控制炉渣的方法和设备技术

提供在一倾动炉或非固定倾动容器中控制渣的方法和设备。关于倾动炉，该设备装在自该炉出钢口伸出的槽上，并具有接受来自该槽的金属液和渣流的蓄液池。蓄液也有一渣孔。其壁之一起着带底孔的隔墙的作用。一通道自底孔沿一终止于高于底孔但低于渣孔处的挡坝延伸。金属液漫过挡坝再流出此设备。渣留在蓄液池中然后自蓄液池经渣孔排出。在非固定式倾动容器中，有蓄液池、渣孔、隔墙部分、底孔、通道及挡坝，其结构与装在倾动炉槽上的设备的上述部件的结构相同。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总起来说是涉及排除与熔融金属分离了的炉渣的方法和设备。该方法和设备特别适于排除与从倾动电弧炉中放出的熔融金属相分离的炉渣。当废金属被加热到液状熔融态时，可通过加入常规的熔剂使某些杂质与熔融金属相分离，所述熔剂是能与该杂质反应而形成通常所知的炉渣的。这种渣上升到熔融金属表面并浮在该金属顶部。炉渣在从该炉中放出的熔融金属的制品用途上是几乎或根本没有价值的。相反，炉渣在各种金属规范上影响合金添加剂。比如，在冶炼合金钢时，溶解氧是一种不希望有的污染物。上升到熔融金属表面上的渣含大量的溶解氧。如果往钢水中加合金时有渣存在，那些渣中的溶解氧则与金属反应，从而阻碍它们与钢水反应。因此，渣阻碍了合金化过程。还有，钢水中存有的渣促进了特殊的夹杂物的形成，如果其量足够大，则可能有损于钢的机械性能。由于炉渣是一种对冶炼合金钢来说具有有害作用的污染物，因此希望在往钢水中添加合金之前使渣与钢水相分离。因此，通常在往钢水中加合金之前进行渣分离。任何被分离出来的渣一般都被丢弃。钢水和渣分离的过程就是通常所知的渣控制。当废钢在倾动炉中熔炼，然后排入一种容器或“钢水包”中时，在添加合金之前的渣控制一直是个难题。如下所述，为使渣与自倾动炉中放出的钢水相分离，作了很多努力。典型的电炉是装在倾动台上的。出钢口位于该炉侧面。出钢槽装在该炉侧面，仅比出钢口稍低之处。当炉子加热时，炉中的废钢熔成液态。渣与钢水相分离并以一个分离层浮在钢水面上。当炉子处于竖直位置时，出钢口是打开的。出钢口打开时，它通常位于浮渣和钢水的水平面之上。然而，在某些情况下，它可能位于浮渣水平面之下。当倾转炉子时，炉子的操作者将试图充分地使炉子倾斜，以使出钢口低于钢水顶部，从而使钢水经出钢口流出。渣留在炉中并且浮在出钢口水平线之上的一水平面上。当钢水从炉中放出时，操作者加大倾角以便将渣保持在高于出钢口水面线的一水平面上。操作者就这样地试图使全部钢水在渣开始流过出钢口之前经出钢口放出。这种倾倒或“放出”过程就是常规所知的“出钢”。由于渣浮在钢水顶上，所以就有一层已知为界面渣的，流动性非常好的浮渣层，该渣以一个层浮在钢水和其余的浮渣之间。该界面渣的粘度很小，而溶解氧的浓度较其余的浮渣为高。界面渣对合金化过程是特别有害的。在钢水流过出钢口时形成涡流。涡流吸引界面渣流过出钢口，而同时钢水也正流过出钢口。操作者不能看见界面渣涡流，因为炉子的全部侧面和顶部是被封闭的。因此，为防止在出钢时界面渣污染钢水，操作者无所作为。在出钢时，炉中钢水和浮渣的的液面下降，直到浮渣液面到达出钢口水平面为止。在此点，浮渣将开始流过出钢口，并污染已自炉中倒出的钢水。为防止渣子流过出钢口，操作者则试图迅速关闭出钢口和/或使炉子转回到竖直位置来停止出钢过程。然而，由于倾动炉通常是全封闭的，操作者因而不能看到炉子的内部以精确地确定渣大约在何时流过出钢口。因此，操作者通常在试图阻止渣流出并将炉子回转到竖直位置之前，他只能等待，直等到看见渣流出出钢口并进入出钢槽时为止。这就是倾动炉中的传统的控制渣的方法。已有很多对倾动炉渣控制的这一基本方法的补充或改进上的努力，这包括采用出钢口闸板、Vost-Alpine阻渣器，E-M-L-I系统及各种阻止器装置或塞子。出钢口闸板是装在炉外靠近出钢口处的滑动的或转动的闸板。当渣开时从出钢口排出时，操作者就关上此闸板。Vost-Alpine阻渣器是一种用于关闭出钢口的，大的绞接的氮气短管。由于是以非常高的压力操作，一旦需要，短管就将氮气排入炉子的出钢口，于是就阻止了流经出钢口的钢水流和渣流。因此，Vost-Alpine阻渣器在功能上是出钢口闸板的类似物。E-M-L-I系统是由装在炉内出钢口耐火材料中的电子传感器。当预定百分比的渣进入了流经出钢口的钢水中时，E-M-L-I就测到了。当此预定百分比被E-M-L-I装置测出时，传感器将此通知炉子的操作者，他将把炉子转回到竖直位置。因此，E-M-L-I系统是用于控制渣的，它通过在预定量的渣一开始流过出钢口时，就指示炉子的操作者制止经过出钢口的液流，实现此控制。有很多阻渣器装置或塞子被用于渣控制。它们形态各异，包括四面体形或球形(也已知为“炮弹形”)。将一塞子置于炉内，并使之飘浮在钢水和浮渣之间的界面中。在出钢过程中，当该界面和塞子降到出钢口水平线时，该塞子被抽力收至钢口处，从而阻断流过出钢口的液流。偏心炉底出钢闸板是对电弧炉中渣控制的另一种努力。它要求将出钢口设在炉底而不是在炉侧。当操作者看到流自炉中的渣时，它关上滑动闸板以阻断出钢口，从而阻止进一步的液流经过出钢口。这种渣控制方法非常昂贵，因为它需要改变现有的炉子而形成一个事实上的新炉子新的钢水包输送车或转台来接从该炉中放出的钢水。钢水包必须从炉侧移开并置于炉底之下。没有一种现有的倾动炉的渣控制法是进行得特别好的。它们中没有一种解决可在钢水流经出钢口的同时，涡流过出钢口的界面渣污染此钢水的难题。它们中没有一种解决了在操作者有所反应而阻止经过出钢口之前，钢水被出钢末时流过出钢口的渣所污染的难题。这些方法中的大部分还阻断了某些钢流，从而降低了产率。上述现有技术中的方法和设备，在渣流过倾动炉出钢口后则对它控制不了。它们只简单地起着当确定大部分钢水已经出钢口放出，而浮渣开始流经出钢口时，试图阻止经出钢口的液流的作用。这些现有技术中的方法和设备中，没有一种在液流已经出钢口放出并排入出钢槽后控制了渣或从该液流中除渣。期望在钢水流过出钢口进入出钢槽之后及它流出出钢槽和流入钢水包之前控制放出的钢水中的渣。如果这类改进系统能有效而迅速地用在附有出钢槽的倾动电弧炉上也是有益的。另外，这类改进体系应有保证积极的钢渣分离和渣控制，该渣包括界面渣。进而期望提供一种能使出钢槽中的钢水和浮渣能被看得见，从而以一种积极的方式协调渣钢渣分离以及渣滞留和排放的改进系统。提供一种用需要时可移开或更换而无需移开或更换整个出钢槽或炉子的设备来实施的这种系统是有益的。特别期望一种渣控制系统，它是可以相当有效地和以容许相当高的出钢排放流速以将出钢排放所需时间(即倾倒时间)减至最小的方式运行的。以此降低该系统，如耐火砖和钢的支撑构架的吸热量。这还将热循环峰值降低及将材料的热被坏和磨损减至最小。另外，降低了的出钢排放时间可降低槽中和包中钢水的吸气量。特别期望在出钢时减少钢水吸氮和吸氧量。提供一种能容许高的流速，从而缩短总的出钢时间以便防止沿出钢槽流动的钢水及包中的钢水过度温降的渣控制系统也是有益的。如果通过一种改进了的渣控制系统而能容许足够高的流速，则不必在包中再加热钢水，或至少将此需要减至最小。比如，在一种类型的其出钢口直径在8英寸和12英寸之间，并具有常规的敞开式出钢槽的常规电弧炉中，80吨熔渣和钢水的排放时间可能约需3分钟。提供一种在操作时不明显增加出钢时间的改进的渣控制系统是所希望的。还希望提供一种能迅速适应以足够厚的耐火材料来减少自钢水的传热的设计的改进了的渣控制系统，以及提供相当结实的，能更好地经受热的流动的钢和高温作用的设计。进而，如果一种改进了的渣控制系统有消除或将钢流中的不规则性减至最小的能力则是有利的。这种流动不规则性是不希望的，而且它有助于通过涡流效应或其它效应将渣带入钢中。将渣带入或将界面渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在从倾动炉的出钢口排放金属液和渣时控制渣的设备，所述炉是可在竖立非倾斜位置和全倾斜位置间可变倾动的，所述设备包括：一个自所述出钢口向外伸出的出钢槽，在该槽末端有一渣分离装置，该槽限定出一条将金属液和渣引至所述装置的通道，所述装置限定 出一接受所述金属液和渣的入口及一从其可排放所述金属液的出口，所述装置还限定出与在所述装置上的所述出钢槽通道相通的蓄液池并限定从其可排渣的渣孔，所述装置限定出一通向所述蓄液池、低于渣孔水平面的底孔，还限定出横向偏离所述蓄液池用于所述底孔和所述出口相通的通道，所述通道限定出一个通常向上延伸过所述底孔至一预定距离的、低于所述渣孔水底平面的、而且钢水漫过它流至所述出口的挡坝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WS拉斯罗，
申请(专利权)人：工业保养及合约服务公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]