用于熔炼废钢的直流电炉制造技术

用于熔炼象碎铁之类的含铁原料的直流电炉，包括一个在其上部区域由一个可分开的盖子（１３）封闭的熔化锅（１），用于装入要熔炼的批料（７）；至少一个自耗电极（５），其被置于大致沿熔化锅（１）轴线的适当位置，并被竖直滑动地安装，以便穿过盖子（１３）上的至少一个开口（１６）而降入熔化锅（１）的内部；至少一个固定电极（５０），其置于熔化锅（１）底部（２）中的适当位置；还包括至少一个直流电源，该电源具有两个分别连接到自耗电极（５）和固定电极（５０）上的电极；所述熔化锅包括一个底部（２）和一侧壁（１２），所述底部（２）由耐火材料底板覆盖、并形成一个具有凸起边缘（２３）和高度（Ｈ１）及最大横截面（Ｓ１）的熔池（２１），所述侧壁（１２）基本上置于熔池（２１）所述边缘（２３）延伸部分的适当位置并限定具有横截面（Ｓ２）的圆筒形空间，该横截面（Ｓ２）大致等于熔池（２１）的最大横截面（Ｓ１）； 其特征在于：依据使用条件已经确定的熔池（２１）的高度（Ｈ１）和横截面（Ｓ１），使熔池（２１）能够容纳规定数量的熔融金属；而熔化锅（１）的侧壁（１２）延伸到一个高度（Ｈ２），使熔化锅（１）能够容纳足够的碎铁炉料（３），以便在单次熔炼操作中生产所述规定数量的熔融金属。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的目的在于提供一种用于生产熔融金属特别是钢液的电弧炉。电弧炉靠熔炼废铁或其他含铁原料，例如预还原矿石，来生产钢已经有很长时间了并且使用范围正在扩大。一般说来，电弧炉包括一个熔化锅，该熔化锅在其上部区域用一个拱顶状的可分开的盖子加以封闭，并连接到一个或多个电极上，该电极连接到电源上。该熔化锅包括一个衬有耐火材料的熔池形式的底部和一个被冷却的大体上为圆筒形的侧壁，侧壁的底部连接于熔池的上边缘。每个电极都在熔化锅上方以外伸方式连接至一个延伸臂的端部，并通过为此目的提供的开口，穿过盖子竖直地穿入所述熔化锅。为了进行浇注操作，电炉一般通过绕竖直轴的转动，把盖子和电极移动到一边而打开。原碎铁借助于输送料斗或“吊篮”加入到电炉中，该输送料斗或“吊篮”由在整个装置上方行走的加料起重机吊住并输送到炉上方，每个吊篮装有一个活底以便把碎铁卸入电炉中。因此，一定量的称为“炉料”的碎铁借助于一个或多个吊篮卸入熔化锅。电炉然后再次被封闭并且电极被降入电炉中。施加电流并且在诸电极与碎铁之间形成电弧，从而引起所述碎铁熔化。熔融金属收集在熔池中并形成覆盖有一层浮渣的一池铁水。电炉一般安装得可在修圆的支架上倾斜，以便用倒出法浇注金属，甚至通过在熔池底部设一可用塞棒或外部流嘴封闭的浇注孔，也可浇注金属。所有这些操作都使耐火材料衬里熔池的炉膛产生大量磨损，在每次铸造操作之后要检查其状态，并定期修理或更换耐火衬里。碎铁可以用冷态装入电炉中，但在把炉料从环境温度提高到熔化温度时会导致电能的额外消耗。为此，在碎铁装入电炉之前，一般最好使用成本较低的能源加热铁。特别是，由于碎铁在电炉内熔化时有大量很炽热的烟气产生便尝试回收所述烟气的发热量，使碎铁在加入电炉之前被加热。为此出现了各种装置。例如，电炉可以连接一个设在烟气排出系统中的密封室，并且把一个或多个等候加料的吊篮放在所述密封室中的适当位置。于是所述密封室设有一个相当大尺寸的入口，该入口每当新的吊篮引入或撒出时都必须打开。这些操作会降低生产率，此外，每当该入口打开时还导致大量烟气漏入车间。为了节省时间并减小污染的危险，已经提出了使用一个装有活底因而本身能形成一个加料装置的移动式预热室，该预热室在电炉侧的预热位置与所述电炉上方的电炉加料位置之间移动，在前一位置该预热室接入烟气排出系统。例如，用同一公司的名义所作的申请EP0514.526在某种程度上描述了一种改进的这种设备，其目的是简化气体循环系统并降低污染的可能性。尽管如此，但为了装入已加热的碎铁，当然要打开电炉的拱顶，这就不能防止烟气的大量散发，也不能在熔化锅未空而倒入碎铁的情况下防止钢和浮渣的飞溅。然而，在每次浇注操作之前，电炉必须生产一定数量的液态金属，这通常需要熔化多批炉料，这些炉料相继加入电炉中，因此熔化锅必须相当频繁地打开，该因素会增加污染的可能性。的确，电炉的尺寸一般是由要求的总产量和可利用的电功率来确定的。在其他方面，每次铸造与各种操作有联系，并且一般要求电炉摆动及停止其摆动。为了提高生产率，感兴趣的是减少每个工作日的浇注操作的次数。在另一方面，在电炉中生产的钢都用在所述电炉的下游侧的一些设备中，特别是连续铸造设施，这些设施的容量已经增大并且需要在单次操作中浇注大量金属。因此，要努力增加电炉的容量，现在提供的电炉在每次浇注时可生产100至150吨钢。然而，由于在原碎铁与液态金属之间存在密度上的巨大差别，所以熔化锅的总尺寸通常不允许以单次加入所述熔化锅的方式，装入浇注120吨钢或更多钢所需的碎铁量。在已知的这种设备中，浇注操作以如下方式进行。第一批碎铁被首先加热，然后装入其拱顶是打开的电炉中。此后封闭所述拱顶并装入电极以便进行熔化。在此期间，第二批碎铁由从电炉出来的烟气预热。在所述第一批碎铁熔化之后，再次打开电炉的拱顶，把预热的第二批碎铁装入熔化锅中位于第一批金属熔液上。此后再关闭拱顶，开始第二批碎铁的熔化。熔融金属收集在熔池中，并加到对应于第一批料的熔融金属中。因而一次铸造操作所需要的各批碎铁依次被熔化。处理碎铁的这些步骤和电炉拱顶的所述打开操作会造成时间损失和热量损失，并因此而降低了设备的生产量。此外，如上所述，烟气的漏出产生了污染的可能性。为了克服这一缺点，提出了一定量的碎铁储存在一个相当大尺寸的室内，该室直接通往熔化锅并且烟气经过该室，因而预热过的碎铁逐渐装入电炉中而不必打开所述电炉。例如，申请人为同一公司的申请文件FR-A-2，498，30描述了一种电弧炉，该电弧炉通往一个形成烟气排出罩的室的后部，而且在该室中卸有可以周期性地推入金属液池的大量碎铁。另一方面，文件WO91/18120描述了一种包括两个熔炉的设备，每个电炉都具有一个连接一个侧室的盖子，该侧室通过侧面开口通往电炉的侧面并形成一个烟道，在该烟道中储存有一定数量的碎铁，这些碎铁通过烟道上部装入，并在用与烟道排出的烟气相接触的方法预热后，逐步降入金属液池中。可是，这种布置的确使电炉的设计和使用复杂化。在另一方面，尽管使用了大尺寸的储存室，仍然必须周期性地打开所述室，以便随着所述碎铁的熔化而把一定数量的新碎铁装入所述室，而且不能完全消除烟气漏出的可能性。本专利技术的目的在于提供一种改进了的电弧炉，该电弧炉能够克服所有的上述缺点。因此，本专利技术一般涉及一种用于熔化碎铁之类的含铁原料的直流电炉，该电炉包括一个熔化锅，该熔化锅在其上部区域由一个可分开的盖子封闭以便装入要熔化炉料;至少一个自耗电极，其大致放置在该熔化锅轴线的适当位置并竖直滑动地安装以便穿过盖子上至少一个开口而降入熔化锅内部;至少一个放置在熔化锅底部适当位置处的固定电极;还包括至少一个直流电源，其有两个分别连接到自耗电极和固定电极上的电极;所述熔化锅包括一个底部，该底部由耐火材料底板覆盖并形成具有一个凸起边缘、一定深度和一个最大截面的熔池，以及一个侧壁，其大致放置在熔池边缘延伸处的适当位置，并限定一个其截面大致等于熔池最大截面的圆柱形空间。根据本专利技术，熔池的深度和截面已依据冶金学的考虑加以确定，使熔池能容纳规定数量的熔融金属，该熔化锅的侧壁延伸高度已考虑到碎铁与熔融金属之间的密度差，使由所述侧壁限定的圆筒空间能够容纳足够的碎铁炉料，以便用单次熔化操作就能生产所述规定数量的熔融金属。本专利技术涉及与直流电炉技术有关的最新发展，特别是与提高其生产能力有关的最新发展。众所周知，主要根据要求的总产量和可用的电功率确定熔炉的特性。以前，对于大容量电炉，显然必须使用交流供电，因而通常使用三根自耗石墨电极。但是，现在有一段时间，由于各种改进的结果，申请人公司已经能够使用直流电，甚至对于例如每次铸造100至150吨的大量生产也是如此，这种供电装置具有许多优点。特别是，在用交流电的电炉中，在其间产生电弧的电极受到或多或少的无规则机械应力和磁应力，但在用直流电的电炉中则可以较高程度地控制其磁效应。特别是，就在用同一公司的名义申请的法国专利2，602，320或2，602，351中描述了一种装置，它可以通过回路导线的合适定向来控制电弧的方向。此外，在直流电的情况下，即使对于非常高的电流强度也能够使用具有大截面的单根电极，该电极更加坚固，况且由于它沿炉料的轴线逐步下降的事实，说明碎铁对它横向牵引的程度较小。因此，已经观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、用于熔炼象碎铁之类的含铁原料的直流电炉，包括一个在其上部区域由一个可分开的盖子(13)封闭的熔化锅(1)，用于装入要熔炼的批料(7)；至少一个自耗电极(5)，其被置于大致沿熔化锅(1)轴线的适当位置，并被竖直滑动地安装，以便穿过盖子(13)上的至少一个开口(16)而降入熔化锅(1)的内部；至少一个固定电极(50)，其置于熔化锅(1)底部(2)中的适当位置；还包括至少一个直流电源，该电源具有两个分别连接到自耗电极(5)和固定电极(50)上的电极；所述熔化锅包括一个底部(2)和一侧壁(12)，所述底部(2)由耐火材料底板覆盖、并形成一个具有凸起边缘(23)和高度(H1)及最大横截面(S1)的熔池(21)，所述侧壁(12)基本上置于熔池(21)所述边缘(23)延伸部分的适当位置并限定具有横截面(S2)的圆筒形空间，该横截面(S2)大致等于熔池(21)的最大横截面(S1)； 其特征在于：依据使用条件已经确定的熔池(21)的高度(H1)和横截面(S1)，使熔池(21)能够容纳规定数量的熔融金属；而熔化锅(1)的侧壁(12)延伸到一个高度(H2)，使熔化锅(1)能够容纳足够的碎铁炉料(3)，以便在单次熔炼操作中生产所述规定数量的熔融金属。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗斯迪埃·盖，
申请(专利权)人：克莱西姆公司，
类型：发明
国别省市：