CN208472142U - 一种炼钢设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炼钢设备，包括竖井预热器(100)和电弧炉(200)，竖井预热器(100)含有竖井(104)和电磁制动器(107)，电磁制动器(107)能够产生磁场使进入竖井(104)内的炼钢原料停留在竖井(104)内；竖井(104)的下端与该炼钢原料入口对应连接。该炼钢设备利用电磁制动器对炼钢原料进行捕获形成悬空料柱，利用电磁制动器捕获的炼钢原料形成的料柱承载上部落下的炼钢原料；利用电炉冶炼过程中产生的烟气对炼钢原料预热，利用竖直逆向的运动模式实现炼钢原料和烟气良好的热交换作用，高效合理安全的利用烟气的热量，实现电炉冶炼综合能耗的大幅度降低。

Description

一种炼钢设备

技术领域

本实用新型涉及冶炼设备领域，具体的是一种炼钢设备。

背景技术

电弧炉炼钢中节能、降耗、环保一直是全球电弧炉炼钢技术发展的核心技术之一。传统的炼钢电弧炉，炼钢原料分为二至三次从炉顶装入，依靠电极与炼钢原料之间产生的电弧来熔化炼钢原料。因此，传统的电弧炉只能间断的向炉内送电，间隔一段时间即停电，旋开炉盖装料，这样极大地降低了电弧炉的生产率，增加了电弧炉的热损失和能源消耗。同时大量烟尘在装料时排放到厂房内，增加了除尘环保的难度。间断式的电极与炼钢原料产生明弧，增大了对电网的冲击和噪音的危害程度。

节能降耗是电弧炉冶炼的重要课题，其中利用烟气余热预热炼钢原料一直被人们广泛关注。电弧炉冶炼过程中会产生大量的高温烟气，这些烟气的温度高达1000℃以上，排烟量高500m³/(h·t)～1200m³/(h·t)。利用这些烟气显热预热炼钢原料，将会产生巨大的经济效益。

众所周知，炼钢原料预热是电弧炉炼钢节能技术的发展方向之一，目前在与电弧炉配套的炼钢原料预热中，代表性方式有水平连续输运方式和竖炉方式，所用设备分别为consteel(康斯迪)电弧炉和篦式竖炉电弧炉。

其中，利用电弧炉烟气预热炼钢原料技术是一个二十多年来国内外均在研究的一项技术，但因其技术难度大，目前仅有少量方案投入实际使用，典型代表如振动连续加料的consteel(康斯迪)电弧炉、手指竖炉、竖井侧推加料技术。

Consteel(康斯迪)电弧炉是一种水平连续给料技术，可实现电弧炉稳弧冶炼，环保且电极消耗降低，可大大降低电弧炉的生产过程费用，但该方法炼钢原料只有上层物料被加热，故炼钢原料预热效果不佳，据国内外报道平均节能效果只有吨钢 25kwh；此外，由于要提高原料(炼钢原料)换热效率，输送槽内的炼钢原料在输送带上堆高比较薄，必然加大预热段的长度，设备全长可达90m～100m，针对车间的布置是非常不利的；再次，该方案动态密封漏气较严重，对风机等的容量要求较大。

Consteel(康斯迪)电弧炉的热烟气在预热装置中逆着炼钢原料运行流动，由于炼钢原料在水平的预热装置中无法充满，有一大部份的气流在炼钢原料层的上部流动，使得底部的炼钢原料预热效果差，为了达到较高的热交换，通常需要60米长的预热隧道。由于炼钢原料中具有含氯的化合物，如PVC等，理论上，这些含氯的化合物在低于800℃不完全燃烧就会产生二恶英，特别在300℃～500℃范围内不完全燃烧最容易产生二恶英，由于consteel(康斯迪)炉的预热隧道较长，热烟气和炼钢原料热交换后，温度不断降低，使炼钢原料中的含氯的化合物在300℃～500℃之间不完全燃烧下极容易产生二恶英，污染环境。但其存在的固有缺点是：1、虽然其实用新型者英特尔制钢公司认为该公司开发的consteel(康斯迪)工艺可将炼钢原料预热至500℃左右，设备供应商意大利得兴公司也宣传可将炼钢原料预热到400℃～600℃，而Kyoei Steel(即日本共英制钢)公司的生产实践表明，经预热后的炼钢原料温度上下不均(上高下低)，距表面600mm～700mm处的炼钢原料温度＜100℃，其节能效果仅为25kwh/t 钢，传热效率很低。国内在用consteel(康斯迪)电弧炉的生产实践也证明该设备炼钢原料预热温度低，节能效果差。2、其设备长度很长，一般预热通道和装料运输机全长约60米左右，占地面积大，设备的安装和旧厂房的改造非常困难，一次性投资很高。3、漏风量大，烟气中混入大量野风，不仅增加了除尘风机的负担，而且大大不利于烟气余热的回收利用。4、上料电磁吊车作业率非常高，有的达到90％以上，有时会因装料而影响生产。

手指竖炉电弧炉是德国FUCHS公司在20世纪90年代初开发和研制的，是一种典型的电弧炉炼钢原料预热装置，所谓“手指”是指在竖炉和电弧炉连通接口之间有单排或多排的可通过机械装置开启和关闭的手指类托架。在电弧炉冶炼过程中，通过向废气流中直接加入炼钢原料而充分利用废气对炼钢原料的预热能力，不仅利用烟气显热，同时可利用烟气中的可燃气体进行二次燃烧的化学能，因此，这类带托料装置的炼钢原料预热技术因烟气能穿透炼钢原料层，预热节能效果好，可达到吨钢60kwh～ 100kwh，但是，传统竖炉中由于炼钢原料对手指类托架的直接冲击，容易导致被炼钢原料砸坏，增加了设备维护，影响了炼钢原料预热技术的推广使用。同时由于炼钢原料中存在一定量的轻薄料，在可燃气体二次燃烧的情况下有可能造成局部炼钢原料的熔化，造成竖炉内炼钢原料粘结，引发竖炉炼钢原料无法顺畅的进入电弧炉的问题。

竖炉虽然热效率较高，炼钢原料预热温度较高，但它要求厂房的标高很高，设备庞大，一次性投资很高，且不适应旧有电弧炉炼钢车间的改造。在篦式竖炉中，电弧炉的热烟气从竖井的下端进入，从竖井的上端排出。这样，竖井的断面要有足够大，才能让热烟气在炼钢原料间缝隙中流过。在实际生产中，水冷的指篦容易被炼钢原料砸坏漏水，或被炼钢原料卡住，设备的造价高，设备维护量大，所以篦式竖炉在电弧炉炼钢上只一部份的大炉子使用。

实用新型内容

为了解决炼钢原料在加料过程中的造成的冲击问题。本实用新型提供了一种炼钢设备，该炼钢设备利用电磁制动器对炼钢原料进行捕获形成悬空料柱，利用电磁制动器捕获的炼钢原料形成的料柱承载上部落下的炼钢原料；取消传统设计中利用通水冷却的手指状阀组机构，避免由于炼钢原料下落冲击造成手指类机构变形和开裂导致的设备漏水的弊端；利用电炉冶炼过程中产生的烟气对炼钢原料预热，利用竖直逆向的运动模式实现炼钢原料和烟气良好的热交换作用，高效合理安全的利用烟气的热量，实现电炉冶炼综合能耗的大幅度降低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种炼钢设备，包括：

竖井预热器，含有竖井和电磁制动器，竖井为上下两端均开放的筒形结构，电磁制动器能够产生磁场使进入竖井内的炼钢原料停留在竖井内；

电弧炉，含有上下设置的炉盖和炉底，炉盖上设有炼钢原料入口，竖井的下端与该炼钢原料入口对应连接。

竖井预热器含有两个电磁制动器，两个电磁制动器对称地设置于竖井的左右两侧，电磁制动器为电磁铁，电磁制动器含有铁芯和线圈，电磁制动器设置于竖井的下部外。

竖井预热器还含有电磁加热器，电磁加热器能够加热竖井内的炼钢原料，电磁加热器位于竖井的中部外。

竖井预热器还含有燃料喷枪和助燃氧枪，燃料喷枪和助燃氧枪均与竖井的井壁连接，燃料喷枪和助燃氧枪均位于电磁加热器和电磁制动器之间。

竖井预热器还含有受料漏斗，受料漏斗的入口朝上出口朝下，受料漏斗的出口与竖井的上端相对应，受料漏斗的入口设有上密封滑板，受料漏斗的出口与竖井的上端之间设有下密封滑板，上密封滑板和下密封滑板均能够沿水平方向移动。

竖井的下部外依次连接有支撑框架、承重构件、升降缸、旋转装置和旋转底座，竖井的下端与炉盖连接固定，竖井的井壁的上部设有排烟孔，排烟孔外连接有排烟管道，排烟管道上设有烟气分析仪和温度测量仪。

电弧炉的下方设有升降机构，该升降机构含有上下设置的升降平台和提升装置，升降平台与炉底连接固定，提升装置能够驱动升降平台和炉底同步升降。

炉底含有炉壁和下炉壳，该炉壁连接有集束氧枪，炉盖连接有电极，电极依次通过导电横臂和电极升降装置与升降平台连接，电极升降装置能够驱动电极和导电横臂同步升降。

该炼钢设备还包括用于向受料漏斗内加入炼钢原料的天车和料篮，天车和料篮均位于受料漏斗的上方。

该炼钢设备还包括用于向受料漏斗内加入炼钢原料的倾斜上料机构，该倾斜上料机构设置于竖井的一侧外，该倾斜上料机构含有倾斜设置的导轨，导轨上设有牵引装置和翻斗。

本实用新型的有益效果是：

1、利用电磁制动器对废钢进行捕获形成悬空料柱，利用电磁制动器捕获的炼钢原料形成的料柱承载上部落下的炼钢原料；取消传统设计中利用通水冷却的手指状阀组机构，避免由于炼钢原料下落冲击造成手指类机构变形和开裂导致的设备漏水的弊端；利用电炉冶炼过程中产生的烟气对废钢预热，利用竖直逆向的运动模式实现炼钢原料和烟气良好的热交换作用，高效合理安全的利用烟气的热量，实现电炉冶炼综合能耗的大幅度降低。

2、利用燃料喷枪和助燃氧枪对竖井内部的废钢进行加热，利用烟气分析仪和温度检测仪对烟气进行成分和温度监测，实现电炉烟气的成分控制和温度控制，实现电炉冶炼中第一炉废钢有效预热，同时能够控制烟气中有毒有害气体的含量，降低二噁英的含量。

3、利用电磁加热器可以对炼钢原料进行预热，实现高效的多种废钢预热方式，降低电弧炉电极的热负荷要求，降低变压器的功率，减少设备投资，降低电弧炉短网对供电电网的冲击。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述炼钢设备的主视图。

图2是本实用新型所述炼钢设备的俯视图。

图3是竖井和炉盖转动一定角度后的俯视图。

图4是竖井预热器的结构示意图。

图5是通过天车和料篮向受料漏斗加料的示意图。

图6是竖井预热器对炼钢原料预热的示意图。

图7是炼钢原料下落和料篮加料的示意图。

图8是炼钢原料熔化及持续加料的示意图。

图9是出钢后留钢液和原料持续加入冶炼过程的示意图。

图10是采用倾斜上料机构时的工作状态示意图。

100、竖井预热器；101、上密封滑板；102、受料漏斗；103、下密封滑板；104、竖井；105、电磁加热器；106、燃料喷枪；107、电磁制动器；108、旋转底座；109、旋转装置；110、升降缸；111、承重构件；112、支撑框架；113、铁芯；114、助燃氧枪；115、排烟孔；116、排烟管道；117、烟气分析仪；118、温度测量仪；

200、电弧炉；201、电极；202、导电横臂；203、炉盖；204、炉膛；205、集束氧枪；206、电极升降装置；207、升降平台；208、下炉壳框架；209、炉底；210、提升装置；211、垂直导向装置；

301、天车；302、料篮；

401、导轨；402、牵引装置；403、翻斗；404、倾翻机构；405、限位挡块；406、升降车。

501、炉料；502、捕获的炉料；503、下落的炉料；504、落到炉底的炉料；505、泡沫渣；506、钢液。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种炼钢设备，包括上下设置的竖井预热器100和电弧炉200，竖井预热器100 含有竖井104和电磁制动器107，竖井104为上下两端均开放的筒形结构，电磁制动器107能够产生磁场使进入竖井104内的炼钢原料停留在竖井104内；电弧炉200 含有上下设置的炉盖203和炉底209，炉盖203上设有炼钢原料入口，竖井104的下端与该炼钢原料入口对应连接，如图1至图4所示。

其中，竖井预热器100主要实现炼钢原料(如废钢)的加入和预热功能，电弧炉 200主要实现炼钢原料的熔化和冶炼功能。电磁制动器107为能够产生强磁场的电磁铁，电磁制动器107含有铁芯113和线圈，电磁制动器107设置于竖井104的下部外。竖井预热器100还含有电磁加热器105，电磁加热器105能够产生交变的磁场从而加热竖井104内的炼钢原料，电磁加热器105位于竖井104的中部外，如图4所示。

在本实施例中，竖井预热器100还含有燃料喷枪106和助燃氧枪114，燃料喷枪 106和助燃氧枪114均与竖井104的井壁连接，燃料喷枪106和助燃氧枪114均位于电磁加热器105和电磁制动器107之间。

在本实施例中，竖井预热器100还含有受料漏斗102，受料漏斗102的入口朝上出口朝下，受料漏斗102的出口与竖井104的上端相对应，受料漏斗102的入口设有上密封滑板101，受料漏斗102的出口与竖井104的上端之间设有下密封滑板103，上密封滑板101和下密封滑板103均能够沿水平方向左右移动。

在本实施例中，竖井104的下部外依次连接有支撑框架112、承重构件111、升降缸110、旋转装置109和旋转底座108，竖井104的下端与炉盖203连接固定，竖井104和炉盖203能够沿竖直方向移动以及以升降缸110的中心线为轴转动。竖井 104的井壁的上部设有排烟孔115，排烟孔115外连接有排烟管道116，排烟管道116 上设有烟气分析仪117和温度测量仪118，从而可以用于分析竖井内部的烟气成分和烟气温度。利用烟道内的烟气温度和成分作为反馈条件，调节电磁加热器的加热功率、燃料喷枪和助燃氧枪的喷吹量，实现低成本高效利用烟气热量，满足废钢预热温度要求。

在本实施例中，电弧炉200的下方设有升降机构，该升降机构含有上下设置的升降平台207和提升装置210，升降平台207与炉底209连接固定，提升装置210能够驱动升降平台207和炉底209同步升降。电弧炉200内设有炉膛204，炉底209含有炉壁、下炉壳、下炉壳框架208，该炉壁连接有集束氧枪205，炉盖203连接有电极201，电极201依次通过导电横臂202和电极升降装置206与升降平台207连接，电极升降装置206能够驱动电极201和导电横臂202同步升降。

在本实施例中，该炼钢设备还包括用于向受料漏斗102内加入炼钢原料的天车301和料篮302，天车301和料篮302均位于受料漏斗102的上方。炼钢原料(如废钢)可以通过天车301和料篮302送入受料漏斗102内。或者，也可以采用倾斜上料机构向受料漏斗102内加入炼钢原料，该倾斜上料机构设置于竖井104的左侧外，该倾斜上料机构含有倾斜设置的导轨401，导轨401上设有牵引装置402和翻斗403，如图10所示。还可采用阶梯型链斗输送机的形式将炼钢原料加入到竖井104上方的受料漏斗102内。

其中，电磁制动器107主要由铁芯113和电磁线圈组合，一个铁芯113和一个电磁线圈组合成一个电磁制动器107，竖井预热器100在竖井水平方向包含至少两个电磁制动器107，电磁制动器107设置在竖井两个相对的侧壁外侧，两个电磁制动器107 形成一组电磁制动器，在竖井高度方向至少设置一组电磁制动器107，电磁制动器107 利用电磁线圈感应形成强磁场，利用强磁场捕获竖井内下落的炼钢原料，在竖井的下段区间形成废钢堆积区，利用电磁制动器107捕获的废钢堆积区承载竖井上部落下的炼钢原料，在竖井内部形成悬空的废钢料柱。

电磁制动器107在竖井水平方向至少包括一组，第一炉冶炼的废钢由于电弧炉200内没有熔化的钢液，电弧炉200的炉膛内部没有高温的烟气，无法利用烟气对废钢进行预热，利用电磁加热器105可以实现对电弧炉第一炉废钢进行预热，实现电弧炉所有入炉炼钢原料连续预热，降低电弧炉电极的热负荷，降低电极201的消耗，延长电极使用寿命，延长电弧炉的炉壁和炉缸的使用寿命。

结合电弧炉车间的实际，可以通过燃料喷枪106将可燃原料喷入竖井预热器100内部，利用电弧炉烟气内剩余的氧气燃烧，对废钢进行直接预热；也可利用助燃氧枪 114将助燃氧气或空气喷入竖井预热器100内部，利用电弧炉烟气内的可燃气体和助燃氧气进行燃烧放热，对废钢进行直接预热；可以利用燃料喷枪106喷入可燃物、助燃氧枪114喷入助燃空气或氧气，同时结合电炉烟气，实现竖井预热器100内电弧炉烟气中的可燃物、喷入的可燃物和氧气燃烧放热，对废钢进行直接预热。

电弧炉内的预热方式可以采用电磁加热器105、助燃氧枪114和燃料喷枪106和电弧炉烟气多种预热方式的组合预热方式对竖井预热器100内的炼钢原料进行预热，同时针对成本因素考虑，在满足废钢预热温度达到工艺要求的前提下，优选采用成本最低的方案进行废钢预热。

竖井预热器100内部可以在竖井104内部铺设耐磨材质，利用耐磨材质保护竖井内壁，避免炼钢原料在下落过程中对竖井104内部的冲击破坏。竖井104可以采用在高度方向，竖井下部横截面积大于竖井上部横截面积，即采用竖井侧壁向上延长线和竖井中心线夹角呈锐角，实现废钢加热过程和下落过程的顺畅下落，减少废钢对竖井内部的磨损。其中，竖井104可以采用水冷壁的形式进行水冷，水冷壁可以铺设在耐火材料中，靠近竖炉内部的耐火材料一侧铺设耐磨材质，靠近竖炉外壳的一侧铺设水冷壁。

竖井预热器100可以采用和电弧炉的炉盖203一体设计，即竖井104与炉盖203 为一体式结构，实现竖井预热器100与电弧炉的炉盖203固定连接，竖井预热器100 和炉盖203采用一套升降和回转装置进行升降和回转动作；竖井预热器100也可采用与炉盖203分体设计，竖井预热器100的下端和炉盖203的顶端采用机械密封，可采用砂型密封，也可采用迷宫密封；竖井预热器100和炉盖203可以分别具有升降和回转装置，实现竖井预热器100的独立升降和回转。

竖井预热器100可以独立进行升降和回转，利用升降和回转机构将竖井预热器进行独立升降和回转，利用炉盖203上的竖井预热器孔将超大尺寸规格的炼钢原料预先加热到电弧炉内，避免电弧炉提升电极201和回转电极导电横臂202的动作，能够满足电炉不开盖的情况下将超大规格炼钢原料和其他辅料加入电炉炉缸的功能，同时加入的废钢和辅料能够减少后续竖井预热器内下落的废钢对炉缸底部耐火材料的冲击，延长炉缸使用寿命。

受料漏斗102采用双层密封板机构，炼钢原料加入受料漏斗102的过程中下密封滑板处于封闭状态，实现电弧炉烟气的密封，不会有烟气溢出竖井受料漏斗；受料漏斗102装载预定质量的炼钢原料后，上密封滑板101处于密封状态，开启下密封滑板 103，废钢在自身重力作用下滑落至竖井104的内部；受料漏斗102内部废钢全部下落至竖井内部后，关闭下密封滑板103，开启上密封滑板101，进行下一次炼钢原料加热受料漏斗操作。

排烟管道116后续连接引风机，引风机在竖井排烟口形成一定的负压，实现在受料漏斗加料过程中不会发生烟气向受料漏斗散溢的现象，实现整个加料过程无烟气散溢到电炉车间的现象。

在竖井排烟口位置，上部竖井侧壁设计一个凸台，避免受料漏斗102下落的炼钢原料下落时进入排烟口内部；也可在排烟口内设计一个阻隔栅板，利用栅板结构阻挡下落废钢，避免在引风机负压作用下小块废钢进入排烟孔进而进入烟道；也可采用烟道靠近竖井一端的烟道中心线向下倾斜一定角度，实现烟道烟气存在上升坡度，避免小块废钢进入烟道，同时允许小块废钢下落回到竖井内部。

竖井预热器100可在竖井104侧壁开设一个观察孔，通过观察孔可以观察竖井内的废钢堆积情况，也可观察竖井内可燃气体的燃烧情况；竖井侧壁开设一个检修孔，可以在检修孔设置一个驱动装置，利用驱动装置引入一个火焰切割枪，针对竖井内部如果发生局部废钢堆积和卡滞，利用火焰切割对局部废钢进行火焰切割。

下面以冶炼废钢为例介绍该炼钢设备的工作过程。

如图5所示，通过天车301将承载废钢炉料(炼钢原料)的料篮302运送至竖井预热器100顶部的受料漏斗102的上方，打开上密封滑板101，关闭下密封滑板103，将废钢原料加入到受料漏斗102内。

打开电磁制动器107，利用电磁制动器107在竖井104的下段形成强磁场，关闭上密封滑板101，打开下密封滑板103，废钢原料逐渐下落至竖井104的下段，电磁制动器107产生的强磁场捕获废钢原料，并形成废钢堆积区，废钢堆积区同时形成磁场，后续下落的废钢逐渐下落在之前下落的废钢上面。

针对电炉冶炼的第一炉钢，由于电弧炉的炉缸内没有钢水和烟气，开启竖井104上的燃料喷枪106和助燃氧枪114进行废钢加热，同时继续加入废钢。

然后，如图6所示，受料漏斗102中的废钢持续加入竖井预热器100内，废钢加入高度超过电磁加热器105的位置后，开启电磁加热器105，利用电磁加热器105对废钢原料进行预热。如图7所示，当竖井104的下段内的废钢温度达到铁磁性转变温度(约770℃)时，废钢原料铁磁性消失，电磁制动器107吸附的废钢原料脱离电磁制动器107的磁力吸附，废钢原料在重力作用下下落至电弧炉200的炉底；同时料篮 302内的废钢原料可以加入到受料漏斗102中。

如图7所示，电磁制动器107所处位置上部竖炉段内的废钢在重力作用下下落至电磁制动器107作用区域，电磁制动器107再次捕获上段区域下落的废钢，在电磁制动器107吸附的废钢同时磁化，形成强磁场，竖井中上部的废钢继续缓慢下落至电磁制动器107位置的上段，下落的废钢继续进行预热，受料漏斗102内的废钢原料下落至竖井预热器100上部区域；电磁制动器107捕获的废钢预热到预定温度后自动脱离电磁制动器107对应的区域，竖井104中上部的废钢继续下落进行预热。

竖井104内的废钢下降到一定高度时，关闭下密封滑板103，开启上密封滑板101，利用天车301将装载废钢原料的料篮302吊运至受料漏斗的上部，开启料篮302的底部放料机构，将废钢原料加入竖井上部的受料漏斗102内，废钢完全落入受料漏斗 102后关闭上密封滑板101，开启下密封滑板103，将废钢原料加入竖井104内。

落入电弧炉200底部的废钢在炉底堆积，当废钢原料在炉底堆积到预定的数量时，启动电极升降旋转装置，降低电极201的高度，电极201通电对废钢进行加热，随着电弧的持续加热，废钢在电弧炉200内逐渐熔化，在炉缸底部形成液态熔池，在钢水熔池表面形成泡沫渣层，电弧埋没在泡沫渣中进行持续加热，如图8所示。

随着电弧炉200内废钢的持续加入，废钢落入钢水熔池内，钢水熔池对废钢进行加热和熔化，同时开启电炉侧壁上的集束氧枪205，对钢水进行吹氧，根据实际需要，可利用侧壁碳枪向炉膛内部喷入碳粉，利用集束氧枪205和碳枪对熔池进行搅拌、增碳、氧化等操作。

随着电弧炉内钢水的冶炼，电弧炉的炉膛204内部形成大量高温烟气，高温烟气沿着竖井104上升，在竖井104的内部对废钢进行预热，利用竖井预热器100上安装的热电偶测温装置和在线烟气成分分析仪器监测和检测烟气温度和烟气主要成分，根据烟气温度和烟气成分，调整电磁加热器105的输入功率，在保证废钢预热温度达到工艺要求的前提下，采用较小的电磁加热器功率输入，随着废钢持续的加入和冶炼的不断进行，电弧炉炉膛内产生的大量高温烟气持续对废钢预热，温度达到预定温度后可以考虑关闭电磁加热器105，同时可以关闭燃料喷枪106和助燃氧枪114。

当电弧炉的炉缸内钢水质量、温度和成分达到目标要求后，驱动炉盖升降装置，将炉盖203和竖井预热器100上升一定高度，实现炉盖203与炉壁的小间隙分离，驱动与电炉下炉壳框架连接的提升装置210，倾动下炉壳，利用炉缸底部的出钢口进行出钢操作，将满足后续工艺要求的钢水浇注入钢水包内，钢包内钢水达到预定质量后，同时炉缸内保留预定的留钢量，调整与下炉壳框架208连接的提升装置210，将电弧炉调整为冶炼状态；在电弧炉出钢过程中电磁制动器107、电磁加热器105、受料漏斗102和料篮302可继续对竖井104内进行废钢加入和废钢预热，同时预热到预定温度的废钢持续加入炉缸，电极201无需进行升降和断电，实现废钢原料持续加入电弧炉炉缸。

如图9所示，上一个出钢操作完成后，废钢持续加热，电极201持续加热，废钢持续加入熔池中，利用保留的液态钢水继续熔化废钢，废钢持续熔化形成更大的熔池，随着钢水的继续增加，达到预定钢水质量、温度和成分后可以进行出钢操作，出钢操作完成电炉进入下一个冶炼周期。竖井预热器100可以实现无间歇持续加料和废钢预热，电弧炉200能够实现无间歇废钢加入炉缸和电极无间歇加热，冶炼合格的钢水实现稳定周期出钢和预定的留钢量，满足后续工序的需求。

其中，在图5至图9中含有炉料501、捕获的炉料502、下落的炉料503、落到炉底的炉料504、泡沫渣505和钢液506。另外，为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，“下”表示图1中的下侧方向，“左”表示图1中的左侧方向，“右”表示图1中的右侧方向。可以理解为本实用新型使用了阅读本实用新型的读者的观察视角。但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种炼钢设备，其特征在于，该炼钢设备包括：

竖井预热器(100)，含有竖井(104)和电磁制动器(107)，竖井(104)为上下两端均开放的筒形结构，电磁制动器(107)能够产生磁场使进入竖井(104)内的炼钢原料停留在竖井(104)内；

电弧炉(200)，含有上下设置的炉盖(203)和炉底(209)，炉盖(203)上设有炼钢原料入口，竖井(104)的下端与该炼钢原料入口对应连接。

2.根据权利要求1所述的炼钢设备，其特征在于，竖井预热器(100)含有两个电磁制动器(107)，两个电磁制动器(107)对称地设置于竖井(104)的左右两侧，电磁制动器(107)为电磁铁，电磁制动器(107)含有铁芯(113)和线圈，电磁制动器(107)设置于竖井(104)的下部外。

3.根据权利要求1所述的炼钢设备，其特征在于，竖井预热器(100)还含有电磁加热器(105)，电磁加热器(105)能够加热竖井(104)内的炼钢原料，电磁加热器(105)位于竖井(104)的中部外。

4.根据权利要求3所述的炼钢设备，其特征在于，竖井预热器(100)还含有燃料喷枪(106)和助燃氧枪(114)，燃料喷枪(106)和助燃氧枪(114)均与竖井(104)的井壁连接，燃料喷枪(106)和助燃氧枪(114)均位于电磁加热器(105)和电磁制动器(107)之间。

5.根据权利要求1所述的炼钢设备，其特征在于，竖井预热器(100)还含有受料漏斗(102)，受料漏斗(102)的入口朝上出口朝下，受料漏斗(102)的出口与竖井(104)的上端相对应，受料漏斗(102)的入口设有上密封滑板(101)，受料漏斗(102)的出口与竖井(104)的上端之间设有下密封滑板(103)，上密封滑板(101)和下密封滑板(103)均能够沿水平方向移动。

6.根据权利要求1所述的炼钢设备，其特征在于，竖井(104)的下部外依次连接有支撑框架(112)、承重构件(111)、升降缸(110)、旋转装置(109)和旋转底座(108)，竖井(104)的下端与炉盖(203)连接固定，竖井(104)的井壁的上部设有排烟孔(115)，排烟孔(115)外连接有排烟管道(116)，排烟管道(116)上设有烟气分析仪(117)和温度测量仪(118)。

7.根据权利要求1所述的炼钢设备，其特征在于，电弧炉(200)的下方设有升降机构，该升降机构含有上下设置的升降平台(207)和提升装置(210)，升降平台(207)与炉底(209)连接固定，提升装置(210)能够驱动升降平台(207)和炉底(209)同步升降。

8.根据权利要求7所述的炼钢设备，其特征在于，炉底(209)含有炉壁和下炉壳，该炉壁连接有集束氧枪(205)，炉盖(203)连接有电极(201)，电极(201)依次通过导电横臂(202)和电极升降装置(206)与升降平台(207)连接，电极升降装置(206)能够驱动电极(201)和导电横臂(202)同步升降。

9.根据权利要求5所述的炼钢设备，其特征在于，该炼钢设备还包括用于向受料漏斗(102)内加入炼钢原料的天车(301)和料篮(302)，天车(301)和料篮(302)均位于受料漏斗(102)的上方。

10.根据权利要求5所述的炼钢设备，其特征在于，该炼钢设备还包括用于向受料漏斗(102)内加入炼钢原料的倾斜上料机构，该倾斜上料机构设置于竖井(104)的一侧外，该倾斜上料机构含有倾斜设置的导轨(401)，导轨(401)上设有牵引装置(402)和翻斗(403)。