用于金属制造过程的炉组件制造技术

本公开涉及一种用于金属制造过程的炉组件(1)，包括：电弧炉(3)，被配置用于平熔池操作并且具有底部(3a)，以及电磁搅拌器(5)，被配置为被设置在所述电弧炉(3)的所述底部(3a)下方，以实现熔融金属在所述电弧炉(3)中的搅拌。

Furnace assembly for metal manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属制造过程的炉组件
本公开总体上涉及金属制造，具体地涉及一种用于金属制造过程的炉组件。
技术介绍
平熔池操作(FlatBathOperation，FBO)是将金属材料(诸如废料、生铁、直接还原铁(DRI)、铁水或热压块铁(HBI))连续进给或小料斗装入电弧炉(EAF)的炉池而不打开炉顶的过程。在金属装料期间，电弧持续供电，并且金属材料在炉池中持续熔化。该过程提供高能效和较少的电极消耗。平熔池熔化过程的一个问题是炉池的温度均匀化，尤其是在始终是冷区的金属装料区域中。冷区中的不完全的金属熔化会产生潜在的问题，诸如浓度梯度、不可靠的测量、不安全的过程控制、过热炉池和过热温度。为了解决这个不均匀的温度问题，建议进行熔池搅拌，以改善熔体对流。为此，在这些炉中的一些炉中，已经实施了通过多孔塞进行的底部气体搅拌。针对底部气体搅拌，在底部耐火材料中安装具有直接或间接气体吹扫的多孔塞。取决于炉的大小，通常需要3至5个多孔塞。搅拌强度由气体(通常为氮或氩)以及流速和压力控制。
技术实现思路
底部气体搅拌存在一些挑战。例如，可能存在不完全的熔池混合，其中死区远离塞子，这导致炉池中的均匀化是有限的。此外，搅拌模式和方向由具有有限水平流速的塞子位置所固定。而且，多孔塞周围的耐火材料磨损更严重，并且底部的塞子是熔体破裂的危险点。最后，多孔塞的寿命通常比底衬活动的寿命短，并且多孔塞的在线维护是困难且复杂的工作。鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种用于金属制造过程的炉组件，其解决或至少减轻了现有技术的问题。因此，提供了一种用于金属制造过程的炉组件，包括：电弧炉，被配置用于平熔池操作，并且具有底部，以及电磁搅拌器，被配置为设置在电弧炉的底部下方，以实现熔融金属在电弧炉中的搅拌。由此可获得的效果是：可以在熔池中没有死区或基本上没有死区的整个熔池内提供搅拌。因此，可以提供使用被配置用于平熔池操作的电弧炉的更高效的金属制造。而且，对耐火底衬没有负面影响，并且没有如在多孔塞的情况中的熔融金属破裂风险。另外，在电磁搅拌器线圈的长寿命中几乎不需要维护。电磁搅拌减少了熔体表面的过热，并且来自电弧区的热量迅速地传输到大块熔体。表面过热温度的降低减少了在通电期间对炉壁和炉顶的热损失，从而减少了电力消耗。在通电期间过热降低的另一优点是在电弧炉的渣线区域中耐火材料磨损较少。电磁搅拌器对具有平熔池操作过程的电弧炉提供的又一效果是显著提高了过程可靠性。例如，废料和烙铁的快速熔化提供了熔池在化学成分和温度方面的快速均匀化，这确保了目标钢的出钢重量和温度。整个熔池中的均匀温度提供了平稳的出钢，并且减少了出钢延迟。消除熔池中的热分层也降低了出钢温度。对于操作安全性和生产率两者来说，高偏心底部出钢自由开启频率都是非常重要的益处。根据一个实施例，电弧炉具有金属装料区域，其中电磁搅拌器被配置为被设置以提供熔融金属在金属装料区域中的搅拌。金属装料区域是电弧炉内部的区域，其接收被装载的金属材料。它包括电弧炉底部的一部分，其中送料到电弧炉的金属材料在被电弧炉中的热量熔化之前被最初累积，并且通过搅拌电磁搅拌器与剩余的熔体混合。根据一个实施例，金属装料区域相对于电弧炉的底部的中心点被偏心地定位。根据一个实施例，电磁搅拌器包括线圈，该线圈被配置为在沿着搅拌方向轴线的第一方向上生成行进磁波，其中电磁搅拌器被配置为相对于中心平面被设置为使得搅拌方向轴线相对于中心平面成角度，该中心平面延伸通过电弧炉的中心并且通过电弧炉的出钢孔或喷口。因此，沿着电弧炉中的熔融金属的搅拌方向而限定搅拌方向轴线的第一方向与中心平面相交。当电弧炉在操作中时，即当处于出钢到出钢的熔化循环时，中心平面是竖直平面。通过这种方式，搅拌力将直接指向金属装料区域，因此可以在始终冷的金属装料区域或区中获得更高效的搅拌。冷在此处意味着相对于熔体的其余部分是冷的。根据一个实施例，该角度在0°与90°的范围内。根据一个实施例，该角度是90°。根据一个实施例，该角度大于0°并且小于90°。因此，由电磁搅拌器产生的搅拌力将指向金属装料区域冷废料区，其中可选择的角度在0至90度的范围内。该电磁搅拌器配置将产生朝向或背向炉中的金属装料区域或区的熔体流动，这大大改善了金属熔化和炉温均匀化。根据一个实施例，电磁搅拌器被设置在电弧炉下方的中心。根据一个实施例，电磁搅拌器被偏心地设置在电弧炉下方。一个实施例包括电磁搅拌器位置控制器，其被配置为控制电磁搅拌器相对于电弧炉的定向，从而调整角度。通过能够改变搅拌方向，可以提供更灵活的控制。例如，通过相对于中心平面以一定角度定向电磁搅拌器，可以提供对熔体的充足全局搅拌，即，也可以在金属装料区域中，同时通过在EP2751510中公开的方式，该搅拌可以减少出钢孔上方的涡流形成。一个实施例包括被配置为控制电磁搅拌器中的电流的变频器、以及被配置为控制变频器的控制系统。根据一个实施例，电弧炉被配置为从电弧炉的一侧接收金属材料的装料。根据一个实施例，电弧炉被配置为从电弧炉上方接收金属材料的装料。根据一个实施例，电弧炉被配置为接收金属材料的连续装料。例如，电弧炉可以被配置为借助于传送带或转轮接收金属材料的连续装料。备选地或者另外地，电弧炉可以被配置为从电弧炉的顶部中的孔接收金属材料的连续装料。至此，顶部或炉顶可以设置有贯通开口或孔，以允许金属材料顶部进给到电弧炉中。根据一个实施例，电弧炉被配置为通过轴接收金属材料的料斗装料。通常，权利要求中使用的所有术语都将根据其在
中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。除非另有明确说明，否则对要素、设备、部件、装置等的所有引用都要公开解释为指代要素、设备、部件、装置等的至少一个实例。附图说明现在将参照附图通过示例描述本专利技术的构思的具体实施例，其中：图1示意性地示出了电弧炉的部分透明顶视图，并且示出了在电弧炉下方提供的电磁搅拌器；以及图2a至5b以部分透明的顶视图和截面示意性地示出了炉组件的各种示例。具体实施方式现在将在下文中参照附图更全面地描述本专利技术的构思，在附图中示出示例性实施例。然而，本专利技术的构思可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例；相反地，这些实施例是通过示例提供的，从而使得本公开将是充分且完整的，并且将本专利技术的构思的范围完全传达给本领域技术人员。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的要素。本公开涉及一种用于金属制造过程的炉组件。金属制造过程可以是例如炼钢过程、制铝过程或者制铅过程。炉组件包括电弧炉和电磁搅拌器，该电磁搅拌器被配置为设置在电弧炉下方，从而实现熔融金属在电弧炉中的搅拌。电磁搅拌器可以例如被配置为安装在电弧炉摇臂上，并且被配置为与电弧炉倾斜系统一起旋转，或者电磁搅拌器可以例如被配置为安装在单独的支撑结构上(例如台车上)的电弧炉下方，其被配置为静止的或者在出钢操作时与电弧炉的底部同步旋转。本文提出的电弧炉被配置用于平熔池操作。至此，电弧炉被配置为在出钢到出钢的循环期间以连续方式接收金属。为此，电弧炉被配置为在出钢到出钢的循环期间用金属连续装料。装料组件和电弧炉可以例如被配置用于或程序/组件，或者用于从电弧炉的顶部的连续DRI进给。因此，电弧炉可以例如被配置为从电弧炉的侧面用金属材料装料，在这种情况下，电弧炉可以被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属制造过程的炉组件(1；1‑1；1‑2；1‑3；1‑4)，包括：电弧炉(3)，被配置用于平熔池操作并且具有底部(3a)，以及电磁搅拌器(5)，被配置为被设置在所述电弧炉(3)的所述底部(3a)下方，以实现熔融金属(M)在所述电弧炉(3)中的搅拌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于金属制造过程的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，包括：电弧炉(3)，被配置用于平熔池操作并且具有底部(3a)，以及电磁搅拌器(5)，被配置为被设置在所述电弧炉(3)的所述底部(3a)下方，以实现熔融金属(M)在所述电弧炉(3)中的搅拌。2.根据权利要求1所述的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，其中所述电弧炉(3)具有金属装料区域(11)，其中所述电磁搅拌器(5)被配置为被设置以提供熔融金属(M)在所述金属装料区域(11)中的搅拌。3.根据权利要求2所述的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，其中所述金属装料区域(11)相对于所述电弧炉(3)的所述底部(3a)的中心点被偏心地定位。4.根据前述权利要求中任一项所述的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，其中所述电磁搅拌器(5)包括线圈，所述线圈被配置为在沿着搅拌方向轴线的第一方向上生成行进磁波，其中所述电磁搅拌器(5)被配置为相对于中心平面(7)被设置为使得所述搅拌方向轴线相对于所述中心平面(7)成角度(α)，所述中心平面(7)延伸通过所述电弧炉(3)的中心并且通过所述电弧炉(3)的出钢孔(3b)或喷口(3b)。5.根据权利要求4所述的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，其中所述角度(α)在0°与90°的范围内。6.根据权利要求4或5所述的炉组件(1；1-1；1-2；1-3；1-4)，所述角度(α)是9...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕立东，A·莱曼，杨洪良，A·格拉塞利，S·M·雷亚利，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，特诺瓦股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH