用于电弧炉、冶金炉或精炼炉的顶载炉顶及其系统技术方案

一种快速更换具有顶载顶板系统的部分电弧炉炉顶的方法，包括：提供至少一个扇形水冷面板，所述扇形水冷面板支撑于顶支撑梁下方用以保护顶支撑梁的下侧热面，提供至少一个快速水断开系统以将至少一个扇形水冷面板连接到供水系统，抬起并移除至少一个扇形水冷顶板，使用另一扇形水冷面板更换所述至少一个扇形水冷顶板，或修理所述至少一个扇形水冷顶板，并继续运行炉。

Top loaded furnace top and its system for electric arc furnace, metallurgical furnace or refining furnace

A method for rapidly replacing a part of the top of an electric arc furnace with a top loaded roof system includes: providing at least one fan-shaped water-cooled panel supported under the top support beam to protect the lower hot surface of the top support beam, providing at least one fast water disconnection system to connect at least one fan-shaped water-cooled panel to the water supply system, lifting and removing at least one fan Replace the at least one fan-shaped water-cooled roof with another fan-shaped water-cooled roof, or repair the at least one fan-shaped water-cooled roof, and continue to operate the furnace.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电弧炉、冶金炉或精炼炉的顶载炉顶及其系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月30日提交的美国临时专利申请62/452,061的权益，现通过引用将其公开内容全部纳入本文。
本公开总体上涉及电弧炉、冶金炉—包括金属冶炼和精炼炉—的延长使用寿命的设备和方法。特别是，本公开涉及一种可安装在炉顶的水冷面板，其安装方式可在不移除炉顶的情况下，在短时间内更换面板。本公开避免了使顶板掉进炉顶结构中，是对费力又不安全的传统方法的改进。
技术介绍
电弧炉(EAF)和大多数冶金炉一样，直接将装载的材料暴露在电弧中，将其加热至约1800℃(3272°F)。图1示出了典型的工业电弧炉，其尺寸可从大约1吨的容量(用于铸铁制品的铸造厂)到400吨左右，用于初级炼钢。图2示出了移除炉顶以进行装料的顶板顶载系统的示例，图3示出了更换顶板，以继续熔融、加料、结渣和出钢。为了便于描述，以下以EAF为基础，但以下讨论也适用于所有其他类型的冶金炉和精炼炉。需要保护炉顶，使其免受热应力、电弧和一般的操作损伤，对面板进行冷却可对这些不利状况提供某种防护。损坏或磨损的水冷面板可能导致水泄漏到炉中，使水分解为氢元素和氧元素。一旦氢和氧分子重新结合，就有可能发生自由基放热反应和爆炸。如果发生这种破坏，炉子就会停止运行，需花费数小时的计划外炉停机时间来修理。通常有几种方法用于电弧炉操作的水冷炉顶。已知的炉顶设计具有以下缺点：需要关闭炉以修理或维护炉顶和更换顶板。目前耗时的修理和/或更换要求意味着经营者失去了用于生产液体钢的宝贵的时间。最低利润损失可能是每停机一小时损失几十万美元。例如，设计水冷炉顶的一种方法是将该单元构建为一个整体。其优点是省去了支撑面板的结构，降低炉顶的成本。缺点是，当截面或管损坏时，必须更换整个炉顶。设计炉顶的另一方法是构建一个整体结构，用喷水冷却。这种炉顶的优点是水系统不受压力。如果发生泄漏，水不会在压力下喷射到操作炉中。但是，水会进入炉中，并具有与管设计顶板相同的爆炸特性。这种炉顶的缺点是能够承受高热负荷，导致热面板的过度应力开裂，需要经常修理。在炉温高的情况下，喷水冷却的炉顶倾向于过早开裂和失效，需要移除或修理炉顶，导致大量的计划外停机时间。上述所有类型炉顶的缺点是，需要耗费大量的计划外或计划中的时间来更换面板、改变整个炉顶或修理喷水冷却炉顶面板中的裂缝。此外，限制炉顶结构和(龙门架设计或单点提升设计的)炉顶结构的提升机构之间的缝隙还会产生其他问题。上述设计中，顶板不能从炉中的钢液浴的严酷辐射环境中抬起，也无法避免在废钢熔化和钢精炼过程中发生的电弧现象。
技术实现思路
本公开包括一种方法，其通过将顶板设计为从炉内的恶劣环境中抬起，来快速更换电弧炉顶的受损部分。该方法对顶载炉顶进行了显著的改进，原因是提高了顶板的使用寿命，并将顶板从对顶板受热面造成损害的炉环境中移开。本解决方案考虑到了修理人员的人身安全。本公开的目标之一是，在顶载顶系统中增加本公开的可提升的顶板设计，由此顶板的使用寿命大大延长，顶板损坏时必要的话，可在一小时或更短的时间内更换受损顶板。另外，还公开了一种封闭水冷电缆和水冷接线盒，可在炉运行过程中安全、准确、持续地测量水温。其保护温度测量装置及相关布线不受恶劣炉环境的破坏，保证温度测量系统正常运行。水冷电缆和与其相邻的水冷保护壳也可以保护任何配件、设备或装置，这些附件、设备或装置可以监视和/或控制和/或调整具有所述炉顶或炉顶结构的炉在运行时能应对高热、高辐射的恶劣炉环境，维护设备的高效顺畅运行。大多数情况下，由于恶劣的环境，这些设备不能也不会位于炉中。本公开进行了显著的改进，因为控制设备可以更加接近测量位置，以确保收集和控制更准确的数据。本公开一实施例中，一种更换冶金炉或精炼炉的炉顶损坏部分的方法包括：提供具有顶载顶板系统的所述冶金炉或精炼炉，所述顶载顶板系统具有顶载炉顶结构，所述顶载炉顶结构包括顶支撑梁和与多个面板，所述多个面板与所述顶支撑梁联结并由顶支撑梁支撑；将所述多个面板的第一面板从所述炉顶结构提起，使其从所述顶支撑梁移除；用第二面板更换所述第一面板；以及将所述第二面板联结到所述炉顶结构，使所述第二面板支撑于所述炉顶支撑梁顶部的下方并定位成用以保护所述顶支撑梁的下侧热面。本实施例的一个示例中，顶载水冷顶板为扇形的。第二示例中，所述顶载水冷顶板包括扇形水冷面板。第三示例中，所述顶载水冷顶板支撑于所述顶支撑梁的顶部的下方，其高度范围为从所述顶支撑梁的底部到所述顶支撑梁的顶部。第四示例中，所述方法包括提供至少一个快速水断开系统以将所述至少一个顶载水冷顶板连接到供水系统。第五示例中，所述方法包括提供另一快速水断开系统以将所述至少一个顶载水冷顶板连接至回水系统。本实施例的另一方法中，所述移除所述至少一个顶载水冷顶板的步骤包括抬高所述至少一个顶载水冷顶板以将其从所述顶载炉顶结构移除。另一示例中，所述方法包括调整所述顶载水冷顶板的尺寸，使其适于穿过所述顶支撑梁之间的空间。又一示例中，将所述顶载水冷顶板从所述顶支撑梁的底部抬起直至所述炉顶支撑梁的顶部。本公开的另一实施例中，一种更换冶金炉或精炼炉的炉顶损坏部分的方法包括：提供包括顶载顶板系统的冶金炉或精炼炉，所述顶载顶板系统具有顶载炉顶结构，所述顶载炉顶结构包括在径向、水平和垂直方向中的至少一个方向上延伸的顶支撑梁；提供联结到所述炉顶结构的多个顶板，使所述多个顶板分别支撑于所述顶支撑梁的顶部的下方并定位成用以保护所述顶支撑梁的下侧热面；从所述炉顶结构移除第一顶载水冷顶板；修理所述第一顶载水冷顶板；以及为所述炉顶结构更换所修理的第一顶载水冷顶板。本公开的再一实施例中，一种用于冶金炉或精炼炉的炉顶组件包括：炉顶结构，所述炉顶结构由内支撑梁、外支撑梁以及联结于所述内支撑梁和外支撑梁之间的多个径向延伸的支撑梁组成；多个面板，所述多个面板联结到所述炉顶结构并支撑于所述支撑梁下方，并且所述多个面板被设置的位置用以保护所述炉顶结构的下侧；以及水冷结构，所述水冷结构联结到所述多个面板的至少一个的下侧，并且所述水冷结构与联结到所述面板的至少一个快速水断开系统形成流体连通，所述水断开和水冷结构进一步流体联结到供水系统和回水系统，所述供水系统和回水系统被定位为保护所述炉顶结构且远离所述炉中的液态金属浴。本实施例的一个示例中，还包括联结到所述至少一个水冷面板的至少一个快电断开夹具。第二示例中，可提供水冷电缆，以保护温度感应设备和将温度数据传输给水冷接线盒的接线。第三示例中，还包括所述炉顶设置的过程监控设备。第四示例中，所述多个面板包括扇形面板。第五示例中，还包括将所述多个面板连接到所述供水系统的至少一个快速水断开系统。第六示例中，每个所述多个面板包括用于将所述面板从所述炉顶结构提起的一个或多个凸耳。第七示例中，所述水冷结构包括水从其中流过的曲形管，所述管包括至少一个90°或180°的弯折。第八示例中，每个所述多个面板包括顶部和侧部，其中所述侧部与所述外支撑梁对齐。另一示例中，所述炉顶结构在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种更换冶金炉或精炼炉的炉顶损坏部分的方法，包括：/n提供具有顶载顶板系统的所述冶金炉或精炼炉，所述顶载顶板系统具有顶载炉顶结构，所述顶载炉顶结构包括顶支撑梁和与多个面板，所述多个面板与所述顶支撑梁联结并由顶支撑梁支撑；/n将所述多个面板的第一面板从所述炉顶结构提起，使其从所述顶支撑梁移除；/n用第二面板更换所述第一面板；以及/n将所述第二面板联结到所述炉顶结构，使所述第二面板支撑于所述炉顶支撑梁顶部的下方并定位成用以保护所述顶支撑梁的下侧热面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170130 US 62/452,0611.一种更换冶金炉或精炼炉的炉顶损坏部分的方法，包括：
提供具有顶载顶板系统的所述冶金炉或精炼炉，所述顶载顶板系统具有顶载炉顶结构，所述顶载炉顶结构包括顶支撑梁和与多个面板，所述多个面板与所述顶支撑梁联结并由顶支撑梁支撑；
将所述多个面板的第一面板从所述炉顶结构提起，使其从所述顶支撑梁移除；
用第二面板更换所述第一面板；以及
将所述第二面板联结到所述炉顶结构，使所述第二面板支撑于所述炉顶支撑梁顶部的下方并定位成用以保护所述顶支撑梁的下侧热面。


2.根据权利要求1所述的方法，其中顶载水冷顶板为扇形的。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述顶载水冷顶板包括扇形水冷面板。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述顶载水冷顶板支撑于所述顶支撑梁的顶部的下方，其高度范围为从所述顶支撑梁的底部到所述顶支撑梁的顶部。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括提供至少一个快速水断开系统以将所述至少一个顶载水冷顶板连接到供水系统。


6.根据权利要求5所述的方法，还包括提供另一快速水断开系统以将所述至少一个顶载水冷顶板连接至回水系统。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述移除所述至少一个顶载水冷顶板的步骤包括抬高所述至少一个顶载水冷顶板以将其从所述顶载炉顶结构移除。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括调整所述顶载水冷顶板的尺寸，使其适于穿过所述顶支撑梁之间的空间。


9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述顶载水冷顶板从所述顶支撑梁的底部抬起直至所述炉顶支撑梁的顶部。


10.一种更换冶金炉或精炼炉的炉顶损坏部分的方法，包括：
提供包括顶载顶板系统的冶金炉或精炼炉，所述顶载顶板系统具有顶载炉顶结构，所述顶载炉顶结构包括在径向、水平和垂直方向中的至少一个方向上延伸的顶支撑梁；
提供联结到所述炉顶结构的多个顶板，使所述多个顶板分别支撑于所述顶支撑梁的顶部的下方并定位成用以保护所述顶支撑梁的下侧热面；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·J·玛纳赛克，
申请(专利权)人：艾美瑞法布有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US