用于使废钢熔化的方法和熔炉技术

本发明专利技术涉及一种用于在熔炉中使废钢熔化的方法，其中为了通过流动通道（８）输送熔化能量将工作气体吹入所述熔炉中并且在这过程中通过至少一个无电极的等离子燃烧器（１０）来导送工作气体，其中通过至少一个将所述流动通道（８）同轴地包围的、构成加热区（１７）的感应的加热线圈（１８）来产生等离子体。此外，本发明专利技术涉及一种熔炉（１），该熔炉（１）具有至少一个从所述熔炉的壁体中穿过的用于输送熔化能量的加热装置（６），该熔炉（１）具有以下其它结构：所述加热装置（６）包括将流动通道（８）包围的管状的本体（７）。所述管状的本体（７）的纵向区段构造为无电极的等离子燃烧器（１０），其中该等离子燃烧器（１０）具有将所述流动通道（８）同轴地包围的、构成加热区（１７）的感应的加热线圈（１８）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使废钢熔化的方法以及一种适合此用途的熔炉。
技术介绍
大部分在工业中所需要的钢在输送电能的情况下通过废钢的熔化 来制造，其中也部分地将化石的能量加入到熔液中。电能的输送借助 于通常由碳制成的电极来进行，其中在这些电极和熔池之间产生电弧。 在这过程中消耗电极材料，这使得钢的制造变得昂贵。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种用于使废钢熔化的替代的方法以及一 种适合此用途的熔炉，所述方法和熔炉尤其能够实现成本低廉的钢制 造。该任务通过一种按权利要求1所述的方法以及一种按权利要求7 所述的熔炉得到解决。在按本专利技术的方法中，为了通过流动通道输送 熔化能量将工作气体吹入所述熔炉并且在这过程中通过至少一个无电 极的等离子燃烧器来导送工作气体，其中通过至少一个将所述流动通 道同轴地包围的、构成加热区的感应的加热线圏来产生等离子体。在 一种这样的处理方法中不存在因磨损而会增加制造成本的电极。通过 以下方法将废钢加热成熔液的状态，也就是使导入熔炉内腔中的气体 流经感应线圏的交变电场，其中如此选择所述交变电场的强度，从而 在没有点火电极或者控制电极的情况下也进行气体击穿并形成等离子 体。用气流将等离子体施加到要熔化的材料上，由此将该材料加热并 使其熔化。在一种优选的方法变型方案中，将涉及空气、富含氧气的空气、 氮气、氧气或者类似气体的工作气体通过中心地在流动通道中延伸的 注射管输送给所述加热区的中心。通过中心地输送所述气体获得这样 的可能性，即通过所述流动通道的边缘区域可以导送冷却气体，用于 比如防止给所述流动通道加衬的尤其处于所述加热区的范围内的壁体 过度过热。作为冷却气体比如可以使用相应于工作气体的气体。在制造钢时，经常使用在冶金业中产生的包含金属的和/或氧化的 颗粒的粉末。在一种优选的方法变型方案中，非常简单地通过以下方 法做到这一点，也就是将金属的和/或氧化的粉末颗粒混入通过等离子 燃烧器来导送的气体中。在此有利的是，为此不需要任何附加的装置。 在吹入粉末颗粒时的问题，所述粉末颗粒干扰熔化过程，因为它们比 如导致炉渣的冷却。但所述粉末颗粒通过等离子燃烧器来导送，由此 所述粉末颗粒得到加热，其中所述粉末颗粒可以转化为熔液的或者甚 至气状的状态，这有利于与熔液进行均匀混合。此外，所述粉末颗粒 在所述的状态中具有很好的反应活泼性，使得其可以通过同时添加还 原剂比如煤粉的方式还原成金属。为了保持稳定的等离子体，有利的 是，用与工作气体流分开的气流将所述粉末颗粒输送给所述加热区。 通过这种方式可以不依赖于所输送的颗粒量来调节所述工作气体流， 以控制所述等离子体。所述气体输送或者说等离子体输送原则上可以通过熔炉的处于钢 熔液上方的任意的壁体区域来进行。但是优选选择熔炉的侧壁区域。 在此有利的是，可以通过顶盖打开进行装料，而在这过程中不必中断 能量输送，中断能量输送会导致熔炉的生产率下降。此外，通过侧面 的能量输送将能量更均匀地分布到熔化物上。在按本专利技术的熔炉中设置了加热装置，所述加热装置穿过熔炉的 壁体，要么穿过侧壁要么穿过顶盖区域，其中用所述加热装置输送熔 化能量。加热装置包括将流动通道包围的管状的本体。所述本体的纵 向区段构造为无电极的等离子燃烧器，其中该等离子燃烧器具有将所 述流动通道同轴地包围的、构成加热区的感应的加热线圏。为输送工 作气体，优选中心地在所述流动通道中布置了一直延伸到加热区或者 延伸到该加热区里面的注射管。用于输送包含粉末颗粒的气体的单独 的通道通过以下方式构成，即所述注射管被导气管同轴地且具有径向 间距地包围。如此设计所述导气管的尺寸，从而在该导气管和流动通 道的壁体之间留下环形通道。通过该环形通道可以导送冷却气体，用 于防止所述加热装置尤其在加热区的范围内被过度加热。作为附加的 措施，有利的是，所述流动通道的壁体至少在所述加热区的范围内在 外侧被冷却体所包围。出于提高生产率的原因，有利的是，加热装置 没有穿过熔炉的顶盖而是穿过熔炉的侧壁区域。附图说明现在参照附图对本专利技术进行详细解释。其中图l是熔炉的示意的剖视图，其中，加热装置穿过熔炉顶盖，图2是熔炉的相应于图1的示意图，其中，加热装置穿过侧壁，图3是加热装置的等离子燃烧器的示意纵剖面图。具体实施例方式图l和2分别示出了熔炉1，该熔炉1具有下面的容纳钢熔液2的 区域、侧壁3和顶盖4。在运行中，在所述钢熔液2上形成炉渣2a。 在所述炉渣2a中示出了在拆下顶盖4时加入熔炉中的废钢部分5。在 图l的实施例中，所述顶盖4被三个加热装置6从中穿过。加热装置 分别包括管状的本体7，该本体7沿轴向方向^t流动通道8从中穿过。 在图2的实施例中，多个在所述熔炉的圆周上分布的加热装置6穿过 所述熔炉1的侧壁2。在该设计方案中，打开所述顶盖4用于给熔炉内 腔装栽废钢部分5，其中所述加热装置6可以保持运行。所述加热装置6在按图1和2的实施方式中基本上构造为相同的。 所述管状的本体7在其朝向熔炉内部的或者说布置在熔炉中的端部9 上拥有无电极的等离子燃烧器10。该等离子燃烧器IO基本上是管段状 的部件，该部件在上侧拥有板也就是气体分配器12。在下侧也就是在 朝向熔炉内部的或者说朝向在熔炉内部存在的金属熔液2的侧面上所 述等离子燃烧器IO拥有盖板13，该盖板13被中心的出口 14从中穿过。 所述管状的本体7的流动通道8通过所述气体分配器12中的孔(未示 出)延续到比如由陶瓷材料制成的套管15的内腔中，所述套管15从 所述气体分配器12—直延伸到盖板13。在所述流动通道8中，在中心 处并且沿该流动通道8的纵向方向延伸地布置注射管16,该注射管16 穿过所述气体分配器12并且一直延伸到所述等离子燃烧器10的加热 区17。所述加热区17由感应的加热线圏18构成，该加热线圏18将所 述加热区17或者说所述流动通道8的处于那里的区段同轴地包围。所 述加热线圈18固定在将所述套管15同轴地包围的线圈架19上。所述 线圈架19是被导水通道22从中穿过的冷却体23的一部分。所述导水 通道22也部分地延伸到所述气体分配器12中以及盖板13中。在所述 冷却体23的圆周壁21上径向向里连接着空心圓筒形的空间24，在该 空间24中包含着绝缘气体。通过所述注射管16将工作气体比如空气输送给所述加热区17的 中心的区域。所述注射管16被导气管25同轴地且具有径向间距地包 围。如此设计所述导气管25的尺寸，从而在该导气管25和所述套管 15之间构成环形通道26。通过该环形通道26可以通过设在所述气体 分配器12中的孔(看不出)输送冷却气体，该冷却气体沿所述套管15 的内壁流动并且防止该套管15过热。除了形成用于输送冷却气体的环 形通道26之外，所述导气管25也用于将装载了粉末颗粒的载气输送 给所述加热区17或者说处于那里的等离子体。所述等离子体具有 100MW以下的热功率，并且能够在12000K以下的温度范围内调节。 所述颗粒可以一直加热到熔液的或者蒸汽状的状态并且与离开所述出 口 H的等离子火焰28—起输入到所述炉渣3中或者输入到金属熔液2中。权利要求1. 用于在熔炉中使废钢熔化的方法，其中，为了通过流动通道(8)输送熔化能量将工作气体吹入所述熔炉中并且在这过程通过至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在熔炉中使废钢熔化的方法，其中，为了通过流动通道（８）输送熔化能量将工作气体吹入所述熔炉中并且在这过程通过至少一个无电极的等离子燃烧器（１０）来导送工作气体，其中，通过至少一个将所述流动通道（８）同轴地包围的、构成加热区（１７）的感应的加热线圈（１８）来产生等离子体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T马特舒拉特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]