旋启式电弧炉炉门的制作方法

本发明涉及电弧炉炼钢技术领域，特别涉及一种旋启式电弧炉炉门。

背景技术：

目前，国内钢铁企业的电弧炉普遍配备炉壁多功能氧枪，以实现辅助能源快速输入电弧炉，并对电弧炉熔池产生一定的搅拌力。

目前的电弧炉炉门为垂直升降式设计，采用气动或液压驱动。在电弧炉炉门附近的操作平台上，部分生产企业配备有外置式氧枪机构。当需要在炉门位置进行吹氧操作时，炉门提升至开启位置，外置式氧枪才能伸入炉内进行吹氧。这就导致了在炉门位置进行吹氧操作时，炉门始终是敞开的，造成了大量的冷空气进入电弧炉炉内，降低了炉内温度，最终导致电弧炉冶炼电耗升高。另外，当电弧炉采用废钢冶炼时，废钢加入电弧炉后会将炉门口堵住，外置式氧枪不能进入电弧炉炉内参与吹炼，从而降低了辅助能源的输入，同时容易在炉门位置形成一个相对的冷区，造成炉门附近留有未熔化的废钢。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够避免局部冷区出现的旋启式电弧炉炉门。

为达到上述目的，本发明提供了一种旋启式电弧炉炉门，其能转动的安装于电弧炉上，所述旋启式电弧炉炉门包括：本体，所述本体上穿设有氧枪；驱动装置，所述驱动装置至少包括能转动的连接于所述电弧炉上的旋转轴、以及与所述旋转轴相接的驱动件，所述本体与所述旋转轴相连接，所述驱动件能驱动所述旋转轴沿自身轴线转动，所述旋转轴的转动能带动所述本体绕所述旋转轴的轴线转动。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述驱动装置还包括连接臂，所述连接臂的一端与所述旋转轴固定连接，所述驱动件为驱动缸，所述驱动缸的一端设有能伸缩的驱动杆，所述连接臂的另一端枢接于所述驱动杆的端部，所述连接臂与所述驱动杆之间具有大于0°且小于180°的夹角，所述驱动杆的伸缩能驱动所述连接臂绕所述旋转轴的轴线转动，所述连接臂的转动能带动所述旋转轴沿自身轴线转动。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述驱动缸的另一端能转动的连接于所述电弧炉的炉壳上。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述驱动件为驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述旋转轴的一端相接。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述旋启式电弧炉炉门还包括设置于所述本体两侧的两个旋转轴支撑座，所述旋转轴支撑座连接于所述电弧炉的炉壳上，所述旋转轴能转动的连接于两所述旋转轴支座上。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述旋转轴通过至少三个间隔设置的连接板与所述本体相接。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述本体上连接有氧枪安装座，所述氧枪连接于所述氧枪安装座上。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述本体上连接有安装板，所述氧枪安装座连接于所述安装板上。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述本体上还穿设有碳粉喷枪，所述碳粉喷枪与所述氧枪间隔设置。

如上所述的旋启式电弧炉炉门，其中，所述本体上设有水冷盘管，所述水冷盘管具有一进水接口和一回水接口，且所述进水接口和所述回水接口位于所述本体的同一侧。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过将氧枪穿设于本体上，使得在电弧炉炉门关闭状态下也能实现炉门位置吹氧操作，将辅助能源输入电弧炉炉内，既提高了电弧炉生产效率，又避免了大量冷空气进入电弧炉炉内，解决了局部冷区出现的问题，还使得氧枪在电弧炉炉内分布更加均匀，且有利于熔池搅拌；

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过驱动装置驱动本体转动，使得驱动旋启式电弧炉炉门开启一定角度、完全开启或完全关闭的操作简单方便，省时省力；

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过在本体上穿设碳粉喷枪，在电弧炉冶炼时，可根据电弧炉冶炼工艺曲线，通过阀站控制氧气的流量、压力和碳粉的流量、压力等，实现氧枪和碳粉枪的配合使用，以更好地造泡沫渣。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的旋启式电弧炉炉门的剖视结构示意图；

图2是图1所示的旋启式电弧炉炉门的侧视结构示意图；

图3是图2中a部放大结构示意图；

图4是图2所示的驱动缸与连接臂的工作状态结构示意图。

附图标号说明：

1、本体；2、氧枪；3、驱动装置；31、旋转轴；32、驱动缸；321、伸缩杆；4、连接臂；5、旋转轴支撑座；6、连接板；7、氧枪安装座；8、安装板；9、水冷盘管；91、进水接口；92、回水接口；s、旋启式电弧炉炉门关闭位置；o、旋启式电弧炉炉门开启位置；10、炉壳。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本发明提供了一种旋启式电弧炉炉门，其能转动的安装于电弧炉上，该旋启式电弧炉炉门包括本体1和驱动装置3，本体1上穿设有氧枪2，氧枪2的喷嘴朝向电弧炉的内部中心，以便向炉内喷射氧气，氧枪2的喷嘴的中间通孔为主氧喷孔，向外依次为天然气环孔和氧气环孔，从而使得氧枪3能够实现烧嘴功能和集束氧气流功能，而氧枪2的外部介质接管包括主氧气管线、天然气管线、环氧气管线、清扫氧气管线、冷却水进水管线和冷却水回水管线，各管线的流量、压力等相参数通过介质阀站进行控制，氧枪2的具体结构为现有技术，各管线与氧枪2之间的连接方式也为现有技术，在此不再赘述；驱动装置3至少包括能转动的安装于电弧炉上的旋转轴31、以及与旋转轴31相接的驱动件，本体1与旋转轴31相接，且本体1不能相对旋转轴31转动，驱动件能驱动旋转轴31沿自身轴线转动，由于旋转轴31与本体1无相对转动，因此，旋转轴31的转动能带动本体1绕旋转轴31的轴线转动，从而使得本体1能够在驱动装置3的驱动下旋转开启一定角度、完全开启或完全关闭。

在使用时，电弧炉准备工作完成后，通过驱动装置3驱动本体1，使本体1旋转关闭，即关闭旋启式电弧炉炉门；将废钢加入电弧炉，旋启式电弧炉炉门上的氧枪2开启烧嘴模式，与电弧炉炉壁氧枪配合使用，实现对废钢的切割、熔化；待废钢熔清后，旋启式电弧炉炉门上的氧枪2切换至集束氧枪模式，增强对炉门附近钢水熔池的搅拌和脱碳；在电弧炉冶炼过程中，当需要进行流渣操作时，通过驱动装置3驱动本体1，使本体1旋转开启一定角度，即旋启式电弧炉炉门开启一定角度，以实现电弧炉炉渣的自动流出，同时由于旋启式炉门不是完全开启装置，因此能够避免多余的外部冷空气进入电弧炉炉膛内，从而有效解决了冷空气在炉门位置形成一个相对的冷区，造成炉门附近留有未熔化的废钢的问题；电弧炉出钢前测温取样时，操作人员可以通过驱动装置3将旋启式电弧炉炉门完全开启；若炉门积渣严重，可使用本体1上穿设的氧枪2的清扫模式，对炉门积渣进行清理。

要说明的是，当旋启式电弧炉炉门开启角度不大于15°时，将不影响本体1上穿设的氧枪2的正常吹炼，但当开启角度超过15°时，需关闭本体1上穿设的氧枪2，避免氧气流对电弧炉耐材的吹损。

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过将氧枪2穿设于本体1上，使得在电弧炉炉门关闭状态下也能实现炉门位置吹氧操作，既避免了大量冷空气进入电弧炉炉内，解决了局部冷区出现的问题，又使得氧枪2在电弧炉炉内分布更加均匀，且有利于熔池搅拌；通过驱动装置3驱动本体1转动，以使得驱动旋启式电弧炉炉门开启一定角度、完全开启或完全关闭的操作简单方便，省时省力。

在本发明的一种优选的实施方式中，如图3和图4所示，驱动装置还包括连接臂4，连接臂4的一端焊接于旋转轴31上并位于本体1的一侧，使得连接臂4与旋转轴31之间不能相对转动，驱动件为驱动缸32，驱动缸32的一端设有能伸缩的驱动杆，连接臂4的另一端能转动的与驱动杆321相接，以使旋转轴31的轴线与连接臂4的中心线不共线，优选，连接臂4的中心线垂直于旋转臂31的轴线设置，连接臂4与驱动杆321之间具有大于0°且小于180°的夹角，以避免驱动杆321驱动连接臂4转动时产生死点，驱动杆的伸缩能驱动连接臂4绕旋转轴31的轴线转动，由于连接臂4与旋转轴31之间不能相对转动，因此，连接臂4的转动能带动旋转轴31沿自身轴线转动，而旋转轴31的转动带动与其连接的本体1绕旋转轴31的轴线转动，从而使得本体1在驱动缸32的驱动下能旋转开启一定角度、完全开启或完全关闭。

具体的，驱动缸32可以是液压缸，也可以是气动缸，通过驱动缸32驱动本体1旋转，能够精确控制本体1的开启角度，即能够精准控制旋启式电弧炉炉门的开启角度，从而在避免了局部冷区出现的同时，实现了电弧炉炉渣的自动流出。

进一步，由于电弧炉冶炼时周边为高温环境，为了保证旋转轴31和驱动杆32的使用寿命，旋转轴31和液压缸均采用冷却水冷却，以保证机械部件能够在合理温度下工作和运行，保证了旋转轴31和液压缸的使用寿命。

进一步，如图2所示，驱动缸32的另一端能转动的连接于电弧炉的炉壳10上，即驱动缸32安装于电弧炉的炉壳10上，使得无需设置其它支撑结构即可使驱动缸32的高度满足使用需求，并使得旋启式电弧炉炉门的整体结构较为简单，优选的，驱动杆的中心线垂直于旋转轴31的轴线设置，即伸缩杆321的中心线垂直于旋转轴31的轴线。

在本发明的另一种实施方式中，驱动件为驱动电机(图中未示出)，驱动电机的输出轴通过联轴器与旋转轴31的一端相接，通过驱动电机的输出轴带动旋转轴31同步转动，旋转轴31的转动带动与其连接的本体1绕旋转轴31的轴线转动，从而使得本体1在驱动电机的驱动下能够旋转开启一定角度、完全开启或完全关闭，并且，驱动电机同样能够精准控制旋启式电弧炉炉门的开启角度，从而在避免了局部冷区出现的同时，实现了电弧炉炉渣的自动流出。

在本发明的一种实施方式中，如图2所示，旋启式电弧炉炉门还包括设置于本体1两侧的两个旋转轴支撑座5，旋转轴支撑座5的下端固定连接于电弧炉的炉壳10上，旋转轴31能转动的连接于两旋转轴31支座的上端，即旋转轴31连接于本体1的正上方，此时，驱动缸32位于旋转轴31的下方，两旋转轴支撑座5承受整个旋启式电弧炉炉门的重量，通过两个旋转轴支撑座5支撑旋转轴31，使得旋转轴31与炉壳10之间的连接简单方便。

进一步，如图1和2所示，旋转轴31通过至少三个间隔设置的连接板6与本体1相接，连接板6能起到加强旋转轴31与本体1之间连接强度的作用，从而使得旋转轴31与本体1之间的连接更加可靠，为了加强连接板6的使用强度，可在连接板6上设置多条加强筋，通过加强筋增加连接板6的强度，以确保连接板6的强度满足受力要求。

在本发明的一种实施方式中，如图1和图2所示，本体1背向炉体内部的表面上连接有氧枪安装座7，氧枪2连接于氧枪安装座7上，氧枪安装座7能限制氧枪2的倾斜方向并将氧枪2固定于本体1上，使得氧枪2的喷嘴朝向炉体内部中心。

进一步，如图1和图2所示，本体1背向炉体内部的表面上连接有安装板8，氧枪安装座7连接于安装板8上，安装板8为10mm厚的钢板，以满足氧枪安装座7在安装时对本体1的强度要求，钢板焊接在本体1上，以使炉门外表面平整，钢板上开有若干螺栓孔，氧枪安装座7通过螺栓固定在钢板上。

在本发明的一种实施方式中，本体1上还穿设有碳粉喷枪(图中未示出)，碳粉喷枪与氧枪2间隔设置，碳粉喷枪的喷嘴同样朝向炉体内部中心，碳粉喷枪的具体结构为现有技术，且安装方式与氧枪的安装方式相同，故在此不再赘述，碳粉喷枪与氧枪2之间的间距优选为300mm，且碳粉喷枪与氧枪2之间的夹角优选为5°，电弧炉冶炼时，根据电弧炉冶炼工艺曲线，通过阀站控制氧气的流量、压力和碳粉的流量、压力等，实现氧枪2和碳粉枪的配合使用，以更好地造泡沫渣。

在本发明的一种实施方式中，如图1和图2所示，本体1朝向炉体内部的表面上设有水冷盘管9，水冷盘管9为单向管，水冷盘管9预留有用于氧枪2穿设的通孔，水冷盘管9具有一进水接口91和一回水接口92，且进水接口91和回水接口92位于本体1的同一侧，这样，能够增加水冷盘管9的长度，从而提升了水冷盘管9的冷却效率。

下面结合附图具体说明本发明提供的旋启式电弧炉炉门的装配以及使用过程：

在安装时，如图1和图2所示，先将水冷盘管9盘设于本体1朝向炉体内部的表面上，并预留出用于氧枪2穿过的通孔，在水冷盘管9背向炉体内部的表面焊接10mm钢板，在钢板上开设若干螺栓孔，氧枪安装座7通过螺栓固定在钢板上，氧枪2穿过本体1上的水冷盘管9的中心区域的开孔，并通过销轴固定在氧枪安装座7上，然后将安装有氧枪2的本体1通过连接板6与旋转轴31相接，并将旋转轴31能转动的安装于两旋转轴支撑座5的上端，两旋转轴支撑座5承受整个旋启式电弧炉炉门的重量，两旋转轴支撑座5下端固定于炉壳20上，最后，将能转动的连接于炉壳20上的液压缸的伸缩杆321与旋转轴31的连接臂4能转动的连接，使得本体1能够在液压缸的驱动下旋转开启一定角度、完全开启或完全关闭。

此外，还可以在本体1上穿设碳粉喷枪(图中未示出)，并使水冷盘管9预留出用于碳粉喷枪穿过的通孔，碳粉喷枪的喷嘴同样朝向炉体内部中心，碳粉喷枪与氧枪2之间的间距优选为300mm，且碳粉喷枪与氧枪2之间的夹角优选为5°，电弧炉冶炼时，根据电弧炉冶炼工艺曲线，通过阀站控制氧气的流量、压力和碳粉的流量、压力等，实现氧枪2和碳粉枪的配合使用，以更好地造泡沫渣。

在使用时，电弧炉准备工作完成后，通过液压缸驱动本体1，使本体1旋转关闭，即关闭旋启式电弧炉炉门，如图1和图4中s所示位置；将废钢加入电弧炉，旋启式电弧炉炉门上的氧枪2开启烧嘴模式，与电弧炉炉壁氧枪配合使用，实现对废钢的切割、熔化；待废钢熔清后，旋启式炉门上的氧枪2切换至集束氧枪模式，增强对炉门附近钢水熔池的搅拌和脱碳；在电弧炉冶炼过程中，当需要进行流渣操作时，通过驱动装置3驱动本体1，使本体1旋转开启一定角度，即旋启式电弧炉炉门开启一定角度，以实现电弧炉炉渣的自动流出，同时由于旋启式炉门不是完全开启装置，因此能够避免多余的外部冷空气进入电弧炉炉膛内，从而有效解决了冷空气在炉门位置形成一个相对的冷区，造成炉门附近留有未熔化的废钢的问题；电弧炉出钢前测温取样时，操作人员可以通过驱动装置3将旋启式炉门完全开启，如图1和图4中o所示位置；若炉门积渣严重，可使用本体1上穿设的氧枪2的清扫模式，对炉门积渣进行清理。

综上所述，本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过将氧枪穿设于本体上，使得在电弧炉炉门关闭状态下也能实现炉门位置吹氧操作，将辅助能源输入电弧炉炉内，既提高了电弧炉生产效率，又避免了大量冷空气进入电弧炉炉内，解决了局部冷区出现的问题，还使得氧枪在电弧炉炉内分布更加均匀，且有利于熔池搅拌；

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过驱动装置驱动本体转动，使得驱动旋启式电弧炉炉门开启一定角度、完全开启或完全关闭的操作简单方便，省时省力；

本发明提供的旋启式电弧炉炉门，通过在本体上穿设碳粉喷枪，在电弧炉冶炼时，可根据电弧炉冶炼工艺曲线，通过阀站控制氧气的流量、压力和碳粉的流量、压力等，实现氧枪和碳粉枪的配合使用，以更好地造泡沫渣。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。