专利名称：直流电弧炉的倾动装置和出净炉中钢水的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于直流电弧炉的倾动装置，该直流电弧炉具有偏心设置的炉底出钢口和随倾动运动而动的电极，其炉缸具有一个侧边开口和一个废钢连续上料的装置，其中，倾动装置包含设在炉缸框架下方的摇台，这些摇台支承在牢固地固定在炉基上的基础框架上的托轮上，并且可借助液压动力驱动装置使这些摇台运动。
本发明还涉及一种借助上述的倾动装置出净炉中钢水的方法。
用于生产钢的电弧炉设有一种装置，这种装置使炉缸能够倾动以倒出钢水到浇注桶、例如钢水包内，并且出渣。
在公知的一种结构中，炉缸支撑在一个炉缸框架上，炉缸框架放置在至少两个倾动摇台上。在炉子倾动时，其上带齿的、大多设计成圆弧形的倾动摇台在一个水平的、其上同样是带齿的支座上摇动。
在与
图1所示的结构相当的另一个公知的结构中，炉子的倾动摇台设计成使其支承在托轮上并通过一个驱动装置倾动到出钢位置及出渣位置。
德国专利申请1，084，445公开了一种用于倾动电弧炉的倾动装置，其中，电极不随倾动运动而动。具有出钢口的炉缸的倾动借助于一个有摇台在其上摇动的、倾动时可移动就位的摇台车来实现。
摇台在两侧设有导轨，这些导轨在位于摇台下方的小车从其正常位置往外运动时支承在托轮上。
在倾动炉缸来出钢水时，右导轨支承在右托轮上，从而使炉缸围绕着上旋转中心作一定范围的倾动。
当摇台车继续向右运动时，倾动围绕一个位于炉缸的重心附近的旋转中心进行。此时，导轨以其直线部分在右托轮上运动。
在摇台下方的小车既具有承载功能，又具有运动功能。装在两侧的托轮没有承载功能，而仅起导引作用在最先提及的现有技术所应用的原理中，其缺点在于，电弧炉的中心点根据倾动摇台在水平支座上的倾动几何条件和摇动特性而有所移动，并根据炉缸的倾动运动或是向出钢侧方向移动或是向出渣侧方向移动。炉子的中心点和倾动摇台的中心点之间的距离，在设计上取决于出钢的量。
第二个提及的现有技术中的缺点在于，在倾动过程中，设在炉缸框架中的底部出钢装置在从炉缸中出净钢水时向炉子的中心移动，其结果是钢水罐车上的钢水包在出钢过程中必须根据电弧炉的倾动运动向炉子的中心方向运动。这意味着，钢水罐车和钢水包必须进一步驶往炉的下方，在必须出净炉缸中的钢水并在炉缸内不得留有残留钢水的情况下尤其如此。
最后提及的现有技术中的缺点在于，为了倾动炉缸，尽管倾动的范围较小，也必须从炉缸中抽出电极。
这种倾动装置虽可出净炉缸中的钢水，可是其结构实施费用却很高，其原因在于，需要有一个或两个具有液压传动装置的可移动就位的摇台车和一个用以供该车行走的、伸展很长的支承结构，这种倾动装置不能用于其炉底电极供电装置设置在炉缸下部上的直流电弧炉上。
对一个直流电弧炉来说，对其上装有钢水包的钢水罐车的路程在结构上是有限制的，这是因为炉底电极的连线装置与冷却装置都安装在炉缸底的下面。这些装置还必须外加防护，使其免受钢水包中的钢水的热幅射。
最先提及的现有技术所述的倾动装置在以下的情况中也不能使用，即，该电弧炉通过一个固定的、带罩的溜槽通过在旋转中心的区域内、在侧壁上的一个开口连续地供入经过预热的废钢的情况，和热废气要同时通过溜槽的罩抽出以对投料的废钢进行预热的情况。
本发明的目的在于提供一种用于直流电弧炉的倾动装置，其炉缸的炉底出钢口在倾动以将炉内钢水完全出净的过程中尽可能少移动。如果倾动范围只在±5°与±15°之间，则炉底出钢口可有位移，但炉缸的摇动中心则保持在预先给定的位置上。
实现以上目的的装置技术方案在于，托轮在其下缘上设有一个凸轮，摇台在其与托轮的贴靠点、在一个限定在±5°与±15°之间的倾动范围内具有一个圆弧的形状，圆弧的半径从炉缸的摇动中心点出发，并且，在限定的倾动范围之外，摇台的圆弧形状在凸轮的范围内过渡到一条直线，该直线对摇台的圆弧切线的倾斜度选择成使摇台在通过倾动液压缸在凸轮上摇动时，炉缸的炉底出钢口的位置不发生变化或仅有少量变化。凸轮在从摇台的圆弧向直线的过渡部位具有一个过渡圆弧，其圆弧半径为托轮的半径的1.1倍至3.0倍。在凸轮的范围内，凸轮上的摇动曲线根据炉缸运动过程的要求和炉底出钢口位置的要求设计成向内凹入的或向外凸出的弧线或者抛物线的形式，以取代直线。
实现上述目的方法技术方案在于，在±5°至±15°的倾动范围内围绕固定的摇动中心点倾动炉缸，此时，炉底出钢口移动到位置2b或位置2d，在超过这个倾动范围时，废钢溜槽从炉缸抽出，炉底出钢口的位置从2b移至2c，此时，摇动中心点从位置5a移动至位置5b。
在电弧炉正常运作中要在钢水通过炉底出钢口向钢水包出钢的过程中和在向放置在电弧炉下方的渣罐出碴的过程中留有钢水熔池的情况下，倾动运动只需限制在±5°至±15°的范围内就可以;而且，在废钢溜槽在这样的运作中和在熔炼过程中仍须保留在炉缸的开口内的情况下，只需将电弧炉在此限定的范围内围绕同时也是溜槽的中心的摇动中心点倾动就可以。这就是考虑问题的出发点。
如果要进一步倾动电弧炉来完全出净钢水，则须中断熔炼过程，电弧炉也不再供入经预热的废钢，不再抽热废气，溜槽就可以从炉中抽出。然后就能够通过本发明的装置为进一步的倾动运动选择一种运动模式使出钢口不再向炉的中心移动。
实施这个方法的本发明的装置的特征在于设在装在两个托轮上的炉缸框架的圆弧形摇台的一个特定部位上的凸轮，这个凸轮在倾动范围超出例如+10°时贴靠在出渣侧的托轮上并沿该托轮滑动，其特征还在于炉缸框架在炉缸的出渣侧与一个液压缸铰接并在一侧上被抬起。两个托轮可转动地支承在一个设在炉基上的基础框架上。
在支承在两个托轮上的摇台的中间部位上设有一个凸轮，其外形轮廓在炉底出钢口的一侧例如垂直地并平行于通过摇动中心点的中心轴线伸展。摇台的凸轮的摇动曲线先是按一条直线伸展，随着转成一个圆弧贴靠到摇台的圆弧外周上。从凸轮过渡到炉缸摇台的圆弧的半径相当于托轮半径的1.1倍至3.0倍。
本发明的装置的特征在于，摇台的摇动曲线在炉缸的倾动范围在±5°至±15°之间时相当于一个圆弧，并且摇动中心点的位置在炉缸倾动期间保持不变。在超出上述倾动范围时，摇动曲线采纳另一几何形状并相当于一个具有较大半径的圆弧、一条直线或一条抛物线。在倾动范围超出±5°至±15°时，摇动中心点在一个相应于炉缸的倾动方向的圆弧上移动。
在炉缸超出±5°至±15°位置之后，摇台的凸轮在在抬起液压缸一侧的托轮上滑动，炉缸框架在一侧被液压缸抬起，炉缸中的钢水就能完全出净，而炉底出钢口的位置在出钢过程中只有不显著的移动。
当炉缸被倾动以出渣时，摇台的凸轮在离开炉缸框架的0点位置后朝出钢侧的托轮的方向运动。在此阶段中，凸轮不参与倾动过程。摇台在液压缸的抬起行程中被两个托轮支承着。
下面借助示意图详细阐明本发明的一个实施例，在附图中图1是现有技术的、带有炉底电极和一个托轮式倾动装置的直流电弧炉的纵向剖视示意图;
图2是上图所示的直流电弧炉，但其倾动位置分别为0°、+10°和+25°位置;
图3是具有本发明的托轮式倾动装置的直流电弧炉的纵向剖视示意图;
图4是处在+10°倾动位置的本发明的直流电弧炉;
图5是处在+25°倾动位置的本发明的直流电弧炉;
图6是处于叠加表示的0°、+10°和+25°倾动位置的本发明的直流电弧炉。
图1示出了具有设在炉底18最下部的炉底电极(阳极)13的直流电弧炉的纵向剖视示意图。
电弧炉的上部包含一个部分地水冷的炉缸1，在炉缸上平放着带有装设石墨电极(阴极)的孔17的炉盖16。在水冷的炉缸1上开有一个圆弧形的、水冷的开口15，用以容纳一个废钢溜槽14进入运行。在该开口15上连接有一条图中没有示出的废气收集管道，可为摆动式输送溜槽结构的废钢溜槽14支承在该废气收集管道内。
电弧炉的下部含有放置在两个摇台4上并与其不可脱开地连接着的炉缸框架3。
两个摇台4分别可转动地支承在托轮6a、6b上。托轮6a、6b又固定在炉基8上的基础框架7中。通过一个液压倾动装置9使整个炉缸摆动，同时，摇台4在托轮6a、6b上滑动。用于向钢水包11出钢的炉底出钢口2处于炉底18的左外侧。
在图2中示出了电弧炉的一系列可能出现的倾动位置，其中，炉底出钢口2的位置取决于倾动液压缸9的位置。位置2a和9a显示的是倾动0°的位置，位置2b和9b显示的是倾动+10°的位置，位置2c和9c显示的是倾动+25°的位置。
用以在熔炼和精炼过程中出渣的-10°倾动位置的所谓出渣位置以位置2d和9d示出。
从图3的纵向剖视示意图中可以看到本发明的倾动装置。在支承在两个托轮6a、6b上的摇台4的中间部位设置了一个凸轮10，该凸轮的外形轮廓在炉底出钢口2的一侧垂直地并平行于通过摇动中心点5的中轴线伸展。摇台凸轮10的摇动曲线12先按一条斜的直线10a伸展，然后转成一个圆弧10b贴靠到摇台4的圆弧外周上。
图4示出了处于倾动位置上的直流电弧炉。在出钢过程中一直把电弧炉倾动到炉底出钢口的位置2b，剩余的钢水做为长备的熔池留在炉内。摇台4在托轮6a、6b上摇动，直至凸轮10的圆角10b接触托轮6b为止。废钢溜槽14保持在摇动中心点5的不变的位置上，而侧边开口15随炉缸1的倾动运动而转动。
图5示出了处于+25°倾动位置9c的直流电弧炉，在该倾动位置9c上，炉中的钢水可通过炉底出钢口2c出净，以便能对炉底18、特别是对炉底电极13进行检查。炉缸1被倾动液压缸9抬起，直至摇台4从托轮6b上抬起。为了在倾动超过±10°范围时不丧失电弧炉下部3、4的稳定性，凸轮10沿着托轮6b滑动并从而使摇台4在托轮6b上可靠地被导引。
在倾动过程的同时，摇动中心点5a移动到位置5b上，侧边开口15随整个炉缸1的倾动运动而移动。
在倾动到±25°位置的过程中，炉底出钢口2a的位置只有小量变化，如可从图6看出的那样，+10°倾动位置上的位置2b与+25°倾动位置上的位置2c几乎相互重叠。
在出净钢水的过程中，钢水包11可放置在离中轴线一个距离“a”的位置上。钢水包11中的钢水的热辐射是垂直向上的，只到达炉缸下部的炉底出钢口2c的范围，而达不到带有所附电流接线头的炉底电极13和冷却管道等等。
在图6中还示出了炉缸1的不同倾动位置，从0°倾动位置2a、9a至+25°倾动位置2c、9c。相应于炉缸1的倾动位置，摇台凸轮10的摇动曲线12沿着滑轮6b滑动，并把一部分由电弧炉本身和内装钢水的重量构成的力传至滑轮6b。
权利要求
1.一种直流电弧炉的倾动装置，该直流电弧炉带有偏心设置的炉底出钢口和随倾动运动而动的电极，其炉缸具有一个侧边开口和一个废钢连续上料的装置，该倾动装置包含设在炉缸框架下方的摇台，这些摇台支承在牢固地固定在炉基的基础框架上的托轮上并通过液压动力驱动装置使之运动，其特征在于，摇台(4)在其下缘上设有一个凸轮(10)，摇台(4)在其与托轮(6a、6b)的贴靠点、在一个限定在±5°与±15°之间的倾动范围内具有一个圆弧的形状，圆弧的半径从炉缸(1)的摇动中心点(5)出发，并且，在限定的倾动范围之外，摇台(4)的圆弧形状在凸轮(10)的范围内过渡到一条直线(10a)，该直线对摇台(4)的圆弧切线的倾斜度选择成使摇台(4)在通过倾动液压缸(9)在凸轮(10)上摇动时，炉缸(1)的炉底出钢口(2)的位置不发生变化或仅有少量变化。
2.按照权利要求1所述的倾动装置，其特征在于，凸轮(10)在从摇台(4)的圆弧向直线(10a)的过渡部位具有一个过渡圆弧(10b)，其圆弧半径为托轮(6a、6b)的半径的1.1倍至3.0倍。
3.按照权利要求1或2所述的倾动装置，其特征在于，在凸轮(10)的范围内，凸轮(10)上的摇动曲线(12)根据炉缸(1)运动过程的要求和炉底出钢口(2)位置的要求设计成向内凹入的或向外凸出的弧线或者抛物线的形式，以取代直线(10a)。
4.设有按权利要求1至3所述的倾动装置的直流电弧炉的出净钢水的方法，其特征在于，在±5°至±15°的倾动范围内围绕固定的摇动中心点(5)倾动炉缸(1)，此时，炉底出钢口(2)移动到位置(2b)或位置(2d)，在超过这个倾动范围时，废钢溜槽(14)从炉缸(1)抽出，炉底出钢口(2)的位置从(2b)移至(2c)，此时，摇动中心点(5)从位置(5a)移动至位置(5b)。
全文摘要
一种在通过炉缸侧边开口连续供入废钢进行操作时既能出净钢水又能留钢水熔池的倾动直流电弧炉的装置及方法。废钢溜槽在连续装料、熔炼、出渣与出钢时保持在开口内，只在出净钢水时抽离。摇台设有凸轮的倾动装置的倾动中心在±5°至±15°的倾动范围内保持不动，仅在出净钢水时移动到另一位置。炉底出钢口的位置在出钢的+10°到出净的+25°的倾动范围内只有不显著的改变，以保护炉底电极的在炉缸外面的构件不受钢水包钢水的热辐射。
文档编号F27B3/06GK1092154SQ93120498
公开日1994年9月14日 申请日期1993年12月21日 优先权日1992年12月24日
发明者H·盖多 申请人:曼-古特霍夫农舒特股份公司