用于煉鋼的帶有中央裝料爐身的直流電弧爐和方法技術

為了提高煉鋼用的直流電弧爐的生產能力，在減輕電爐的負荷下，設置至少兩根從上插入電爐溶化室（２）的電極（７ａ，ｂ）和至少一根爐底電極（８），由此生成兩根斜向爐底中心的電弧（９ａ，ｂ）。通過一個中央爐身（１０）向上方延長，以此熔化室（２）導入熔化爐料（１１）進入熔化室和形成了熔化爐料料柱。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種煉鋼用的直流電弧爐，它包括至少帶有兩根產生電弧的電極和帶有出鋼口和出渣口的一個電爐熔化室。此外還涉及有關的生產方法。已知有很多種煉鋼方法，其中主要有兩種技術路線，一種是通過傳統的高爐—轉爐生產路線，另一種是電爐煉鋼路線。在電爐煉鋼中，一般在扁平圓柱形或橢圓形的熔化室中熔化廢鋼或熔化直接還原鐵(海綿鐵)。在電弧爐中一般通過回轉的爐頂加料，爐料由從爐頂插入爐內的電極產生的電弧熔化。根據不同的爐型，出鋼經過一個出鋼槽或一個偏心出鋼口進行。已知有兩種電弧爐，一種AC爐(交流電流)，另一種為DC爐(直流電流)。傳統的直流電弧爐具有一根石墨電極和一根爐底電極。所生成的電弧垂直向下到鋼池。目前已知有兩根石墨電極的直流電弧爐。傳統的直流電弧爐具有下述缺點在熔化過程中電弧會發生偏轉，這意味著對耐火材料產生很高的負荷。要求在扁平熔池中有很厚的泡沫渣層，以覆蓋電弧和保護爐墻。在裝料過程中，生成的廢氣或灰塵是不可控制的。同樣地在熱爐氣中廢鋼熔化后的鐵氧化也是不可控制的。此外由于廢鋼的崩落，造成電極的折斷。而且排出的爐氣溫度太低，為了阻止二噁烯的生成，必須重新加熱爐氣。這樣在廢氣系統中要求設置附加的燒嘴。在具有兩根電極的直流電弧爐中，在爐蓋區域的兩根電極之間產生很強的熱負荷。本專利技術的目的是提供一種直流電弧爐和煉鋼的方法，其中一方面提高了爐子生產率，另一方面降低了電爐負荷和對環境的污染。根據本專利技術該目的是藉助權利要求1的直流電弧爐的特征和方法權利要求10的特征來實現的。本專利技術有利的結構將在從屬權利要求中公開。本專利技術建議，兩根電極和至少一根爐底電極在爐子容器中布置的方法是，其產生兩根電弧要傾斜朝向電爐爐底的中心，通過一個中心爐身熔化室向上方延長，導入爐料進行熔化室和形成爐料料柱。在根據本專利技術特征的基礎上達到了，兩根電弧有控制地在熔化爐料下方燃燒。通過有目的的電弧偏轉和事先設置的裝料爐身，保證了爐料有控制、均勻地移動到熔化室中和高功率的熔化過程。在使用廢鋼時，一種較好、較快的廢鋼切斷是可以實現的。通過這個解決方案，使至目前為止傳統石墨電極的功率140kVA或110MW成倍地增加是完全可能的，或者減小兩根電極的直徑和由此減少電極消耗也是完全可能的。除了布置兩根電極(陰極)和一根共同的爐底電極(陽極)外，也可設想設置兩根陰極和兩根陽極。陽極是爐底電極，它們被布置在爐底中心，這樣形成兩根斜向爐底中心的電弧。此外所有的實例均建議設置較多的電極，其中均要滿足生成傾斜電弧的特征。本專利技術的優點是，在加料爐身的基礎上，廢鋼崩落從而電極折斷都是可以避免的。根據本專利技術，電極的布置方法是，它所產生的電弧不是垂直的，而是傾斜的。由此只要求很薄的渣層以覆蓋電弧。本專利技術還建議，為了同時對廢氣進行控制，在熔化室上部，爐身旁邊設置爐口，用以設置抽取在裝料過程中形成的灰塵和/或爐氣的抽風設備；在爐身延長段中設置抽取熔化過程中產生的廢氣的抽風設備。由于上述的設施，已有可能對裝料過程的廢氣進行控制。通過藉助熔化室的抽風設備對爐氣單獨的抽取可以避免熔化爐料廣泛的鐵氧化。有目的的廢氣控制同時帶來的優點是，抽取在熔化過程中產生的廢氣通過爐身用來預熱廢鋼，即廢鋼的預熱是在抽取爐氣通過爐身的過程中進行的。這樣預熱時間和由此產生的爐料鐵氧化都是可控的。本專利技術優選建議，爐身抽風設備和熔化室的抽風設備匯集于一根共同的抽取管中，并且為了在裝料過程和熔化過程交替時，對兩個抽風設備和廢氣氣流進行交換，在爐身抽風設備和熔化室抽風設備之間設置換向裝置。由此這兩個抽風設備結合成一個設備，通過所建議的換向裝置有可能，總是只有一個廢氣設備在運轉或調整成一種組合的廢氣氣流。對廢氣流和廢氣量的控制是可以實現的。本專利技術的抽風裝置的有利結構是直接抽風，因此與所建議的爐身組合起來有可能對在加料、熔化和出鋼時生成的煙氣進行收集和除塵。通過在爐身中廢氣氣流方向的變化同樣地可實現對廢氣溫度的控制。通過兩個廢氣流有控制地混合，加熱爐氣的溫度高于生成二噁烯的溫度也是可以達到的。根據本專利技術，熔化室的上部除了具有爐身和用于插電極的爐口外，還具有用于熔化室抽風裝置的爐口。本專利技術特別推薦，為插電極用的爐口與爐身的位置關系應使，爐身或通過爐身導入的爐料柱成為兩根電極之間的熱屏蔽或熔化室上部區域有強熱源時，它們能作為遮擋體。一個優選實施例的直流電弧爐由一個帶有上部爐蓋的下部熔化室組成，在爐蓋上設置了所建議的各種爐口。在一個更具體的實施例中，直流電弧爐裝有熔化室抽風裝置，它還包括兩根向上延伸的管道，它們通入爐身抽風裝置的一根管道中，其中在管道的過渡區域中設置了可旋轉的閥板，如由耐熱鋼制成，它們可以控制當時的爐氣氣流和廢氣量。此外，熔化室還設置有在熔化過程垂直插入電極和在裝料階段抽出電極的機構。再有，在熔化室的內壁上設置煤氣和氧氣燒嘴，通過它們可根據要求達到更高的熔化效率。此外還可設置爐底噴嘴。所建議的直流電弧爐與已公開型式的直流電弧爐比較其優點是，為了裝料完全可以實現，無須旋轉爐蓋和爐氣密封操作。下面結合附圖和權利要求對本專利技術的細節和優點作進一步的詳細說明。附圖說明圖1是帶有抽風裝置的電爐熔化室的側視示意圖。圖2是帶有抽風裝置的電爐熔化室的俯視示意圖。圖3是顯示裝料過程廢氣氣流方向的電爐熔化室的側視示意圖。圖4是顯示熔化過程廢氣氣流方向的電爐熔化室的側視示意圖。圖1顯示一臺由一直流電弧爐熔化室2和一廢氣抽風裝置3組成的直流電弧爐1。熔化室2由一個熔化區域4和一個爐蓋5組成。兩根電極(陰極)7a，b通過在爐蓋5上的爐口6插入熔化室中。在熔化室爐底上設置了一根在兩根電極7a，b之間的爐底電極8。生成了兩根斜電弧9a，b。斜電弧的長度用b表示，它長于一般直流電弧爐中垂直伸展的電弧長度(長度用a表示)。在熔化室2的上部中央設置了一個爐身10。通過爐身10裝入熔化料11，特別是廢鋼和海綿鐵，進入熔化室2。通過電弧9a，b的能量所生成的鋼液用12表示，爐渣用13表示。在爐身10的延長段上有一臺爐身抽風設備3.1。爐身抽風裝置3.1由一個圓柱管14、抽風機和一個過濾設備(未畫出)所組成。圓柱管14與旁邊的兩根導管15a，b結合，它們組成了電爐熔化室抽風裝置3.2。在兩個抽風設備3.1，3.2之間的接頭處16的旁邊設置了閥板17a，b形式的可旋轉的換向元件。它們在一定的位置上可阻止通過熔化室抽風裝置3.2的導管15a，b的廢氣氣流，通過閥板17a，b的控制程序使它轉到其它的極限位置，可以關閉爐身10上部抽風設備3.1。中間位置的調整是有可能的。從圖2的俯視圖中，更清楚地觀察所建議的帶有爐身抽風管14的爐身10的布置，與爐身10相鄰處設置了帶有移動電極的機構18a，b的電極7a，b和熔化室抽風裝置3.1的導管15a，b。圖中示意表示了鋼液的出鋼槽19和出渣門20。藉助所建議的爐氣抽風裝置3.1和3.2有可能對廢氣流進行控制。圖3表示在裝爐料11時，廢氣和灰塵流動過程(箭頭流動過程)，其中廢氣和灰塵通過熔化室抽風設備3.2的導管15a，b，再抽入總管21中。隨后過濾設備(未畫出)或回收設備以傳統方式連接。在熔化過程期間(圖4)，閥板17a，b關閉了熔化室抽風設備3.2的導管15a，b。在熔化過程生成的爐氣，特別是燃燒本文檔來自技高網...

【技術保護點】
煉鋼用的直流電弧爐，包括一個電爐熔化室，它帶有用以產生電弧的電極和帶有為放鋼、放渣用的出鋼口、出渣口以及直接收集爐氣的機構，其中至少布置兩根由上插入電爐熔化室（２）的電極（７ａ，ｂ）和至少一根爐底電極（８），生成兩根斜向電爐爐底中心的電弧（９ａ，ｂ）；其中向上通過中央的爐身（１０）延長了電爐熔化室（２），將爐料（１１）輸入熔化室（２），其特征在于，中央爐身的延長是用于形成爐料料柱；在熔化室上部與爐身相鄰處設置爐口，它用來放置抽取在裝料期間形成的灰塵和／或爐氣的抽風設備（３．２）；在爐身（１０）延長段中設置的抽風設備（３．１）抽取在熔化期間的廢氣。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：FP普萊修特施尼格，WP吳，
申請(專利權)人：SMS舒路曼斯瑪公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]