворота горелки в горизонтальной плоскости, при этом горелка шарнирно закреплена на планшайбе, а последняя выполнена с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях.An arc steelmaking installation, including an arc steelmaking furnace with a filling window, a burner power system, a burner with oxygen and gas supply, mounted on a manipulator containing mechanisms for turning the burner in a horizontal plane, its vertical movement and removal of the burner to a neutral position, characterized in that it is equipped with the mechanism for moving the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the arc furnace mounted on the manipulator, a faceplate mounted on the rotation mechanism burners in the horizontal plane, while the burner is pivotally mounted on the faceplate, and the latter is made with the possibility of fixing in the initial and working positions.

Description

ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКАARC STEEL INSTALLATION

Предлагаемая полезная модель относится к металлургии и может быть использована при выплавке металла в дуговых печах. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является Дуговая сталеплавильная печь по патенту СССР 1838736 A3 кл, F27B 3/08; С21С 5/52.The proposed utility model relates to metallurgy and can be used in the smelting of metal in arc furnaces. Closest to the proposed technical solution for the technical nature and the achieved result is an Arc steel furnace according to the patent of the USSR 1838736 A3 CL, F27B 3/08; C21C 5/52.

Из описания изобретения следует, что дуговая сталеплавильная печь содержит печь с завалочным окном, горелку с системой подвода кислорода и газа, установленную на манипуляторе, содержащем механизмы поворота горелки в горизонтальной плоскости, вертикального ее перемещения и отвода горелки в нейтральное положение. Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи, что не позволяет э-ффективно разогревать и расплавлять шихту, находящуюся в непосредственной близости от горелки. При этом создаются условия, при которых не исключена возможность затухания горелки (из-за близкого ее расположения относительно шихты), и возникновения взрывоопасной ситуации. Кроме того недостатком известного технического решения является отсутствие защиты сопел горелок от повреждения при ее нахождении в отведенном состоянии, так как в упомянутом положении сопла горелки направлены в сторону технологического прохода и являются крайней точкой установки.From the description of the invention it follows that the arc steelmaking furnace contains a furnace with a filling window, a burner with an oxygen and gas supply system mounted on a manipulator containing mechanisms for turning the burner in a horizontal plane, its vertical movement and removal of the burner to a neutral position. A disadvantage of the known technical solution is the inability to adjust the position of the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the steel furnace, which does not allow to efficiently heat and melt the mixture located in the immediate vicinity of the burner. In this case, conditions are created under which the possibility of burner attenuation (due to its close location relative to the charge) and the occurrence of an explosive situation are not excluded. In addition, the disadvantage of the known technical solution is the lack of protection of the nozzle of the burner from damage when it is in the retracted state, since in the mentioned position the nozzle of the burner is directed towards the process passage and is the extreme point of installation.

Задача, на решение которой направлено техническое решение обеспечение возможности регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защита сопел горелки от повреждения в отведенном положении.The problem the technical solution is aimed at providing the possibility of adjusting the position of the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the steelmaking furnace and protecting the burner nozzles from damage in the retracted position.

При этом достигается получение такого технического результата как повышение производительности процесса выплавки стали, за счет обеспечения возможности эффективного проплавления слоев шихты, расположенных в непосредственной близости от горелки, а также обеспечивание удобства обслуживания установки, за счет уменьшения габаритов манипулятора с горелкой в отведенном состоянии.At the same time, it is possible to obtain such a technical result as increasing the productivity of the steelmaking process, by ensuring the possibility of efficient penetration of the charge layers located in the immediate vicinity of the burner, as well as by ensuring ease of maintenance of the installation, by reducing the dimensions of the manipulator with the burner in the allotted state.

Указанные недостатки исключаются тем, что дуговая сталеплавильная установка, включающая дуговую сталеплавильную печь с завалочным окном, систему питания горелки, горелку с подводом кислорода и газа, установленную на манипуляторе, содержащем механизмы поворота горелки в горизонтальной плоскости, вертикального ее перемещения и отвода горелки в нейтральное положение, снабжена механизмом перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи, смонтированным на манипуляторе, планшайбой, установленной на механизме поворота горелки в горизонтальной плоскости, при этом горелка шарнирно закреплена на планшайбе, а последняя выполнена с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях.These disadvantages are eliminated by the fact that the arc steelmaking plant, which includes an arc steelmaking furnace with a filling window, a burner power system, a burner with oxygen and gas supply, mounted on a manipulator containing mechanisms for turning the burner in a horizontal plane, its vertical movement and removal of the burner to a neutral position , equipped with a mechanism for moving the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the arc furnace mounted on the manipulator, a faceplate mounted on Burner rotation mechanism in a horizontal plane, wherein the burner is hinged on the faceplate, and the latter is adapted to lock in the initial and operating positions.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с известным техническим решением показывает, что дуговая сталеплавильная установка отличается своим конструктивным выполнением, а именно тем, что снабжена механизмом перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи, смонтированным на манипуляторе, планшайбой, установленной на механизме поворота горелки в горизонтальной плоскости, при этом горелка шарнирно закреплена на планшайбе, а последняя выполнена с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях.A comparative analysis of the proposed technical solution with the known technical solution shows that the arc steelmaking plant is distinguished by its design, namely, that it is equipped with a mechanism for moving the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the arc furnace mounted on the manipulator, a faceplate mounted on the mechanism of rotation of the burner in horizontal plane, while the burner is pivotally mounted on the faceplate, and the latter is made with the possibility of fixing in the end Mr. and working regulations.

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями показал, что установки с механизмами перемещения горелки в радиальном направ2 A comparative analysis of the proposed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions showed that the installation with the mechanisms for moving the burner in the radial direction

лении и шарнирное закрепление горелки широко известны. Однако их введение в дуговую сталеплавильную установку и взаимосвязь с другими элементами конструкции обеспечивает не только возможность регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защиту сопел горелки в отведенном состоянии, но также способствует повышению производительности процесса выплавки стали и улучшению удобства обслуживания установки. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата.Laziness and articulation of the burner are well known. However, their introduction into the arc steelmaking plant and interconnection with other structural elements provides not only the ability to adjust the position of the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the steelmaking furnace and protects the burner nozzles in the retracted state, but also improves the productivity of the steelmaking process and improves the ease of maintenance of the installation. It follows that the claimed combination of significant differences provides the mentioned technical result.

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.The proposed technical solution will be clear from the following description and the accompanying drawings.

На фиг.1 - изображен общий вид дуговой сталеплавильной установки,Figure 1 - shows a General view of an arc steelmaking installation,

На фиг.2 - изображен вид сверху дуговой сталеплавильной установки.Figure 2 - shows a top view of an arc steelmaking plant.

На фиг.З - изображен фрагмент фиг.2 (манипулятор с горелкой).In Fig.Z - shows a fragment of Fig.2 (manipulator with a burner).

На фиг.4 - изображен вид А фиг.З.In Fig.4 - shows a view And Fig.Z.

Дуговая сталеплавильная установка включает в себя сталеплавильную печь 1 с завалочным окном 2, систему питания горелки 3, горелку 4 с подводом кислорода 5 и газа 6, установленную на манипуляторе 7. Манипулятор 7 содержит стойку 8, установленную на основании 9, шарнирно закрепленную на стойке 8 балку 10 с фиксатором положений 11. На балке 10 с помощью оси 12 установлен несущий кронштейн 13, на котором шарнирно закреплена (с помощью горизонтальной оси 14) штанга 15. Манипулятор также содержит механизм отвода горелки в нейтральное положение 16, механизм поворота горелки в горизонтальной плоскости 17, механизм вертикального перемещения горелки 18, механизм перемещения горелки в радиальном направлении 19 относительно вертикальной оси дуговой печи 1. НИИ и.The arc steelmaking installation includes a steelmaking furnace 1 with a filling window 2, a burner power supply system 3, a burner 4 with an oxygen supply 5 and gas 6 mounted on the manipulator 7. The manipulator 7 contains a rack 8 mounted on the base 9, pivotally mounted on the rack 8 beam 10 with a position lock 11. On the beam 10, using the axis 12, a support bracket 13 is mounted on which the rod 15 is hinged (using the horizontal axis 14). The manipulator also includes a mechanism for releasing the burner to neutral position 16, a rotation mechanism burner mouth in the horizontal plane 17, the mechanism of vertical movement of the burner 18, the mechanism of movement of the burner in the radial direction 19 relative to the vertical axis of the arc furnace 1. Scientific research institute and.

Механизм поворота горелки в горизонтальной плоскости 17 выполнен в виде винтовой передачи 20 установленной на штанге 15 и связанной рычажной системой 21 с планшайбой 22, на которой шарнирно (на оси 23), с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях (при помощи фиксатора 24) установлена горелка 4.The mechanism of rotation of the burner in the horizontal plane 17 is made in the form of a helical gear 20 mounted on the rod 15 and connected by a lever system 21 with a faceplate 22, on which it is pivotally (on the axis 23), with the possibility of fixing in the initial and working positions (using the latch 24) installed burner 4.

Механизм вертикального перемещения горелки 18 выполнен в виде винтовой передачи 25, установленной на кронштейне и связанной кривошипом 26 со штангой 15. Механизм перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи 19 выполнен в виде винтовой передачи 20, установленной на балке 10 и связанной с несущим кронштейном 13.The mechanism for the vertical movement of the burner 18 is made in the form of a helical gear 25 mounted on an arm and connected by a crank 26 to the rod 15. The mechanism for moving the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the arc furnace 19 is made in the form of a helical gear 20 mounted on the beam 10 and connected with the carrier bracket 13.

Дуговая сталеплавильшая установка работает следующим образом.Arc steelmaking installation operates as follows.

В дуговую печь 1 засыпают скрап 28, включают печь, зажигают дуги и производят плавление скрапа. При этом скрап плавится более интенсивно в зоне работы электрических дуг, по периферии печи плавление скрапа идет медленнее. В результате в середине печи скрап проплавляется быстрее и образуется колодец. При этом металл и футеровка в разных зонах печи нагреваются неравномерно, что способствует пережогу металла, перерасходу электроэнергии и снижению стойкости футеровки. Кроме того завалочное окно 2 в течение длительного времени перекрыто скрапом, при этом завалка шихты (добавок и сыпучих материалов) через него затруднена или невозможнаScrap 28 is poured into the arc furnace 1, the furnace is turned on, the arcs are ignited, and the scrap is melted. In this case, the scrap melts more intensively in the zone of operation of the electric arcs, along the periphery of the furnace, the scrap melts more slowly. As a result, the scrap is melted faster in the middle of the furnace and a well is formed. At the same time, the metal and the lining in different zones of the furnace are heated unevenly, which contributes to burnout of the metal, excessive consumption of electricity and a decrease in the durability of the lining. In addition, the filling window 2 for a long time is covered with scrap, while the filling of the mixture (additives and bulk materials) through it is difficult or impossible

Для выравнивания теплового режима печи и образования дополнительных очагов плавления скрапа, одновременно с работающими электрическими дугами вводят в завалочное окно горелку 4.To equalize the thermal regime of the furnace and the formation of additional foci of melting scrap, simultaneously with the working electric arcs, a burner 4 is introduced into the filling window.

Для этого с помощью механизма отвода горелки в нейтральное положение 16, горелку 4 перемещают из нейтрального положения I в рабочее и закрепляют в этом положении фиксатором 11, после чего подают газ и кислород и зажигают горелку 4.To do this, using the mechanism for removing the burner to the neutral position 16, the burner 4 is moved from the neutral position I to the working position and fixed in this position by the latch 11, after which gas and oxygen are supplied and the burner 4 is ignited.

4 4

Для более эффективного и производительного расплавления скрапа 28, расположенного непосредственно вблизи горелки 4, ее расстояние до вышеуказанного скрапа 28 плавно регулируют с помощью механизма перемещения горелки в радиальном направлении 19. При этом расстояние до скрапа задают таким, чтобы его расплавление проходило более эффективно и поддерживают его (или изменяют) по мере необходимости в течение всего технологического процесса.For a more efficient and productive melting of the scrap 28 located directly near the burner 4, its distance to the above scrap 28 is smoothly controlled by the mechanism for moving the burner in the radial direction 19. At the same time, the distance to the scrap is set so that its melting is more efficient and supports it (or change) as necessary throughout the entire process.

Для проплавления слоев скрапа, расположенных выше или ниже уровня завалочного окна, горелку 4 перемещают в вертикальной плоскости при помощи механизма вертикального перемещения горелки 18,To melt the layers of scrap located above or below the level of the filling window, the burner 4 is moved in a vertical plane using the mechanism of vertical movement of the burner 18,

Для проплавления слоев скрапа, расположенных левее или правее оси завалочного окна 2, горелку 4 направляют в нужную сторону при помощи механизма поворота горелки в горизонтальной плоскости 17.To melt the layers of scrap located to the left or right of the axis of the filling window 2, the burner 4 is directed in the right direction using the mechanism of rotation of the burner in the horizontal plane 17.

Таким образом, манипулируя горелкой, ее пламя направляют в требуемую зону сталеплавильной печи 1, при этом регулируя расстояние от горелки до скрапа добиваются более эффективного и производительного проплавления скрапа. При этом в первую очередь проплавляется скрап в зоне завалочного окна 2, что дает возможность беспрепятственно и в требуемое время производить загрузку шихты через завалочное окно.Thus, manipulating the burner, its flame is directed to the desired area of the steel furnace 1, while adjusting the distance from the burner to the scrap, a more efficient and efficient penetration of the scrap is achieved. In this case, scrap is firstly melted in the zone of the filling window 2, which makes it possible to freely and at the required time load the charge through the filling window.

После окончания технологического процесса плавки или перед завалкой, шихты через завалочное окно 2, манипулятор 7 с горелкой 4 отводят в нейтральное положение. Для этого при помощи системы питания 3 прекращают подачу газа и кислорода к горелке 4.After the technological process of melting or before filling, the mixture through the filling window 2, the manipulator 7 with the burner 4 is taken to the neutral position. To do this, using the power supply system 3, the gas and oxygen supply to the burner 4 is stopped.

Затем освобождают фиксатор горелки 24, горелку 4 поворачивают из ее рабочего положения Л1 в нейтральное IV и закрепляют в этом положении фиксатором 24. При этом ось горелки 4 направлена вдоль продольной оси штанги 15, а ее сопло обращено внутрь манипулятора 7 к оси 12.Then release the clamp of the burner 24, the burner 4 is rotated from its working position L1 to neutral IV and fixed in this position by the lock 24. In this case, the axis of the burner 4 is directed along the longitudinal axis of the rod 15, and its nozzle is turned inside the manipulator 7 to the axis 12.

После этого освобождают фиксатор положения И, манипулятор 7 с горелкой 4 перемещают из рабочего положения в нейтральное положение I и закрепляют в этом положении фиксатором 11. При этом манипулятор 7 наиболее компактен, занимают минимальный объем, а сопло горелки 4 обращенное внутрь манипулятора 7 (в сторону от технологического прохода), защищено от повреждений конструкцией самого манипулятора.After that, the position lock And is released, the manipulator 7 with the burner 4 is moved from the working position to the neutral position I and fixed in this position by the lock 11. The manipulator 7 is the most compact, occupy the minimum volume, and the nozzle of the burner 4 facing the inside of the manipulator 7 (to the side from technological passage), protected from damage by the design of the manipulator itself.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения для дуговой сталеплавильной установки позволяет обеспечить возможность регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защитить сопла горелки от повреждения в отведенном положении.Thus, the use of the proposed technical solution for an arc steel-smelting installation allows you to provide the ability to adjust the position of the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the steel-smelting furnace and protect the burner nozzles from damage in the retracted position.

Следовательно, задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение производительности процесса выплавки стали, за счет обеспечения возможности эффективного проплавления слоев шихты, расположенных в непосредственной близости от горелки, а также удобства обслуживания установки, за счет уменьшения габаритов манипулятора в отведенном положении.Consequently, the task to which the technical solution is directed is fulfilled. At the same time, it is possible to obtain such a technical result as increasing the productivity of the steelmaking process by ensuring the possibility of efficient penetration of the charge layers located in the immediate vicinity of the burner, as well as ease of maintenance of the installation, by reducing the dimensions of the manipulator in the retracted position.

Кроме этого использование предлагаемого технического решения позволяет повысить мощность печи, снизить затраты электроэнергии на тонну стали, выровнить тепловой режим для разных зон печи, и повысить стойкость ее футеровки.In addition, the use of the proposed technical solution allows to increase the capacity of the furnace, reduce the cost of electricity per ton of steel, align the thermal regime for different zones of the furnace, and increase the durability of its lining.

Claims

An arc steelmaking installation, including an arc steelmaking furnace with a filling window, a burner power system, a burner with oxygen and gas supply, mounted on a manipulator containing mechanisms for turning the burner in a horizontal plane, its vertical movement and removal of the burner to a neutral position, characterized in that it is equipped with the mechanism for moving the burner in the radial direction relative to the vertical axis of the arc furnace mounted on the manipulator, a faceplate mounted on the rotation mechanism burners in the horizontal plane, while the burner is pivotally mounted on the faceplate, and the latter is made with the possibility of fixing in the initial and working positions.