TW544469B - System for producing steel - Google Patents

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Klaus-Juergen Kuehne
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Description

544469 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（f ) [詳細說明] 本發明關於一種製造鋼的設備，包含一爐體，金屬爐 料在該爐體中熔融及作淸新作業並精煉，該爐體具有爐體 上部、爐體下部及放流手段，爐體上部具有一開口，電極 可通過該開口過去移行到該爐體中，該放流手段用於將鐵 水與熔渣從爐體放流出去。 一般要製造鋼特別是優質鋼，如含鉻鋼、不銹鋼、及 耐酸-及耐熱鋼係將爐料在電弧爐中熔融，然後在一分別的 轉爐中作淸新作業(Frischen )。在此該電弧爐當作預熔裝置 ’原來的淸新作業和精細化作業在轉爐中達成，以製造所 要的鋼品質。 在德國專利DE_197 28 102 A1中，該二個程序一即熔 融-與淸新程序係在單一爐體中實施。適合此目的之爐體設 有一^形爐體中部及-下部，它一如在習知的轉爐所常見者 以可轉動的方式支承在一攜帶環中。鐵水與熔渣的放流作 業係將爐體經中點轉軸轉動並利用放流接頭頸或放流孔在 樞轉的位置放流到工廠地面(Hallenfhir英:Shop floor)的位 面的鋼鑄造盛桶中而達成。 這類攜帶環，其支承件，以及利用攜帶環將爐體傾轉 的必需設備的構造與安裝很繁複，且需要許多驅動-與控制 手段。此外，先決條件係要將這種爐體隨攜帶環（支持環) 裝入安全的基礎（Fimdament)或安全的爐台（充料台） (Ofenbiihne)中，它們在建構上很佔空間且很費力。 本發明係由這種背景技術著手，其目的在於將此類設 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------—------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 544469 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（工） 備在處理這種熔融·•與淸新作業的組合功能時使其構造簡化 〇 這種目的係利用具有申請專利範圍第1或第2項特點 的設備達成。有利的實施例見於申請專利範圍附屬項。 依本發明提議’不採用習知放流系統，其中，該設有 放流接頭頸的爐體被一攜帶環容納並繞其軸樞轉以將熔渣 與鐵水放流，且設有一底放流系統以將鐵水放流’如有必 要，將熔渣放流到爐體下方設的一個補集容器中（在爐體的 未樞轉位置）。 申請專利範圍的獨立項第4項中的變更方式主·張:依本 發明的設備只用於作淸新-與精煉作業。熔融作業在一分別 的熔融機組中進行’含鐵的材料利用一盛桶送到該設備。 在此變更方式中，由於底放流系統與傾轉系統(它在下文中 將說明)組合，此設備比習知轉爐有利。 爲了要同時不必完全放棄傾轉運動[這種運動特別是呈 鐵水槽液的搖擺運動或鋸齒運動方式以小小角度繞基本位 置，且宜小於土 5° ，它係在熔融過程結束時所希望者]， 故主張使該設備有一傾轉系統，它具有一個一部分式或數 部分式的傾轉框，該傾轉框設在爐體的爐體底的高度處， 且爐體可在該傾轉框上，其方法係將爐體底沒入該傾轉框 中。 此傾轉系統設有一傾轉元件，設元件一邊且宜以一種 行程運動作用到該框上，使該框以及爐體作傾轉運動，且 設有至少一個軸承元件（與該傾轉元件對立）以承受爐體的 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背·面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544469 A7 五、發明說明（3 ) 傾轉運動。此軸承元件設計成一部分式或數部分式。 總之可根據所主張的底放流系統而省卻具有攜帶瓌的 傳統繁複的傾轉裝置(該傾轉裝置包含熔融-與淸新爐體）以 及其所需的驅動-及控制手段。因此所達成的爐體具有整體 構造簡化，且因此安裝成本較低。由於省卻了攜帶瓌’故 對爐或基礎的要求以及成本都較低。利用簡單的機械手段( 特別是利用一個或數個可用油壓動作的傾轉缸操作的傾轉 框）同樣可提供一種;使爐體傾轉的可能方式。但如不採傾 轉框的解決方式，也可考慮用另一種方式，將爐體利用油 壓缸經由滑軌水平移行段短短距離，以產生傾轉運動。 爲了要在爐體的第一實施例(具有底放流系統，但無傾 轉系統)以及在爐體的第二實施例(具有傾轉系統）的場合確 保爐體定位，故爐體下部在爐體底部上方有側偏移的或補 強的壁區域以形成穩定的下放面(AbsetzflSche)，該下放面 倚在「下放接頭頸」（它沿爐體周圍設置）上，或直接倚在 傾轉框上。壁區域也可設計成側偏移的或補強的方式。該 下放接頭頸在爐或基礎上直接設置或設在傾轉框上。 對於上述的底放流系統，舉例而言，可用W0 97/18050所述的系統。但本發明的標的不限於此種底放流 系統，而可考慮所有種類的習知底放流系統。依本發明， 底放流系統的放流開口對爐體的垂直中央軸設置成呈中心 對準或偏心方式。 基本上可經由所提議的底放流系統在淸新程序後在未 傾轉的位置土〇°將鐵水與熔渣在淸新程序後在一道鑄造作 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) ~- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂---------線- 544469 A7 B7 五、發明說明（f) 業中先後放流。此外提議將該熔渣放流系統在爐體的側壁 中設以一個可移行的熔渣門，其中將爐體利用該傾轉系統 從該基本位置土〇°移動到一個除熔渣位置(宜爲-5° )以將 熔渣放流。 爐體係以固定方式或呈「更換爐體」的形式以可鬆開 的方式設在一個鋼結構形式的爐台（Ofenbiihne)上，在一基 礎上，或最好在該傾轉框上，俾藉著更換一「爐料爐體」 而將停止運轉時間(此時間與重新設定、維護工作、或修理 有關)減少。 如此，在整體上造成位置固定的或可傾轉之「牢設的 爐體系統」的實施例，以及位置固定的或可傾轉之「可更 換的爐體系統」的實施例。 爐體在熔融作業中設有一個爐蓋，該爐蓋宜用水冷卻 。在爐蓋中用爐蓋於容納電極的開口的設計各不相同’決 定其設計的因素係看加熱裝置是否牢設在爐台或基礎上或 在傾轉系統的傾轉框上以放入電極，並因此一齊造成傾轉 運動或擺動運動而定。在第一實施例中’開口須比電極的 周圍大(電極被一個電極攜帶臂保持住，且經由該加熱裝置 的樞轉裝置由上方放入爐體的開口中)，使得該電極在爐體 的傾轉運動時不會撞到開口壁上。如果該加熱裝置與該電 極的保持裝置一齊作這種運動，則電極的開口可對應地做 得較小。 然而將爐體設以可樞轉離開的(或者在另一方式中’設 以在小小的行程後可以水平移動的)蓋或罩還有另外一個重 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.--------訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544469 A7 五、發明說明（含） 大好處。該電極的行程比起在DE-197 28 102 A1的爐體的 情形要小得多，因爲電極在轉爐罩樞轉開或移行開的狀態 時移行出來。由於電極只要樞轉或移行超出爐體邊緣’故 電極的行程遠小於在習知的爐體者，在習知的爐體中，電 極須移動該圓筒形爐體部（它由於除熔渣過程而做得較長) 的整個範圍。 最後，本發明還關於一種雙爐設備，它具有二個依本 發明申請專利範圍第1項的爐體或設備，在其中每一段時 間平行地進行熔融階段或是轉爐階段。在不同階段使用不 同的蓋系統。熔融階段宜爲絕大部分水冷卻的爐蓋，呈管 結構，亦即互相平行設置的被冷水流過的管路(呈管接管或 管-縫隙-管的設計），在轉爐階段的場合，宜用一種由水冷 式耐火混凝土構成的罩或只由耐火材料構成的罩。 亨發明的其他優點與特點利用較佳實施例配合圖式詳 細說明。圖式中： 第一圖係爲本發明設備的第一實施例的一橫剖視圖； 第—^圖係爲本發明設備的弟—貫施例的一*橫剖視圖， 它具有傾轉系統； 第三圖係爲本發明設備的第三實施例的一橫剖視圖， 它具有加厚的爐體底和傾轉系統； 第四圖係爲一個雙爐設備的上視圖，它具有二個相鄰 設置的本發明的裝置。 [圖號說明] (1)爐體 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公叙） ---------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 544469 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（έ ) (2) 爐體下部 (3) 爐體底 (4) 側壁 (5) 爐體上部 (6) 爐蓋 (7) 轉爐罩 (8) 金屬函殻 (9) 耐火材料 (10) 放流開口 (11) 移動器 (12) 塡充材料 (13) 底噴嘴 (14) 壁 (_15)下放面 (16) 下放支持件 (17) 爐台 (18) 蓋面板 (19) 攜帶架 (20) 核心件 (21) 電極 (22) 電極攜帶臂 (29) (29’)廢氣肘管 (30) 可樞轉的加熱裝置 〇Γ)烟抽離管路 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂---------線爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 544469 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（τ) (32)除烟設備 (101)爐體 (123) 傾轉框 (124) 行程缸 (125) 樞轉軸承 (126) (127)支持件 (2〇1)爐體 (202) 爐體下部 (203) 爐體底 (205)爐體上部 - (209)耐火材料 (215)下放面 (223)傾轉框 Q228)熔渣放流門 第一圖的橫剖面圖顯示一個製造鋼的爐體（1)，在爐體 中先後進行熔融階段(電爐操作)以及轉爐階段(轉爐操作）。 此爐體由一個具一爐體底(3)的爐體下部(2)和一個連接在其 上方的側壁(4)組成。做爲爐體上部(5)係爲一個可樞轉開或 可移行的爐蓋（6)以供熔入階段之用，而對於轉爐階段則有 一個可樞轉開或可移行的轉爐罩(7)，如圖左半部的部分所 示。爐體下部(2)由一金屬函殼(8)構成，該函殼外面圍以耐 火材料(9)的外牆。沿著爐體的中央軸在中心有一放流開口 (10)，俾能做底放流。此放流開口（10)貫穿耐火材料（9)且 由外利用一個可水平移行的移動器（11)封閉。也可考慮用 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 544469 A7 ________B7 五、發明說明（8 ) 一種可翻轉開的封閉件。在熔融-或轉爐過程時，該放流孔 (10)設有一種塡充材料（12)，例如塡充砂或顆粒，它在移動 器（11)移離後或翻轉開後，向下到鋼鑄造盛桶（圖未示）中。 上方燒結的顆粒受到其下方的鐵水的液體靜壓力而熔解;液 態鋼向下澆鑄到爐體下方所設的鋼鑄造盛桶中。在個案中 也可利用一傾斜成一角度的氧吹氣槍由下方把燒結的顆粒 燒掉，俾能此作底放流。 此外，可將底噴嘴（13)(此處只用一個底噴嘴作例子圖 示）裝入爐體下部(2)，以將鐵水供以程序氣體，例如氬， 或氧以作淸新作業。此相同的功能也由壁噴嘴達成。 爐體下部(2)的側壁(4)由被水流過的壁（14)構成，朝向 爐體內側。在圖示的無傾轉系統的第一實施例中，該側壁 (4)設成對爐體底(3)偏離，而造成突出的下放面（15)，該下 放面(_15)保持在下放支持件（16)上以將爐體（1)定位。這種 下放支持件（16)設置在爐台（17)上繞著爐體。 在第一圖中所示的實施例中，在爐體（1)的〇°基本位 置時，將鐵水殼刺破放流到一個設在爐體下的盛桶（圖未示 )，如果有必要，隨後將該盛桶送到一真空處理設備。 爲了做熔融階段或電爐操作，爐體設有爐蓋（6)，它除 了該一部分式或數部分式的水冷卻的蓋面板（18)與相關的 攜帶架（19)外還有一個核心件(20) ’由耐火材料製成，電極 (21)可利用一加熱裝置的移行單元穿過該核心件(20)過去而 放入。此加熱裝置的部分在第一圖中只顯示電極用的電極 攜帶臂(22)。利用電極操作將先前充入爐體中的爐料一一 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝——------訂---------線f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 544469 A7 B7 五、發明說明（？） 鐵屑、液態生鐵、鐵合金的部分、DRI/HBI、成熔渣材料 (Zuschlagstoff)等一一利用所產生的電弧熔化。熔融階段結 束後，接著爲轉爐階段。在此情形中，該階段的意義爲產 生合金以及用氧作淸新作業以降低鐵水[此處係通過底噴嘴 (13)者]的碳含量。產生合金的作業係藉著加入熔渣形成物 及合金劑而達成。對於轉爐階段，首先將爐蓋，然後將電 極升起並水平樞轉開。然後將轉爐罩或轉爐帽（7)樞轉或水 平移行到爐體（1)。該轉爐罩或轉爐帽（7)—如爐體壁(4)設 有被冷水流過的壁（14)或耐火面板。它設計成使產生的煙 氣可導至相關的構造部分(Aufsatz)(見第三圖）並由該構部 分再導至除塵設備。 依本發明裝置的第二實施例（第二圖）爐體有一傾轉框 (123)。由於第二圖的爐體與第一圖者相當，故相當的構件 用相P的圖號。與第一圖的實施例不同處爲該支持件（16) 不設在爐上，而在傾轉框（123)上。傾轉框（123)設成可對爐 體底(3)的下部轉動。 此傾轉框（123)利用一個或數個油壓動作的行程缸（124) 垂直運動，該行程缸設在傾轉框下方。當然本發明所包含 的實施例中，也可有一些將行程缸設在傾轉框（123)的範圍 中，亦即在傾轉框（123)之內或是上方。同樣地亦可考慮用 電馬達驅動器以驅動傾轉框（123)。爐體（101)依此方式由基 本位置送到一個以小角度(宜爲土5° )傾斜的位置(此傾斜位 置未圖示）。爲了檢出傾轉運動，故傾轉框與行程缸（124) 對立的那一邊設在一樞轉軸承（125)上。傾轉角度用虛線標 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 544469 A7 B7 五、發明說明（γ) 示。依此方式，可將爐體（101)移動到上述的土5°的傾斜 位置，成本如此，安裝-及操作比起具有攜帶框的習用爐體 來要降低許多。行程缸（124)以及軸承元件（125)定位在其他 支持件上，以在爐體（101)與爐台（17)之間造成自由空間以 放流到一鋼盛桶中。 在爐體(201)的第三實施例中，該傾轉運動不但利用傾 轉框(223)做往復-及擺動運動，也經由熔渣放流門（228)除 去熔渣（特別是製造含碳鋼時）。爲此，爐體下部(2〇2)的爐 體底(203)設以耐火材料作側邊補強，以構成數個穩定的下 放面（215)以將爐底放在傾轉框(223)上。爐體上部\205)和 第一圖的爐體比起來，並無明顯改變。 第四圖顯示一個具有二個相鄰設置的本發明設備[雙爐 設備，其中同時在其一裝置中進行熔融階段，而在另外一 裝置中進行轉爐··或鼓風階段，或者反之。對於熔融階段， 係將第一爐體用一道充料過程用一鐵屑籃充以所需的爐料 ，並用爐蓋（6)封閉，或在熔融階段時，利用一個設在爐蓋 上的合金漏斗充注。爐蓋（6)與一可樞轉的廢氣肘管 (29)(Abgaskriimmer)連接。在此階段，該朝向爐體（1)的轉 爐罩（7)係在等待位置。利用可樞轉的加熱裝置(30)將三個 石墨電極(21)樞轉經過該一爐體(熔融階段在其中開始)的爐 蓋(6)的開口，並移行到該爐體中。在此時，第二爐體（1，) 用轉爐罩（7’)蓋住，並利用第二煙抽離管路(31，)接到一除 塵設備(32)，該第二煙抽離管路(3Γ)可經由轉爐罩樞轉。 熔融程序的廢氣肘管(29’)位於等待位置。在熔融怍業與清 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------·裝--------訂---------線# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 544469 A7 ___ B7 五、發明說明（丨丨） 新作業後，舉例而言，在含鉻鋼的場合，在有其他金劑供 應的情形下，鐵水連同熔渣被刺破放流經底放流系統進入 一個鋼鑄造盛桶中。然後，在一位置固定的;除熔渣架上將 熔渣抽出，並將鐵水運送到連續鑄造設備。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 544469 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1. 一種製造鋼的設備，包含一爐體（1)，(101)，(201)，金 屬爐料在該爐體中熔融及作淸新作業並精煉，該爐體 (1)，（101)，(201)具有爐體上部（5)(205)、爐體下部（2)(22)及 放流手段，爐體上部(5)(205)具有一開口，電極可通過該開 口過去移行到該爐體中，且設有一個具爐體底(3)(203)的爐 體下部(2)(202)，並有將鐵水與熔渣從爐體刺破放流的手段 ，其特徵在:設有一個底放流系統（10)(11)以將鐵水與可能 有的熔渣刺破放流。 2. 如申請專利範圍第1項的設備，其中： 有一個具一個一部分式或多部分式的框（123)(223)的傾 轉系統，該框（123)(223)設在爐體底(3)(203)的高度處，且 該爐體（1)，(1〇1)，(201)可下放在該框上，如此，爐體底 (3)(203)就沒入該框中。 I如申請專利範圍第1或第2項的設備，其中： 該爐體下部（2)具有側向偏移的壁區域（4)，在爐體底 (3)上方，以形成爐體的安定的下放面（15)，該下放面倚靠 在下放支持部（16)上，下放支持部（16)設在一位置固定的爐 台（17)、或該基礎、或該傾轉框(23)上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4.一種用於製造鋼的設備，包含： 一爐體（1)，(101)，(201)，(1’），已先在一分別的熔融機組 中熔解的含鐵熔融物在該爐體中作淸新及細化作業，該爐 體（1)，（101)，(201)，（1’)有一爐體上部（5)(205)及一個具爐體底 (3)(203)的爐體下部(2)(202)，並有將鐵水與熔渣從爐體刺 破放流的手段，其特徵在:設有一個底放流系統（1〇)(11)以 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X；297公釐） 544469 8 8 8 8 ABCD 、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將鐵水與可能有的熔渣刺破放流，並有一個具一個一部分 式或多部分式的框（123)，(223)的傾轉系統，該框（123)，(223) 設在爐體底（3)，(203)的高度處，且該爐體（1)，(1〇1)，(2〇1)可 下放在該框上，如此，爐體底(3)(203)就沒入該框中。 5. 如申請專利範圍第2項的設備，其中： 該爐體下部(202)有側向補強的爐體底區域，以形成下 放面(215)，倚靠在傾轉 框上。 6. 如申請專利範圍第2項的設備，其中： 該傾轉系統至少有一傾轉元件（124)，(224)，該元件一 邊以一種行程運動作用到該框（123)，(223)上，使該框及爐 體作傾轉運動，且具有至少一軸承元件（125)以承受爐體的 傾轉運動。 7. 如申請專利範圍第1或第2項的設備，其中： 該底放流系統之設到爐體下部(2)的底(3)中的開口（10) 設成與爐體的垂直中心軸成同心或偏心。 8. 如申請專利範圍第7項的設備，其中： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該底放流系統包含一封閉元件（Π)及一充入裝置，該 封閉元件（11)在放流後由上方將放流開口封閉，該充入裝 置用於將該放流開口充以一種塡充材料（12)。 9. 如申請專利範圍第1或第2項的設備，其中： 在爐體下部(202)的側壁中有一個具有一個可移行的熔 渣門(228)的熔渣放流系統，其中該爐體(2〇1)用該傾轉系統 樞轉以將熔渣放流。 2 544469 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 穴、申請專利範圍 10·如申請專利範圍第1或第2項的設備，其中： 有一加熱裝置(30)(31)以將電極(2丨)樞轉經過該做到爐 體上部中的開口，其中該加熱裝窻牢設在一個爐台（π)或 一個基礎上，且該開口比起該電極的周圍寬，使該電極在 爐體傾轉蓮動時，不會碰到該開D的壁。 1 L如申請專利範圍第1或第2項的設備，其中： 該爐體呈固定爐體的形式以不能鬆開的方式或呈更換 爐體的形式以可鬆開的方式設在該基礎、該爐台或該 傾轉框（123),(223)上。 12. 如申請專利範圍％ 1或第2項的設備，其中 在該爐體中先後進行熔解（熔融階段）、及淸新作業與 精煉作業（轉爐階段），其中該爐體（1)(1〇1)，(2〇1)由下往上 具有以下部分: 摩爐體下部(2)(202) ’其具有一爐體底(3)，(2〇3)及一個 接到該爐體底呈腹狀設計的側壁(4)， 該爐體上部（5)(205)，其具有一轉爐罩（7)或一個可樞 轉的爐蓋（6)，該轉爐罩（7)或爐蓋（6)具有一個放入其中且 具有電極開口的核心件(20)，由耐火材料製成，其中該轉 爐罩(7)及爐蓋(6)依熔融-或轉爐階段而定輪流地蓋住爐體 ，及一個放入爐體下部的噴嘴鼓風系統（13)，以將程序氣 體帶入。 13. —種雙爐設備，具有二個申請專利範圍第1項的設 備，相鄰設置，且輪流在熔融-或轉爐階段操作。 3 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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