CN208071737U - 连续加料电弧炉*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供连续加料电弧炉***，包括电弧炉、传送带单元、驱动单元、封闭单元和气流调节单元。本实用新型所述的连续加料电弧炉***，其冶炼钢水具有高产能、相对较低并且可调的冶炼周期、最低的能耗成本，一氧化碳转化率高、利用率高，热交换效果好，产能好，噪音等级低、粉尘排放少，利于环保，符合国家环保要求等优点。

Description

连续加料电弧炉***

技术领域

本实用新型属于电弧炉设备技术领域，具体涉及连续加料电弧炉***。

背景技术

在烟气中会出现一氧化碳，而且烟气热量特别高，但是一氧化碳转化率低、利用率低，热交换效果差，产能低，噪音等级高、粉尘排放多，不利于环保，不符合国家环保要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供连续加料电弧炉***，克服上述缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供连续加料电弧炉***，包括电弧炉、传送带单元、驱动单元、封闭单元和气流调节单元，

所述传送带单元包括加料段传送带、预热段传送带和连接小车，所述加料段传送带和预热段传送带悬挂在多个吊杆上，所述多个吊杆吊在支撑机构的基座上，所述加料段传送带的尾端连接所述预热段传送带的首端，所述预热段传送带的尾端连接所述连接小车的首端，所述连接小车的尾端连接所述电弧炉，

所述驱动单元包括末端驱动装置和中间驱动装置，所述末端驱动装置安装于所述加料段传送带的首端，所述末端驱动装置带动所述加料段传送带震动，所述中间驱动装置安装于所述加料段传送带的尾端和所述预热段传送带的首端的连接处，所述中间驱动装置带动所述预热段传送带震动，

所述封闭单元包括烟罩和水冷烟罩，所述烟罩罩设于所述预热段传送带上，所述水冷烟罩罩设于所述连接小车上，

所述气流调节单元包括除尘装置、动态密封装置和掺冷风调节***，所述除尘装置设置于所述烟罩上，所述除尘装置靠近所述预热段传送带的首端，所述动态密封装置设置在所述预热段传送带的首端上方，所述掺冷风调节***设置于所述水冷烟罩上。

作为本实用新型所述连续加料电弧炉***的一种优选方案，所述加料段传送带和预热段传送带的截面均为梯形，所述加料段传送带的上部和预热段传送带的上部均设有裙边结构。

作为本实用新型所述连续加料电弧炉***的一种优选方案，所述中间驱动装置和末端驱动装置均为激振器。

作为本实用新型所述连续加料电弧炉***的一种优选方案，所述水冷烟罩与所述电弧炉的进口的连接处设有折流板，所述折流板固定于所述水冷烟罩内。

作为本实用新型所述连续加料电弧炉***的一种优选方案，所述连续加料电弧炉***还包括压力装置，所述压力装置与所述电弧炉连接。

作为本实用新型所述连续加料电弧炉***的一种优选方案，所述压力装置从上往下依次分为三层，分别为变压器室、高压室和液压室。

与现有技术相比，本实用新型提出的连续加料电弧炉***与使用传统技术或其他炼钢技术的电炉相比，其冶炼钢水具有高产能、相对较低并且可调的冶炼周期、最低的能耗成本、一氧化碳转化率高、利用率高，热交换效果好，产能好，噪音等级低、粉尘排放少，利于环保，符合国家环保要求等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本实用新型的连续加料电弧炉***的结构示意图。

其中：1为电弧炉、2为加料段传送带、3为预热段传送带、4为连接小车、5为吊杆、6为基座、7为中间驱动装置、8为末端驱动装置、9为烟罩、10为水冷烟罩、11为除尘装置、12为动态密封装置、13为掺冷风调节***、14为裙边结构、15为折流板、16为压力装置、161为变压器室、162为高压室、163为液压室。

具体实施方式

本实用新型所述的连续加料电弧炉***，其包括：电弧炉1、传送带单元(未图示)、驱动单元(未图示)、封闭单元(未图示)和气流调节单元(未图示)。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本实用新型利用结构示意图等进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示连续加料电弧炉***结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

连续加料电弧炉冶炼工艺是一种电弧炉可以连续预热废钢、生铁和加料并同时对这些金属料进行熔化和精炼的工艺。

连续加料电弧炉冶炼工艺的原理是高效使用电炉烟气作为热源，将加料到电弧炉内的废钢进行预热。连续废钢加料过程中，该工艺对电炉烟气的显热和烟气中一氧化碳燃烧产生的化学热进行优化使用。

金属料携带的可燃物也会在预热区域进行燃烧，同样也为金属料预热和维持烟气在预热段后的尘降室所需要的净化温度提供了热量。

预热工艺是在预热段内完成的。当电炉烟气从电炉进入预热段传送带3时，通过控制环境空气的掺入，控制预热段内部的一氧化碳二次燃烧产生的热量。通过对环境空气和烟气混合的研究，对预热段烟罩9的形状进行了正确的设计以提高并增强二次燃烧的效率。

通过二次燃烧空气翻板开度来控制环境空气的掺入，该翻板位于预热段第一段靠近电炉处。翻板开口度为自动的，并由二次燃烧控制单元按照烟气温度和氧气含量进行控制。

一氧化碳氧化反应产生大量放热量，这增加了烟气的温度并提供从电炉到预热段大部分热量。烟气气流沿废钢加料反向运动，废钢在预热段通道内由水冷盘传送。热量通过对流和辐射方式向移动中的废钢传输，并能将废钢温度加热到约500℃。因为预热段内产生的额外热量，烟气离开预热段的温度约为800～900℃。

熔池吹氧的碳源是部分来自加入到熔池废钢金属料—生铁、铁水、铸铁、铁屑或焦煤粉。在连续加料电弧炉工艺中，除了被钢水带走的碳，其他的碳将全部用来造泡沫渣或作为预热段燃料。

炉壁氧枪吹入炉内的氧气，在连续加料电弧炉工艺中扮演着重要角色：

吹氧产生了一定比例的一氧化碳，这是废钢预热段的主要燃料，为了产生期望比例的一氧化碳，熔池内需要有足够的碳，而且电炉必须正确密封，以免一氧化碳在炉内的二次燃烧。

泡沫渣至关重要，必须确保电弧产生的绝大多数热量被传输到熔池。整个熔池吹氧产生的一氧化碳并维持平衡的泡沫渣，泡沫渣对于保护电弧到耐材的辐射也至关重要。此外，泡沫渣的正确成分能极大限制耐材衬里的腐蚀。

氧气射流的碰撞效应穿透整个熔池并推动熔池环形运动，并因此提高熔池温度和化学成分均匀性。此外，烟气出口的新设计是为了优化预热段内部的烟气气流，提高到废钢的换热效率。还安装有一台烟气分析仪以执行整个增电炉的物质和能量平衡计算。通过烟气成分，电炉钢水重量等其他测量值，可以计算加热传送带上传输到废钢的热量，然后计算得出废钢在电炉入口的温度。因此，废钢的温度可以被优化，并以尽可能高的温度进入电炉，从而将电耗降低到非常低的水平。

连续加料电弧炉的输送***通常由几个传送带串联组成：

一个或多个加料段传送带2、一个预热段传送带3、一个连接小车4，所有这些传送带以慢速向前而快速向后的震动方式输送废钢，这样的运动允许废钢和传送带一起向前移动，而当传送带震动向后时从传送带表面滑过。其结果就是废钢向电炉方向运动。实现震动，每个传送带都是悬挂在系列吊杆5上的，而吊杆5悬吊在支撑机构的基座6上。

连续加料电弧炉传送带动作是由驱动单元产生的，驱动单元有两种不同类型：末端驱动装置8和中间驱动装置7。末端驱动装置8可以安装在第一段加料段传送带2的起始端，而中间驱动装置7典型安装位置是加料段传送带2和预热段传送带3的连接位置。所有传送带都是梯形截面，由特种耐磨碳钢板制成。预热段传送带3和连接小车4是水冷的。加料段传送带2上部由裙边结构14保护，以便天车加入废钢滑入到传送带。此传送带下部由梁架加强刚度。

预热段传送带3被耐材衬里的烟罩9覆盖，电炉烟气被除尘装置11抽气，在烟罩9中向电炉反方向流动，从而预热金属料。此传送带下部由梁架加强刚度。连接小车4被水冷烟罩10覆盖，因为，此区域更加接近电弧炉1，烟气温度更高。

水冷烟罩10顶部安装有掺冷风调节***13，通过连续加料电弧炉1的温度和氧含量测量进行控制操作：其目标是完全燃烧烟气中的一氧化碳并转化成热量加热废钢。

在加料段传送带2和预热段传送带3之间，通常有带风机的动态密封装置12，以避免从传送带开口处吸入环境空气。

连续加料电弧炉的另一个显著特点是沿加热传送带的位于出口水冷烟罩10和电弧炉1入口之间的折流板15，如图1。这些折流板15增强了通过电炉烟气直接“自然”加热废钢的效果。事实上也确实如此，折流板15通过增加到废钢的对流，从而增强了热交换。

如：一座18米传送带/段的平均废钢温度，两条不同的曲线展示了折流板如何让进入电炉的废钢温度更高。需要指出的是，这显示的是废钢的平均温度，事实上，上层废钢比下层废钢温度更高，因为它更接近热烟气。

这种连续加料的冶炼方法从经济角度来看在任何情况下都更加高效。

所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本实用新型的特点或目的之一在于：本实用新型提出的连续加料电弧炉***具有以下优点：

1、原料。可以说，在经济效益上连续加料电弧炉最重要的优点是对金属原料没有特别的要求。有鉴于此，用户可以购买低密度废钢(没有体积限制)以及更少的废钢(更好的金属收得率)，由此显著地降低原材料成本。

连续加料操作允许很高的灵活性，可以加入DRI、HBI、液态或者固态的生铁。

一般来说，废钢和HBI可以由连续加料电弧炉直接加料，DRI可以从炉顶连续加料，铁水可以通过兑铁水装置连续加料。

在原料铁水比例很高的情况下，连续加料电弧炉能够使电炉的工艺性能获得进一步的提高。

2、产能。每MW的变压器容量带来的产能更高，是来自于更低的能耗、更高的通电率(通电/冶炼周期)、以及“更平坦的”供电曲线。而且，由于平熔池操作，维护停炉时间是最小的。一般来说，“传统”电弧炉改造成连续加料电弧炉的产能增加约为20％到30％，并且无需改造电力和除尘设备。

3、消耗和节能。与传统操作方式的电弧炉相比，连续加料电弧炉节能的原因有废钢的预热、连续加料的精炼模式、电弧一直很稳定而且总是被泡沫渣所覆盖，电弧到熔池的热传递效率高，到炉壁和炉盖的耐材、水冷板的热损失也降低了。

此外，由于炉盖通常不打开，不仅仅节约了料篮加料的时间，而且节约了热量向环境空气辐射的功率损失。

两种功率传输的比较：电极到废钢的直接能量传输进行熔炼(顶加料电弧炉)和熔池浸入熔炼(连续加料电弧炉电弧炉)。

4、电弧炉变压器功率

在连续加料电弧炉连续冶炼工艺中，可用变压器功率的使用更加高效：没有因为废钢熔化造成的有功功率损失，没有加料造成的时间损失。因此，同样的小时产能，需要的变压器功率比传统顶加料电弧炉的功率更低。这意味着变压器投资成本降低，并且通常能节省SVC的投资成本。

5、能量kWh消耗

由于连续加料电弧炉需要更低的装机功率，以及电能消耗会显著降低，与同样产能的传统式电弧炉相比，与电力公司签订电价合同时，单位电价也会降低。

6、电极消耗

连续加料电弧炉带来的电极消耗的降低是由于:

更低的电极电流降低了消耗；

更加确保没有电极断裂(由于平熔池操作)；

由于炉内还原气氛、避免了热电极暴露到环境空气(与传统批次加料打开炉盖相比)降低了消耗；

更高的产能。

7、废钢-钢水收得率

连续加料电弧炉生产可以提高废钢到钢水的收得率1.0％到2.0％，这是因为渣中的FeO浓度降低了。连续加料电弧炉生产中，熔池连续处于精炼模式，碳的浓度适宜。钢水和渣直接连续反应维持了渣中FeO的浓度处于较低水平，以与熔池的碳浓度达到当量均衡。

在传统电炉或竖炉操作中，熔池处于精炼模式仅仅是炉次冶炼末期的10-15分钟，这个时间不足以让渣内的FeO降低到与连续加料电弧炉操作相同的水平。

总粉尘量降低是由于平熔池操作模式(没有料篮冶炼和氧枪切割废钢)，也由于预热段内烟气流速低，大量粉尘在废钢中沉积，又回炉被熔化。

8、氮夹杂

连续加料电弧炉***可以降低钢水中的氮含量，这是由于泡沫渣阻止了空气被电弧电离。

9、最小化电网波动(闪变)

与其他传统批次加料电弧炉不同，连续加料电弧炉电弧炉的恒定的平熔池操作避免了电极短路并使电弧稳定。因此，对电网而言，没有无功功率峰值并且闪变冲击极低，即使是比较弱的电网条件下，通常也不需要昂贵的静态无功补偿器(动补SVC)。

四、连续加料电弧炉环保优势

料篮加料的烟气和粉尘逸散被消除了。由于在传送带加料期间，炉盖一直关闭而且整个工艺中炉内负压，让工作环境更加洁净。

泡沫渣覆盖下的平熔池冶炼工艺将粉尘产生量降到最低，同时，一些产生的粉尘在预热段沉积下来，与废钢一起被送回炉内。例如，在Gerdau Charlotte(美国)工厂，使用连续加料电弧炉***，灰尘产生量从传统的批次加料的16kg/t降至11kg/t，降幅约为30％。

与批次加料电炉相比，由于电弧一直位于平熔池并被泡沫渣覆盖，噪音等级显著降低。

1、粉尘排放

连续加料电弧炉技术的最有意义的影响是获得了较为干净的工作环境，因为炉盖在连续加料期间始终关闭，而且整个工艺过程中炉内为负压。

料篮加料期间的烟尘和粉尘被消除了，并且泡沫渣覆盖下的熔池冶炼最小化了粉尘的产生，而且一部分产生的粉尘在预热段内沉积下来，与废钢一起又被加入炉内。现有设备中加入连续加料电弧炉***与传统批次加料工艺相比，可以降低约30％的粉尘。

由于炉盖很少打开用于加料，所需除尘布袋与传统或批次加料工艺相比数量较少。因此除尘风机功率可以更低。

2、噪音等级

与任何批次加料电弧炉相比，噪音等级极低，因为电弧一直是在平熔池上被泡沫渣所覆盖。因此无需狗窝进行噪音控制。噪音降低的原因与闪变和谐波降低类似(平熔池和泡沫渣)。

3、染物排放

由于连续加料电弧炉工艺的固有特点，预热段内二次燃烧，烟气离开连续加料电弧炉预热段时总是处于高温状态(800℃-900℃)，这是二噁英完全分解的必要条件。

平熔池操作允许连续加料电弧炉电弧炉在绝大多数的出钢到出钢时间内处于这样的条件下，这与其他带预热的电弧炉或者标准的顶装电弧炉相比是一个显著的优点。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.连续加料电弧炉***，包括电弧炉、传送带单元、驱动单元、封闭单元和气流调节单元，其特征是：

所述传送带单元包括加料段传送带、预热段传送带和连接小车，所述加料段传送带和预热段传送带悬挂在多个吊杆上，所述多个吊杆吊在支撑机构的基座上，所述加料段传送带的尾端连接所述预热段传送带的首端，所述预热段传送带的尾端连接所述连接小车的首端，所述连接小车的尾端连接所述电弧炉，

所述驱动单元包括末端驱动装置和中间驱动装置，所述末端驱动装置安装于所述加料段传送带的首端，所述末端驱动装置带动所述加料段传送带震动，所述中间驱动装置安装于所述加料段传送带的尾端和所述预热段传送带的首端的连接处，所述中间驱动装置带动所述预热段传送带震动，

所述封闭单元包括烟罩和水冷烟罩，所述烟罩罩设于所述预热段传送带上，所述水冷烟罩罩设于所述连接小车上，

所述气流调节单元包括除尘装置、动态密封装置和掺冷风调节***，所述除尘装置设置于所述烟罩上，所述除尘装置靠近所述预热段传送带的首端，所述动态密封装置设置在所述预热段传送带的首端上方，所述掺冷风调节***设置于所述水冷烟罩上。

2.如权利要求1所述的连续加料电弧炉***，其特征是：所述加料段传送带和预热段传送带的截面均为梯形，所述加料段传送带的上部和预热段传送带的上部均设有裙边结构。

3.如权利要求1所述的连续加料电弧炉***，其特征是：所述中间驱动装置和末端驱动装置均为激振器。

4.如权利要求1所述的连续加料电弧炉***，其特征是：所述水冷烟罩与所述电弧炉的进口的连接处设有折流板，所述折流板固定于所述水冷烟罩内。

5.如权利要求1所述的连续加料电弧炉***，其特征是：所述连续加料电弧炉***还包括压力装置，所述压力装置与所述电弧炉连接。

6.如权利要求5所述的连续加料电弧炉***，其特征是：所述压力装置从上往下依次分为三层，分别为变压器室、高压室和液压室。