CN102401563B - 带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，滑动烟道通过销轴连接在侧抽烟罩上，并通过金属软管与侧抽烟罩水冷管路联接。侧抽烟罩与炉盖本体通过法兰连接，并通过金属软管与水冷管路联接。中心件上部围有可放置电极座的三个电极孔，中心件置于侧抽烟罩之上以隔绝外部空气进入，中心件通过法兰、销轴与侧抽烟罩相连，并通过金属软管与水冷管路联接。三个H型钢与炉盖本体焊接一体，形成三个炉盖吊点并支撑水分配器。炉盖本体上装有高温摄像装置以实时监控炉内情况。水冷炉盖为全水冷结构型式。本发明确定了一种带高温摄像功能的节能环保型LF炉水冷炉盖的结构型式，在水冷炉盖上安装了高温摄像装置，可实时对炉内情况进行监控。

Description

带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖

技术领域

本发明涉及LF钢包精炼炉，特别涉及一种带高温摄像功能的钢包精炼炉的节能环保型水冷炉盖。 

背景技术

LF钢包精炼炉的水冷炉盖用于维持处理过程中的还原性气氛，收集LF炉冶炼过程中产生的烟尘。目前国内LF炉水冷炉盖的设计，大多是照搬原有类似项目的图纸，因此，虽然炉盖的功能可以满足生产需要，但并不能满足节能环保的要求，主要表现在以下三个方面： 

1、炉盖除尘抽风回路设计不合理，造成吸风量过小时，烟气外逸严重，操作环境恶劣；吸风量过大时，则炉内热处理氛围被大量抽走，造成能源浪费，引起升温速度下降。

2、炉盖水冷回路设计不合理，若冷却水流量过小，造成炉盖冷却效果差，冷却不均匀，从而影响水冷炉盖的使用寿命；若冷却水流量过大，则使得由冷却水引起的热量损失过大。 

3、现有LF炉不具备炉内摄像功能，缺乏对冶炼过程的监控。 

水冷炉盖是LF钢包精炼炉的核心设备，也是整个钢包炉正常运行和纯净钢生产的关键所在。水冷炉盖的节能环保性能也是保证钢包精炼炉低碳运行的重要前提条件。 

有鉴于此，寻求一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖成为该领域技术人员的追求目标。 

发明内容

本发明的任务是提供一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，它解决了现有技术所存在的问题，从能量平衡及传热学原理角度对LF炉水冷炉盖的烟气量和冷却水量进行了分析和计算，并利用高精度的检测手段进行微正压调节技术控制，确定了一种带高温摄像功能的节能环保型LF炉水冷炉盖的结构型式。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，它包括炉盖本体，它还包括滑动烟道、侧抽烟罩、枪用门、操作门、中心件、炉盖配管、底部烟罩、伸缩套管、水冷下部加料套管及电极座；

所述滑动烟道由钢管焊接而成，通过销轴连接在侧抽烟罩上，并通过金属软管与侧抽烟罩水冷管路联接；

所述侧抽烟罩由钢管焊接而成，与炉盖本体通过法兰连接，并通过金属软管与水冷管路联接；

所述中心件由钢管焊接而成，中心件上部围有可放置电极座的三个电极孔，中心件置于侧抽烟罩之上以隔绝外部空气进入，中心件通过法兰、销轴与与侧抽烟罩相连，并通过金属软管与水冷管路联接；

所述枪用门由钢管焊接而成，通过气缸驱动；

所述操作门由钢板焊接而成，为水冷壁结构，操作门倾斜布置；

所述炉盖本体由钢管焊接而成，三个H型钢与炉盖本体焊接一体，形成三个炉盖吊点并支撑水分配器；炉盖本体下部与底部烟罩焊接，炉盖本体下部裙边包围在钢包上口，并距钢包上口具有间距，以允许钢包上口粘覆些微钢渣；所述炉盖本体的水冷下部加料套管制作成倒锥形结构，以收集钢包内冶炼时产生的炉内烟气；

所述炉盖本体上装有高温摄像装置以实时监控炉内情况；

所述底部烟罩由钢板焊接而成，烟罩管道分上下两层，相互隔绝；

所述水冷下部加料套管由钢板及钢管焊接而成，为水冷壁结构，垂直放置于炉盖本体之上；

所述伸缩套管与水冷下部加料管通过螺栓固定在一起；

所述水冷炉盖为全水冷结构型式。

所述电极座由上下两部分组成，上部电极座共计三个，置于中心件之上；下部电极座为一整体形式，置于炉盖本体之上以用于炉盖与电极间的绝缘和隔绝烟气。 

所述侧抽烟罩上设置液压翻板阀，以调节主抽风管道的风量实现炉盖微正压的控制。 

所述侧抽烟罩与车间内除尘管道连接，除尘管道上装有电动调节阀以进行微正压调节。 

所述炉盖本体在操作门、枪用门及喂丝孔处附近设有开孔，以抽吸所述开孔外溢的烟气。 

所述炉盖本体上设有数个炉压检测点。 

所述烟罩管道上设有八个沿圆周分布的清灰门，清灰门通过圆钢卡在底部烟罩之上，并通过密封条与底部烟罩密封。 

所述水冷炉盖的进水及回水总管上均设有安全阀。 

所述水冷炉盖的冷却水进出水总管上设有流量检测仪表，出水总管上设有温度检测仪表。 

本发明的带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖具有以下技术特点： 

1、从能量平衡及传热学原理角度对LF炉水冷炉盖的烟气量和冷却水量进行了分析和计算，为确定的工艺参数提供了理论依据。

2、采用高精度的差压变送器进行炉压检测，可维持炉压在+5到+50Pa范围内。 

3、采用液压比例阀控制的液压翻板阀和电动调节阀联合风量调节技术，实现除尘风量的实时调节。 

4、采用双层耐材圈结构，有利于维持还原性气氛，避免炉内高温气氛流失，降低各类消耗。 

5、在水冷炉盖上安装了高温摄像装置，可实时对炉内情况进行监控。 

附图说明

图1是本发明的一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖的主视图。 

图2是按图1所示的右视图。 

图3是图1水冷炉盖的耐高温摄像机的视角范围图。 

图4是图1水冷炉盖的液压翻板阀的位置示意图。 

附图标记： 

1为操作门，2为进、回水分配器，3为电极座中心件，4为侧抽烟罩，5为电极座，6为炉盖本体，7为底部烟罩，8为高温摄像装置，9为液压翻板阀，10为滑动烟道，11为枪用门，12为伸缩套管，13为加料管气封，14为水冷下部加料套管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。 

参看图1至图4，本发明提供了一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，它主要由炉盖本体6、滑动烟道10、侧抽烟罩4、枪用门11、操作门1、中心件3、炉盖配管、底部烟罩7、伸缩套管12、水冷下部加料套管14、加料管气封13及电极座5组成。 

滑动烟道10由钢管焊接而成，通过销轴连接在侧抽烟罩4上，并通过金属软管与侧抽烟罩4水冷管路联接。侧抽烟罩4由钢管焊接而成，与炉盖本体6通过法兰连接，并通过金属软管与水冷管路联接。 

中心件3由钢管焊接而成，中心件3上部围有可放置电极座5的三个电极孔，中心件3置于侧抽烟罩4之上以隔绝外部空气进入，中心件3通过法兰、销轴与与侧抽烟罩4相连，并通过金属软管与水冷管路联接。 

电极座5由上下两部分组成，上部电极座5共计三个，置于中心件3之上；下部电极座5为一整体形式，置于炉盖本体6之上以用于炉盖与电极间的绝缘和隔绝烟气。 

枪用门11由钢管焊接而成，通过气缸驱动。操作门1由钢板焊接而成，为水冷壁结构，操作门1倾斜布置。 

炉盖本体6由钢管焊接而成，三个H型钢与炉盖本体6焊接一体，形成三个炉盖吊点并支撑水分配器2。炉盖本体6上部与侧抽烟罩4焊接，炉盖本体6下部与底部烟罩7焊接，炉盖本体6下部裙边包围在钢包上口，并距钢包上口有一定间距，以允许钢包上口粘覆些微钢渣。炉盖本体6的水冷下部加料套管14制作成倒锥形结构，以收集钢包内冶炼时产生的炉内烟气。炉盖本体6在操作门1、枪用门11及喂丝孔处附近设有开孔，以抽吸开孔外溢的烟气。 

在炉盖本体6上装设高温摄像装置8以实时监控炉内情况。在炉盖本体6上还设置数个炉压检测点。 

底部烟罩7由钢板焊接而成，烟罩管道分上下两层，相互隔绝。 

水冷下部加料套管14由钢板及钢管焊接而成，为水冷壁结构，垂直放置于炉盖本体6之上。伸缩套管12与水冷下部加料套管14通过螺栓固定在一起。 

在侧抽烟罩4上设置液压翻板阀9，以调节主抽风管道的风量，实现炉盖微正压的控制。侧抽烟罩4与车间内除尘管道连接，除尘管道上装有电动调节阀以进行微正压调节。 

烟罩管道上设有八个沿圆周分布的清灰门，清灰门通过圆钢卡在底部烟罩7之上，并通过密封条与底部烟罩7密封。 

水冷炉盖的进水及回水总管上均设置安全阀。水冷炉盖的冷却水进出水总管上设有流量检测仪表，出水总管上设有温度检测仪表。 

本发明的水冷炉盖为全水冷结构型式，整个水冷炉盖用无缝钢管和弯头组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。水冷炉盖的结构件及功能作用如下： 

滑动烟道由20g钢管焊接而成，用于调节侧抽烟罩的截面积，从而调节炉盖上部烟气的风量。滑动烟道通过四个销轴连接在侧抽烟罩上，冷却管路是通过金属软管与侧抽烟罩水冷管路联接。

侧抽烟罩由20g钢管焊接而成，用于收集钢包内侧烟气，与炉盖本体通过法兰连接，方便更换。冷却管路是通过金属软管与水冷管路联接。侧抽烟罩与车间内除尘管道连接（有一定间隙，以便利用野风对高温烟气冷却）。除尘管道上装有电动调节阀，使炉盖具有微正压调节功能，这样不仅防止外部大气进入钢包，保持钢包内部的还原气氛，而且防止烟气逸出。这种布置使空气进入钢包接触内部钢水的可能性降到最低。炉盖上可设置若干炉压检测点，可进行炉压检测，并通过位置电动调节阀进行炉压调节，以确保炉盖内的微正压氛围。 

中心件是由20g钢管焊接而成，上部围出三个电极孔，以便放置电极座。中心件置于侧抽烟罩之上，用以隔绝外部空气进入，保证较好的除尘效果和热量损失。中心件通过法兰、销轴与侧抽烟罩相连，方便拆卸。冷却管路是通过金属软管与水冷管路联接。电极座由刚玉制成，由上下两部分组成，上部电极座共计三个，置于中心件之上，与以往将上部电极座做成一个整体的形式相比，大大减小了刚玉的使用量，并可通水冷却，提高中心件的使用寿命。下部电极座为一整体形式，置于炉盖本体之上，用于炉盖与电极间的绝缘和隔绝烟气。采用双层耐材圈结构，有利于维持还原性气氛，避免炉内高温气氛流失，降低各类消耗。 

事故氩枪门由20g钢管焊接而成，通过气缸驱动，用于底吹氩吹不通时事故氩枪下降吹氩的操作。 

操作门由Q345R钢板焊接而成，水冷壁结构，操作门倾斜布置，以方便操作。 

炉盖本体为整个水冷炉盖基础，由20g钢管焊接而成，密封不严密处用Q245R钢板封堵。三个H型钢与炉盖本体焊接一体，为炉盖提升机构提供三个炉盖吊点并用于水分配器的支撑。炉盖本体用于支撑侧抽烟罩、合金加料管、事故氩枪门、操作门、喂丝孔等。炉盖本体上部与侧抽烟罩焊接，炉盖本体下部与底部烟罩焊接，炉盖本体下部裙边包围在钢包上口，并距钢包上口有一定间距，可允许钢包上口粘覆一定高度的钢渣，并确保该***内部烟气和外部空气能够被同时通过底部烟罩被抽到车间内的除尘管道之中。水冷下部加料套管制作成倒锥形结构，用于收集钢包内冶炼时产生的炉内烟气，这种倒锥形的结构可以有效地防止飞溅的钢渣粘于水冷炉盖之上并易于清理。在操作门、事故氩枪门及喂丝孔处附近，炉盖本体设有开孔，用于抽吸上述三处开孔外溢的烟气。 

底部烟罩由Q345R钢板焊接而成，烟罩管道分上下两层，相互隔绝，分别用于钢包前后两部分烟气的抽吸，防止只抽吸钢包内局部的烟气。管道上有八个沿圆周分布清灰门，清灰门通过圆钢卡在底部烟罩之上，并通过密封条与底部烟罩密封，以保证烟气不外溢。该底部烟罩主要用于收集钢包外侧的烟气并可以通过清灰门清理烟罩积灰。 

合金料由伸缩套管、水冷下部加料套管加入到钢包中。水冷下部加料套管由Q345R钢板及钢管焊接而成，为水冷壁结构，垂直放置于炉盖本体之上。加料装置通过固定销固定在炉盖本体上，用于防止钢水高温辐射对加料管的影响。伸缩套管与水冷下部加料管通过螺栓固定在一起。 

所有需更换部件及运动部件的冷却水连接都采用金属软管连接，以方便拆卸、更换和运动。其余的冷却水循环用钢管直接与分配器焊接。每个冷却回路均配有用于调节水流量的球阀，为防止球阀的损坏，配有相应的膨胀节。每个冷却回路均配有供压缩空气吹扫用的接头及球阀。炉盖进水及回水总管上均设置安全阀。 

如图3中所示，炉盖本体6上安装了高温摄像装置8，可实时对炉内情况进行监控。 

炉盖冷却水进出水总管设有流量检测仪表（设置流量差报警），出水总管设有温度检测仪表。水冷炉盖的温度、流量由PLC进行监视、记录、报警。最高回水温度≤55°C。 

如图4中所示，在侧抽烟罩4上设置一个液压翻板阀9，用于调节主抽风管道的风量，从而实现炉盖微正压的控制，使炉盖具有微正压调节功能。在炉盖本体上设置三个炉内取压口，取压后汇总进行压力检测，通过高精度的压差变送器可实现炉压实时监控，并通过调节液压翻板阀和电动调节阀开度进行炉压调节，以确保炉内的微正压氛围，可维持炉压在+5-+50Pa范围之内，这样不仅可防止外部大气进入钢包，保持钢包内部的还原性气氛，同时防止烟气逸出，达到环保要求。 

综上所述，本发明的带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖具有如下优点：从能量平衡及传热学原理角度对LF炉水冷炉盖的烟气量和冷却水量进行了分析和计算，为确定的工艺参数提供了理论依据；采用高精度的差压变送器进行炉压检测，可维持炉压在+5到+50Pa范围内；采用液压比例阀控制的液压翻板阀和电动调节阀联合风量调节技术，实现除尘风量的实时调节；采用双层耐材圈结构，有利于维持还原性气氛，避免炉内高温气氛流失，降低各类消耗；在水冷炉盖上安装了高温摄像装置，可实时对炉内情况进行监控。 

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。 

Claims (4)

1.一种带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，它包括炉盖本体，其特征在于：它还包括滑动烟道、侧抽烟罩、枪用门、操作门、中心件、炉盖配管、底部烟罩、伸缩套管、水冷下部加料套管及电极座；

所述滑动烟道由钢管焊接而成，通过销轴连接在侧抽烟罩上，并通过金属软管与侧抽烟罩水冷管路联接；

所述侧抽烟罩由钢管焊接而成，与炉盖本体通过法兰连接，并通过金属软管与水冷管路联接；

所述中心件由钢管焊接而成，中心件上部围有可放置电极座的三个电极孔，中心件置于侧抽烟罩之上以隔绝外部空气进入，中心件通过法兰、销轴与侧抽烟罩相连，并通过金属软管与水冷管路联接；

所述枪用门由钢管焊接而成，通过气缸驱动；

所述操作门由钢板焊接而成，为水冷壁结构，操作门倾斜布置；

所述炉盖本体由钢管焊接而成，三个H型钢与炉盖本体焊接一体，形成三个炉盖吊点并支撑水分配器；所述炉盖本体下部与底部烟罩焊接，炉盖本体下部裙边包围在钢包上口，并距钢包上口具有间距，以允许钢包上口粘覆些微钢渣；所述炉盖本体的水冷下部加料套管制作成倒锥形结构，以收集钢包内冶炼时产生的炉内烟气；

所述炉盖本体上装有高温摄像装置以实时监控炉内情况；

所述底部烟罩由钢板焊接而成，底部烟罩管道分上下两层，相互隔绝；

所述水冷下部加料套管由钢板及钢管焊接而成，为水冷壁结构，垂直放置于炉盖本体之上；

所述伸缩套管与水冷下部加料管通过螺栓固定在一起；

所述水冷炉盖为全水冷结构型式；

所述电极座由上下两部分组成，上部电极座共计三个，置于中心件之上；下部电极座为一整体形式，置于炉盖本体之上以用于炉盖与电极间的绝缘和隔绝烟气；

所述侧抽烟罩上设置液压翻板阀，以调节主抽风管道的风量实现炉盖微正压的控制；

所述侧抽烟罩与车间内除尘管道连接，除尘管道上装有电动调节阀以进行微正压调节；

所述炉盖本体在操作门、枪用门及喂丝孔处附近设有开孔，以抽吸所述开孔外溢的烟气；

所述炉盖本体上设有数个炉压检测点。

2.根据权利要求1所述的带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，其特征在于：所述底部烟罩管道上设有八个沿圆周分布的清灰门，清灰门通过圆钢卡在底部烟罩之上，并通过密封条与底部烟罩密封。

3.根据权利要求1所述的带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，其特征在于：所述水冷炉盖的进水及回水总管上均设有安全阀。

4.根据权利要求1所述的带高温摄像功能的钢包精炼炉水冷炉盖，其特征在于：所述水冷炉盖的冷却水进出水总管上设有流量检测仪表，出水总管上设有温度检测仪表。

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