专利名称：具有预热罐的熔化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用以预热原材料的具有预热罐的熔化炉，更特别地是涉及一种电弧炉，它用以加热并熔化倒入其中的预热金属。
熔化炉通常都配备有一个倾斜装置，以排放熔化的物料和浮渣。例如，日本未经审查的专利申请公报No.4-309789公开了一种具有倾斜装置的熔化炉。如图6所示，该熔化炉有啮合齿轮2和驱动齿轮3，啮合齿轮2沿其圆周地放置在熔化炉1的两侧。该啮合齿轮由驱动齿轮3支撑并与之啮合。当排放熔液时，通过旋转驱动齿轮3使熔化炉倾斜。
熔化炉设有一个炉顶4和预热塔5a，5b。炉顶4覆盖了一个设置在熔化炉1上部的装料口a。预热塔为圆柱形，并且它们立于炉顶4上。从熔化炉中排出的废气通过炉顶上升到预热塔内。数量恰当的多个预热室6a，6b方向朝上地设置在预热塔的底部。在这些预热室的上部，设有排放废气的排放口7，该排放口与一粉尘口相连。
另外，在每个预热室的下方，有一个自由开闭的用以容纳原材料的挡板8。在预热室的最上部，有一保存室，用以保存从系统外部适当地提供的原材料。
在炼钢的电弧炉使用一成形电极的情况下，必须降低电极的消耗。未经审查的实用新型申请公报No.6-2095公开了一种用以降低电极消耗的措施。如图7所示，在炉顶的两个位置上装备有铁屑储存部分11并且在这两个铁屑储存部分之间插入一上电极12。在铁屑储存部分之上，分别有废气排放管13和铁屑传送带14。
在这个公开文件中，铁屑15围绕在由上电极产生的电弧周围，而且将辐射传递给铁屑的效率非常高。因此，可以缩短上电极的长度。出于这个原因，电极的消耗量可以被压缩到很小。
上述的用以预热原材料的具有预热塔的熔化炉可以提高熔化效率，但它仍有下述缺点。
如图6所示，熔化炉11将炉顶4放于熔化炉1的进料口1a上，熔化炉1水平放置，成空心圆柱状。为了使熔化炉本身在排放熔液时平稳地倾斜，必须使炉顶具有圆弧形。这样，直立地放置在这样高的炉顶上的预热塔5a，5b导致占有空间的高度过高。不仅使预热塔的结构变得过高，并且使得将原材料运送到这样高的预餵料塔顶的原料传送带需要庞大的尺寸和高的功率。此外，因为在排放熔液时在熔化炉1和炉顶4之间产生了一个宽大的间隙，故而会使含有粉尘或类似物的气体泄漏出熔化炉之外，从而使工作环境变得恶劣。
从炉顶4的顶部向下插入熔化炉1的电极10在熔化炉内的暴露部分比所必需的长度要长。因此，电极10暴露在强氧化性气氛中并由于氧化而明显地消耗。
未经审查的实用新型公报No.6-2095中的电弧炉有效地降低了电极的消耗，但它有如下的问题。
在这个电弧炉中，没有将所提供的铁屑输入电弧炉的装置。铁屑的输送是靠铁屑根据其自重而自然下落的。只要铁屑16从两个铁屑储存部分平稳地输入电弧炉，这个操作就没有问题。
但是，当出现一些问题时，例如在一个铁屑储存部分11内出现卡住时，铁屑的输送是绕着电极15的一侧进行的。由电弧造成的铁屑的熔化是不均匀的，并且使铁屑易于朝向电极方熔化，这将导致电极损坏的麻烦。
另外，存在着一个难题，即当排放熔液时，带有铁屑储存部分11的炉顶16的倾斜不得不和电弧炉17的倾斜一起整体地进行。为此，铁屑储存部分11要在排放熔液时排空。由于排空的原因，不可能在下一步进行加热熔化之前预热铁屑。
另外，由于缺乏燃烧室，通过铁屑储存部分11的含于废气中的CO不能充分地燃烧，生成CO2，这样，废气温度低并且有害。
本发明的目的是提供一种具有预热罐的熔化炉，它能使熔化炉装置结构紧凑，并能燃烧废气使之处于高温并且无害，以利用废气预热原材料，该装置还能使原材料均匀地输送到电极的周围，并能进一步地通过减少电极的氧化损耗来降低成本。
为了达到这个目的，本发明提供了一种具有预热罐的熔化炉，它包括用以预热原材料的预热罐；一熔化炉炉体，它有用以倾斜熔化炉的倾斜装置和用以加热预热原材料的加热装置；一用于覆盖熔化炉炉体的上部的炉顶；一燃烧室，它设置在炉顶上，用以燃烧在熔化炉炉体内产生的气体；输料口，它设置在燃烧室的侧面，用以将预热的材料输入熔化炉炉体，将燃烧室的上述侧面设置成与倾斜方向垂直；供料口，它设置在预热罐的下端，用以通过输料口将预热的材料供入熔炉炉体内；连接装置，用于在熔化炉倾斜的情况下可移动地连接供料口和输料口。
下面参照附图描述本发明的较佳实施例中，图中
图1是本发明的一个实施例的局部剖开并截断的前视图；图2是沿图1中的A-A线截取的视图；图3是沿图1中的B-B线截取的视图；图4是本发明的燃烧室的输送口和预热罐的供料口的接合部分的机构图；图5表示本发明的另一个实施例的主要需求部分；图6表示先有技术中的具有预热罐的熔化炉；以及图7表示先有技术中的连续输送铁屑的电弧炉。
本发明提供了一种具有预热罐的熔化炉。该熔化炉包括用以预热原材料的预热罐，一个具有倾斜装置的熔化炉炉体，用以加热输送到熔化炉炉体内的经预热的原材料的加热装置和一个用以燃烧在熔化炉炉体内产生的气体的燃烧室。熔化炉炉体的上部覆盖有一炉顶。燃烧室放置在炉顶上，用以燃烧在熔化炉炉体内产生的气体。燃烧室的侧面有输料口，其位置与倾斜方向成直角。预热罐在其下端装有供料口，用以将经预热的材料通过输料口供入熔化炉炉体内。输料口与供料口可移动地连接。
在本发明中，由于燃烧室位于炉顶上，因而在熔化炉内产生的CO气体在燃烧室内燃烧，与氧气发生反应。为此，CO气体充分地燃烧，生成CO2气体，并由此使废气的温度升高并使之变得无害。
这样，由通过燃烧室而穿过柱状预热罐的废气可使传送给预热罐内的原材料的热能量增加，这使得输送的原材料以高温输送。此外，可使废气变得无害，这也降低了用于处理废气的成本。
接合部分有一套机构，其中输料口在倾斜熔化炉用以排出熔液或排渣时与供料口可移动地接触。由于有这套机构，熔化炉可以倾斜而与柱状预热罐无关。
接合部分的这套机构要如此地构成，使得输料口和供料口可以接触，并使前者可以旋转地与后者接触或者根据与后者形成的一个稍大的间隙而可以旋转。因为原材料是通过两个或更多的输料口输送到熔化炉内的，所以可以使每个柱状预热罐的原材料的储量减半或减得更少。
此外，当在预热罐内发生某些输料故障时，尽管在发生故障的预热罐内停止了输送原料的操作，原材料还可以通过另一个预热罐输送。由此可以使熔化炉的操作连续地进行。
输料口的中心和供料口的中心分别与熔化炉的倾斜的中心轴线一致。这样，当熔化炉倾斜时，即使熔化炉和燃烧室一道整体地倾斜，输料口与供料口也可与连接装置保持相互一致。
正是由于这个工作，才使得高温废气的排放和原材料的输送得以在熔化炉倾斜的过程中实施，并可以提高粉尘的收集率和预热效率，同时还可以将连接装置的密封面积减到最小。
熔化炉还包括用以移动柱状预热罐的装置，它能使柱状预热罐远离熔化炉。当其中的一个预热罐发生某些与材料输送有关的问题时，通过用于移动预热罐的装置可将出现故障的预热罐移到一个远离燃烧室的位置，并且可以使有故障的罐与熔化炉分离。正是由于这种分离，才使得故障炉得以在不停止熔化炉操作的情况下得到检查和修理。
在本发明中，可以在燃烧室的外部放置一个作为热源的可动电极。结果，可动电极并没有暴露在位于燃烧室内的高温废气中并且可通过插入一根短的可动电极来产生电弧。正是由于电极的长度减短了，才可以使电极的耗损降低。
实施例图1是本发明的一个实施例的局部剖开并截断的前视图。图2是沿图1中的A-A线的视图。图3是沿图1中的B-B线的视图。
参考图1，图2和图3，参考标号21代表一个配备有一倾斜装置的熔化炉，炉顶22放在熔化炉炉体21a之上。参考标号23代表一个燃烧室，它放在炉顶之上。
另外，输料口24a，24b位于燃烧室23的两侧，其方向与熔化炉的倾斜方向垂直，这样，可以使数量均匀的从预热罐25a，25b排出的经预热的原材料输送到熔化炉的中央部分。
参考标号25a，25b代表柱状的预热罐，并且该柱状预热罐有在预热罐的下端部分与输料口24a，24b相连的供料口26a，26b。参考标号27代表一个可动电极，它从位于燃烧室23附近的炉顶21的上方插入熔化炉炉体21a内。
参考图1，在预热罐的顶部有一个进料口29，从系统外部通过运输系统(图中未表示)传送的原材料被输送到预热罐内。
输送装置28a，28b安装在每个预热罐25a，25b的下部，按照固定的数量输送原材料，并且通过燃烧室23将数量均匀的原材料输送到熔化炉的中部。在这个实施例中，推料机作为输送装置，交替地输送原材料。这样，原材料被一点一点地数量均匀地输送。除了推料机之外，可以采用例如振动给料机。在图4中示出了可以旋转接触的连接装置的一套机构。
图4是一张放大图，它表示本发明的实施例的主要的必需部分。连接装置是由这样一套机构组成的，使得输料口24a的一端和供料口26a的一端分别固定在法兰38a，38b上。通过一个简单的推进装置(图中未示出)，输料口和供料口与法兰保持接触，从而使倾斜运动受到不良影响。
由于分别使输料口24a的中心和供料口26a的中心做得与倾斜的中心轴线相一致，在倾斜运动中，使法兰38a，38b的表面保持可接触地旋转或彼此之间可有稍大间隙地旋转。法兰的这种结合可以由具有和上述功能相类似的功能的不同直径的管子接合来代替。原材料由一输料机39通过输料装置28输送到熔化炉内。
在图1所示的熔化炉21内，电弧是在作为热源的可动电极27之间产生的，并且又依次使被输送的原材料熔化。随着熔液29的水平位置的变化，控制可动电极上、下移动，由此使电极保持稳定。
在熔化炉21内产生的气体与通过设置在燃烧室23内的喷嘴吹入的氧气混合并燃烧。即使燃烧室23的空间很窄小，但是通过控制由一个控制阀41吹入的氧气量可使燃烧充分地进行。除了氧气之外，也可吹入空气。
燃烧室23可以配备有一吹入口35。为了保护炉顶22免于因吹入的气体的过度反应而损害或者保护输料口免于在操作中出现故障，使预热罐25a，25b的排料侧的大量低温气体由吹入口返回。除了低温气体之外，也可以采用例如工厂里产生的氮气等的惰性气体。
燃烧后的废气排出燃烧室23并经过装入预热罐25a，25b的原材料，预热原材料，然后通过位于每个预热罐25a，25b上部的排气管31a，31b排放到系统的外部。
此时，通过使预热罐25a，25b偏向熔化炉的中心轴线，使原材料移向熔化炉的中心轴线，以填补原材料和预热罐侧壁之间的间隙。其结果是，废气无法通过间隙。这样，可以使原材料充分地被预热。
如图2所示，输料口24a，24b设置在燃烧室23的两侧，其方向沿箭头Y的方向，与熔化炉21倾斜的方向(箭头X所示)垂直。预热罐25a，25b上有与输料口24a，24b相连的供料口26a，26b。
由于可动电极27位于燃烧室23的外部，故而可以使用长度短的电极。
在这个实施例中，采用了一个单独的电极。但是，根据情况，如果情况需要的话，也可采用多个可动电极。此外，本实施例采用直流电，但是也可以采用交流电。
图3表示本发明的一个实施例，其中熔化炉21沿箭头Z的方向倾斜并通过一个排料孔3排放熔液30。
在这个实施例中，由于输料口24a，24b的中心P和供料口26a，26b的中心与如图中箭头所示的熔化炉21的倾斜中心轴线保持一致，如果燃烧室和熔化炉一同整体地倾斜，那么作为连接装置，输料口24a和供料口26a仍保持一致。
熔化炉21设置于辊子34上，以便使其平稳地倾斜。当采用直流电弧炉时，为了保持有连续的电流流过，可动电极27通常必须配备有一个下电极33，以便在熔化的初始阶段使熔液停留在下电极之上。由于有这种必要，在本发明中，当可动电27倾斜并向下移动时，可移动电极27到达保持在下电极之上的熔液。
图5表示本发明的另一个实施例的主要的必需部分。如图5所示，柱状预热罐25a安装在一个移动机构37上。当预热罐25b的一侧发生某些故障时，一分离板40插入接合部分，用以通过普通的驱动装置(图中未示出)而将预热罐25b移动到一个远离燃烧室23的位置。正是由于这块分离板的插入，才能够防止废气排出并且可以在不停止熔化炉的操作的情况下进行一侧预热炉的操作。
根据以上描述，本发明具有以下效果(1)由于在熔化炉的两侧之上设置了两个或更多的预热罐，可以将每个预热罐的原材料储存量减半或减得更小，并且预热罐的高度可以减半或减得更少。另外，由于预热罐不是位于熔化炉的正上方，就不存在在熔化炉倾斜的运动中发生与这些预热罐碰撞的可能性。
(2)由于原材料输送的位置低，故而只会有少量熔液因原材料之间的相互冲撞而溅出并且不会有像熔液粘到炉顶上这样的麻烦。
(3)由于输送到熔化炉中的原材料位于熔化炉的一侧的情况得到改善，故而降低了底部耐火材料和底部电极的消耗。这样，易于改进耐火材料的消耗指标并使设备的维修变得容易。
(4)当其中的一个预热罐出现故障时，通过使出故障的预热罐与熔化炉分离，可以使熔化炉连续地工作。正是由于这个分离操作，缩短了未操作时间从而提高了生产率。
(5)由于废气在燃烧室内燃烧并变至高温和无害然后被送至预热罐，从而使预热效果得到了改善并且减小了操作的危险性。
(6)正是由于预热罐偏向熔化炉的中心轴线一侧，才使得废气的管道现象得以抑制，并提高了原材料的预热效果。
(7)通过利用主要在预热罐中的排放侧的低温气体，使在燃烧室内燃烧的气体燃烧量得以控制。因此，可以减少由于设备的过热而产生的故障。
(8)由于材料是从两个预热罐交替地输送的，材料以基本上恒定的供给率连续地输送到熔化炉中，并使操作稳定。
(9)由于可动电极位于燃烧室的外部，故而可以最在限度地减小在熔化炉内的电极长度并使电极表面的氧化消耗减少。
(10)由于可动电极是斜向插入的，故而即使要进行一个使熔液减少的特殊操作，也可以相对于围绕熔化炉的中心部分的原材料稳定地产生电弧。
由于如上所述，可以排除在操作过程中引发事故的因素，有可能在无需人力的情况下进行熔化炉的操作。
根据本发明，柱状预热罐的高度可以降低至所需的最小程度，可以简化装置和设备，使之结构紧凑，通过使高温且无害的废气燃烧可以用废气来预热原材料，从而使预热的原材料均匀地送至电极的周围，并且显著地降低电极的消耗。
权利要求
1.一种具有预热罐的熔化炉，包括用以预热原材料的预热罐(25a，25b)；一个熔化炉炉体(21a)，其上带有用以倾斜熔化炉的倾斜装置和用以加热经预热的材料的加热装置；一个用于覆盖熔化炉炉体的上部的炉顶(22)；一个燃烧室(23)，它位于炉顶上，用以燃烧在熔化炉炉体内产生的气体；输料口(24a，24b)，它们位于燃烧室的侧面，用以将经预热的原材料送入熔化炉的炉体内，上述燃烧室的侧面的位置方向与倾斜的方向垂直；供料口(26a，26b)，它们位于预热罐的底部，用以通过输料口将经预热的原材料供给熔化炉的炉体；连接装置，用于在熔化炉倾斜的情况下可移动地连接输料口和供料口。
2.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述输料口和上述供料口具有公共的轴线并且熔化炉围绕该轴线倾斜。
3.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，还包括移动装置，用于将预热罐沿与倾斜方向垂直的方向移走。
4.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述加热装置包括一个可动电极(27)和一个下电极(33)，下电极安装在熔化炉炉体的底部，可动电极位于熔化炉炉体之上，并在燃烧室的外面，它通过炉顶放置。
5.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，预热罐是一个柱状预热罐。
6.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，预热罐有输料装置(28)，它安装在预热罐的底端，用以将经预热的材料从供料口输送到熔化炉内。
7.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述输料装置是一个推料机(28a，28b)。
8.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述输料装置是一个振动给料机(39)。
9.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述连接装置包括一个装在输料口的一端的第一法兰(38a)，一个装在供料口的一端的第二法兰(38b)，和一个用以将第二法兰压在第一法兰上的压紧装置。
10.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述燃烧室包括一个用以供入氧气以燃烧在熔化炉的炉体内产生的气体的喷嘴。
11.如权利要求1的熔化炉，其特征在于，上述燃烧室包括一个用于提供从预热罐内排出的废气的吹入口。
全文摘要
本发明的具有预热罐的熔化炉包括用以预热原料的预热罐，带一倾斜装置和一加热装置的熔化炉炉体；一用以覆盖熔化炉炉体上部的炉顶；用以燃烧在熔化炉炉体内产生的气体的燃烧室；位于燃烧室侧面，用以将预热的原料送入炉体内的输料口，燃烧室的上述侧面的位置与倾斜方向垂直；位于预热罐底端用以将预热的原料通过输料口供入炉体的供料口；用于在熔化炉倾斜时可移动地连接供料口和输料口的连接机构。
文档编号F27B3/08GK1133967SQ9510501
公开日1996年10月23日 申请日期1995年4月19日 优先权日1995年4月19日
发明者青范夫, 久保博嗣 申请人:日本钢管株式会社