一种转炉废钢连续预热系统的制作方法

1.本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种转炉废钢连续预热系统。


背景技术：

2.近年来，随着我国经济的高速发展，能源短缺对经济的制约问题也愈显突出，尤其在钢铁冶炼领域，如何节能减排也越来越受到关注。在冶金工业中，炼钢原料的来源主要有两个，分别为铁水和废钢。其中，废钢属于回收再利用资源，因此相对于铁水具有成本低的优势。因此，提倡炼钢厂在冶炼中应尽量提高废钢比，既有利于保护资源，又有利于节约能源、减少环境污染、促进资源的可持续发展。
3.目前，转炉废钢的利用方式有如下两种：
4.1)从加料跨直接使用电磁吊，将储存在加料跨废钢区域的分类废钢加入废钢料斗，再利用加料跨专用废钢斗吊车加入转。此方法的缺陷在于：没有专门的废钢处理车间，对转炉加料跨的储料要求高；且在车间内进行废钢装卸作业，扬尘严重；废钢的运输、装卸、分类、吊装集中在炼钢车间，对生产节奏的配合要求较高，生产调度难度也高，对大型和特大型转炉，特别是废钢比提高之后的转炉，废钢加入量提高很多，此种原始方式难以适应这种生产节奏要求。
5.2)从加料跨建设废钢连续输送机的形式，将储存在加料跨废钢区域的分类废钢加入输送机受料端，在输送机上部设烤包器式烧嘴，伴随输送机输送废钢的过程进行火焰的加热。此种方法的缺陷在于：同上一种方法一样，没有专门的废钢处理车间，对转炉加料跨的储料要求很高，且在车间内进行废钢装卸作业，扬尘严重；另外，加热完全依赖于烧嘴的火焰加热，无法做集中的排烟和除尘，环境较差，容易造成烟气外溢，煤气利用率也较低，整个加热过程不封闭，容易造成煤气泄漏引起煤气中毒；同时，整体加热均匀性较差，不同区域的废钢的加热温度差异明显，卸料的时候是热料直接卸料，热烟气外溢难以集中收集。


技术实现要素：

6.为了解决以上技术问题，本发明提供一种转炉废钢连续预热系统。
7.本发明提供一种转炉废钢连续预热系统，其包括：废钢料斗，轨道，平车，烟罩，加热装置和密封带；其中，
8.所述废钢料斗的底部设置有若干排烟支管，所述排烟支管的末端形成沿水平方向布置的排烟口；
9.所述轨道设置于加料跨，其沿所述加料跨的横向布置；所述轨道上形成有吊装位和加热位；
10.所述平车设置在所述轨道上，可在所述吊装位和加热位之间移动，并且所述平车的行进方向与车身方向垂直；所述平车的顶部用于支撑废钢料斗；
11.所述烟罩罩设于所述加热位，其沿轨道方向的两侧中靠近吊装位的一侧开设有可供平车和废钢料斗出入的进出口；所述烟罩设置有若干吸烟管道，所述吸烟管道的吸烟口
为内径由外至内逐渐缩小的锥形口，所述吸烟口的位置与位于加热位的平车顶部的废钢料斗的排烟口相对应，所述排烟口的外径介于吸烟口的最大内径和最小内径之间；
12.所述加热装置设置有若干沿废钢料斗长度方向布置的烧嘴，所述烧嘴安装于所述烟罩的顶部；
13.所述密封带的上端铰接于进出口的顶端，所述密封带具有两种工作状态：在打开状态下，其下端到地面的垂直距离大于位于平车顶部的废钢料斗的顶端到地面的垂直距离；在闭合状态下，其下端到地面的垂直距离小于位于平车顶部的废钢料斗的顶端到地面的垂直距离。
14.进一步地，所述转炉废钢连续预热系统还包括：用于获取所述平车的位置信息的距离传感器，所述平车上设置有行程控制器，其与所述距离传感器相连，用于根据所述位置信息控制平车的车轮转速。
15.进一步地，所述距离传感器为激光定位仪，所述平车上设置有沿竖直方向布置的不锈钢反光板；所述激光定位仪的激光发射头与不锈钢反光板沿与轨道平行的方向相对设置。
16.进一步地，所述转炉废钢连续预热系统还包括行程开关，所述平车的车身底部设置有与所述行程开关相适配的撞块。
17.进一步地，所述排烟支管为弯管结构，其一端与废钢料斗内部连通，另一端形成所述排烟口。
18.进一步地，所述转炉废钢连续预热系统还包括换热器，其设置于所述吸烟管道和加热装置之间。
19.进一步地，所述轨道上形成有若干吊装位和加热位，并且相邻的吊装位之间设置有一个或两个加热位。
20.进一步地，所述密封带包括：转轴，连接板，驱动机构和若干不锈钢板；所述转轴铰接于所述进出口的顶端，所述连接板焊接于转轴，所述若干不锈钢板固定于连接板，并且相邻的不锈钢板之间交叠布置；所述驱动机构与转轴相连，用于驱动所述转轴转动预设角度。
21.进一步地，所述若干不锈钢板均螺接于连接板。
22.进一步地，所述驱动机构为电液动推杆，所述转轴上设置有转动臂，所述电液动推杆的伸缩端与转动臂的末端相连。
23.相对于现有技术，本发明提供的转炉废钢连续预热系统具有如下优点：
24.1、该预热系统直接以废钢料斗作为加热容器对废钢进行加热，与以往连续输送机加热方式比较，减少了一次废钢的卸料-装料-卸料过程，降低消耗，减少了人力消耗，降低了污染，提高了生产效率。
25.2、该预热系统设置于加料跨，并且轨道沿加料跨的横向布置，由此充分合理的利用加料跨内的空闲区，无需额外增设空间，由此降低生产成本。
26.3、采用平车横向输送废钢料斗，一方面，平车机械结构简单易操作，能源介质和备件消耗少，运输方式成熟可靠，输送速度快，平车速度可精确控制，起始位置可精确控制，进而精确匹配加热位烧嘴的加热节奏，避免烧嘴火焰直接加热废钢斗，延长废钢斗寿命；另一方面，横向输送可以减小加料跨内纵向空间占的占用，增加轨道上设置的加热位的个数，以适应大型和特大型转炉的生产节奏。
27.4、密封带与废钢料斗采用活动密封，吸烟管道的锥形吸烟口与废钢料斗的排烟口采用对接密封，由此既可以在加热时实现烟尘集中密封排烟，防止烟尘外溢，还不影响废钢料斗随平车移动。
28.综上所述，本发明提供的转炉废钢连续预热系统具有生产效率高，污染小，生产成本低的优点。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统的主视图；
30.图2为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统中废钢料斗的立体结构示意图；
31.图3为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统中废钢料斗的剖面示意图；
32.图4为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统中轨道的俯视图；
33.图5为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统中废钢料斗的排烟口与吸烟管道的吸烟口的对接状态示意图；
34.图6为本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统中密封带的主视图。
35.附图标记说明
36.1-废钢料斗
37.11-排烟支管
38.12-排烟口
39.13-吊耳
40.2-轨道
41.21-吊装位
42.22-加热位
43.3-平车
44.4-烟罩
45.41-吸烟口
46.5-加热装置
47.51-烧嘴
48.6-密封带
49.61-转轴
50.62-连接板
51.63-不锈钢板
具体实施方式
52.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
53.需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
54.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显
而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
55.在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种转炉废钢连续预热系统，请参见图1，该转炉废钢连续预热系统包括：废钢料斗1，轨道2，平车3，烟罩4，加热装置5和密封带6；其中，
56.请参见图2和图3，所述废钢料斗1的底部设置有若干排烟支管11，所述排烟支管11的末端形成沿水平方向布置的排烟口12；所述废钢料斗1的两侧设置有可供吊车吊运的吊耳13；
57.请参见图4，所述轨道2设置于加料跨，其沿所述加料跨的横向布置；所述轨道2上形成有吊装位21和加热位22；图4中，虚线框为吊装位21的位置，实线框为加热位22的位置，为了便于理解，该图中还示出了位于吊装位21和加热位22的平车及废钢料斗1；
58.所述平车3设置在所述轨道2上，可在所述吊装位21和加热位22之间移动，并且所述平车3的行进方向与车身方向垂直；所述平车3的顶部用于支撑废钢料斗1；
59.所述烟罩4罩设于所述加热位22，其沿轨道2方向的两侧中靠近吊装位21的一侧开设有可供平车3和废钢料斗1出入的进出口；所述烟罩4设置有若干吸烟管道，请参见图5，所述吸烟管道的吸烟口41为内径由外至内逐渐缩小的锥形口，所述吸烟口41的位置与位于加热位22的平车3顶部的废钢料斗1的排烟口12相对应，所述排烟口12的外径介于吸烟口41的最大内径和最小内径之间；
60.所述加热装置5设置有若干沿废钢料斗1长度方向布置的烧嘴51；所述烧嘴51安装于所述烟罩4的顶部；
61.所述密封带6的上端铰接于所述进出口的顶端，所述密封带6具有两种工作状态：在打开状态下，其下端到地面的垂直距离大于位于平车3顶部的废钢料斗1的顶端到地面的垂直距离；在闭合状态下(即图1所示的状态)，其下端到地面的垂直距离小于位于平车3顶部的废钢料斗1的顶端到地面的垂直距离。
62.采用本发明实施例提供的转炉废钢连续预热系统对废钢进行加热处理的工序如下：
63.1)将装料后的废钢料斗1运输到炼钢车间加料跨；平车3在吊装位21就位；吊车将废钢料斗1吊运至平车3顶部；
64.2)烟罩4进出口处的密封带6处于打开状态，平车3移动至烟罩4内并在加热位22就位；此时，烧嘴51位于废钢料斗1的正上方，废钢料斗1的排烟口12插入吸烟管道的吸烟口41对接密封；
65.3)闭合密封带6，密封带6将废钢料斗1上方的区域进行密封；开启加热装置5，烧嘴51对废钢料斗1内的废钢料进行加热；
66.4)加热完成后，关闭加热装置5；打开密封带6，平车3退回至吊装位21，吊车将加热的废钢料斗1吊运输送至转炉。
67.上述转炉废钢连续预热系统中：
68.废钢料斗1既是废料的转运载体，也是加热容器。废钢料斗1装料后被吊车吊运至平车3的顶部，为了便于吊运，其两侧可设置有可供吊车吊运的吊耳13。废钢料斗1的底部设置有若干排烟支管11，其用于与吸烟口41配合，将加热废钢过程产生的烟气通过吸烟管道排出，防止烟气外溢。优选的，请参见图3，所述排烟支管11为弯管结构，其一端与废钢料斗1内部连通，另一端形成所述排烟口12。进一步地，该排烟支管11为l型支管。本发明提供的转炉废钢连续预热系统中，直接以废钢料斗1作为加热容器对废钢进行加热，与以往连续输送机加热方式比较，减少了一次废钢的卸料-装料-卸料过程，降低消耗，减少了人力消耗，降低了污染，提高了生产效率。
69.上述轨道2设置于加料跨，即利用加料跨内的空闲区域布置转炉废钢连续预热系统，无需额外增设空间。轨道2上形成有吊装位21和加热位22，其中，吊装位21是吊车将废钢料斗1吊入或吊出平车3的位置，加热位22是对平车3上的废钢料斗1内的废钢料进行加热的位置。本发明中，将轨道2设计成沿着加料跨的横向布置的原因在于：目前加料跨一般是横向空间大(从转炉平台到墙体轴线一般有80到100m)，而纵向空间小(纵向跨度一般是24m)，因此，将轨道2设置成沿加料跨横向布置，有利用充分利用合理的空间。进一步地，所轨道2上设置多个若干的吊装位21和加热位22，并且相邻的吊装位21之间设置有一个或两个加热位22。由此，一方面可以提高单位时间内可加热的废钢料斗的数量，提高生产效率；另一方面，此种方式中部分吊装位两侧都有加热位，可以分别进入两个加热位进行烘烤，即两个加热位可以共用一个吊装位，进一步节省空间。本实施例中，轨道2上设置有四个吊装位21和五个加热位22，其排布方式为：吊装位-加热位-吊装位-加热位-加热位-吊装位-加热位-加热位-吊装位。
70.平车3是废钢料的运输机构，其用于沿上述轨道2横向摆渡运输废钢料斗1。具体的，其顶部用于支撑废钢料斗1，其顶部可以设置料斗限位机构，以防止废钢料斗1在运输过程中发生移动。该平车3可在轨道2的吊装位21和加热位22之间移动，在吊装位21就位时，吊车将待加热的废钢料斗1吊运至平车3顶部，或将加热后的废钢料斗1吊出；在加热位22时，平车用于将废钢料斗1运输至烧嘴51下方。现有的废钢料斗输送多采用液压步进式输送机，相对于液压步进式输送，本发明采用平车输送，纵向空间占地小，机械结构简单易操作，能源介质和备件消耗少，运输方式成熟可靠，输送速度快，平车速度可精确控制，起始位置可精确控制，进而精确匹配加热位22烧嘴51的加热节奏，避免烧嘴51火焰直接加热废钢斗，延长废钢斗寿命。相对于现有的平车，本发明所采用的平车3的行进方向与车身方向垂直，由此可以增加轨道2上设置的加热位22的个数，提高生产效率。
71.为了便于对平车3的启停位置的控制，以使其可以自动精准的停在吊装位21上(吊运位置与平车3顶面对齐)和加热位22上(烧嘴51与废钢料斗1对应，排烟口12与吸烟口41密封对接)，本发明优选实施例提供的转炉废钢连续预热系统还包括：用于获取所述平车3的位置信息的距离传感器，所述平车3上设置有行程控制器，其与所述位置传感器相连，用于根据所述位置信息控制平车3的车轮转速。上述位置传感器可以采用超声波传感器，激光定位仪，红外光传感器或雷达等；优选地，本发明实施例采用如下方式：位置传感器采用激光定位仪，平车3上设置有沿竖直方向布置的不锈钢反光板；激光定位仪的激光发射头与不锈钢反光板沿与轨道2平行的方向相对设置。激光定位仪的激光发射头发射的激光经过不锈
钢反光板反射后被激光接收装置接收，反馈位置信号，行程控制器根据该位置信号控制平车3的车轮转速，以使其能够自动精准的停在吊装位21或加热位22上。上述激光定位仪可以设置在轨道2的外侧。
72.另一种优选的平车的启停位置的控制方式如下：转炉废钢连续预热系统还包括行程开关，平车3的车身底部设置有与行程开关相适配的撞块。当平车3的撞块撞击行程开关后，行程开关动作，相应的切断或接通平车3的传动系统，由此控制平车3的启动或停止。上述行程开关可以安装于轨道的外侧或安装于轨道上。
73.上述烟罩4设置于加热位22，用于将废钢料斗1与外界隔离，以便于对加热过程中产生的烟尘进集中排烟，避免烟尘污染环境。该烟罩4可以采用型钢和耐火材料制作。烟罩4设置有可供平车3和废钢料斗1出入的进出口，烟罩4内设置有烧嘴51和吸烟管道。烧嘴51安装在烟罩4顶部，若干烧嘴51沿着废钢料斗1长度方向布置，烧嘴51用于对废钢料斗1内的废钢料进行加热。本领域技术人员可以理解的是：烧嘴51应位于处于加热位22的平车3顶部的废钢料斗1的正上方，对于具体的烧嘴个数和布置方式本领域技术人员可以结合具体工况进行选择。优选地，烧嘴51到废钢料斗1顶面的距离为400～1000mm。
74.烟罩4内设置有若干吸烟管道，其与废钢料斗1的排烟口12对接后用于将加热过程中将产生的烟尘集中排出，配合密封带6实现防止烟尘外溢的效果。上述若干吸烟管道汇总后接入精炼炉除尘器进行后处理。本发明实施例中，吸烟口41为锥形口，其内径由外至内逐渐缩小；相应的，排烟口12的外径介于吸烟口41的最大内径和最小内径之间。由此，既可以实现排烟口12和吸烟口41的密封对接，还不影响排烟口12随平车3移动。对于排烟口12和吸烟口41的具体设置方式，本领域技术人员可以结合具体工况进行选择，本实施例中，废钢料斗1的底部设置有五个排烟口12(五个排烟支管11)，则烟罩4内相应的安装有五个吸烟口41(五个吸烟管道)。
75.密封带6用于在加热废钢料的过程中，将废钢料斗1上方的区域进行密封，配合吸烟管道达到防治烟尘外溢的效果。相对于传统的密封结构，本发明实施例所需的密封带6既要满足密封功能，又不能影响平车3及废钢料斗1出入烟罩4。由此，本实施例中设置密封带6的上端铰接于烟罩4的进出口的顶端，即该密封带6可沿竖直方向转动。该密封带6具有两种工作状态：在打开状态下，其下端到地面的垂直距离大于位于平车3顶部的废钢料斗1的顶端到地面的垂直距离，此时密封带6处于非密封状态，适用于平车3出入烟罩4的工序，此时不是加热状态，不会产生烟尘，平车3和废钢料斗1可自由出入烟罩4；在闭合状态下，其下端到地面的垂直距离小于位于平车3顶部的废钢料斗1的顶端到地面的垂直距离，适用于加热状态，此时会产生烟尘，平车3在烟罩4内处于静止状态，此时密封带6处于密封状态，可以防止烟尘外溢。
76.请参见图6，作为本发明的优选方案，所述密封带6包括：转轴61，连接板62，驱动机构和若干不锈钢板63；所述转轴61铰接于所述进出口的顶端，所述连接板62焊接于转轴61，所述若干不锈钢板63固定于连接板62，并且相邻的不锈钢板63之间交叠布置；所述驱动机构与转轴61相连，用于驱动所述转轴61转动预设角度。在该密封带6结构中，一根转轴61通过连接板62连接固定若干不锈钢板63，驱动机构通过驱动转轴61转动带动若干不锈钢板63一同转动，实现密封带6的打开和闭合。本方案中，采用多个交叠布置的不锈钢板63作为密封部件的优点在于：1)不锈钢板耐热性能优异，可以适应高温的烘烤环境；2)多个不锈钢板
组合使用，使整个密封结构具有一定的柔性，配合相邻密封板交叠布置，提高密封效果；3)检修时，只需要更换部分不锈钢板即可，无需替换整个密封结构，大大降低更换难度和成本。进一步地，所述若干不锈钢板63均螺接于连接板62，由此便于安装和更换不锈钢板63。以采用40t废钢料斗1为例，不锈钢的尺寸优选为：长度150mm～280mm，宽度400～600mm，相邻不锈钢板63的交叠长度为40～60mm。
77.对于驱动机构的具体形式，其优选采用电液动推杆，所述转轴61上设置有转动臂，所述电液动推杆的伸缩端与转动臂的末端相连。由此，可以通过设定电液动推杆的伸缩行程来控制转轴61的转动角度，进而控制不锈钢板63的翻转角度，使其处于打开状态或闭合状态。具体的，电液动推杆的底端沿竖直面可转动的铰接于固定底座，电液动推杆的伸缩端与转动臂螺纹连接。
78.作为本发明的优选方案，上述转炉废钢连续预热系统还优选包括换热器，其设置于所述吸烟管道和加热装置之间。该换热器用于将排出的烟气进行热交换和热回收，一方面可以将排出的烟气温度降低，降低排烟温度到180度以下，保护后续的除尘装置，另一方面可以提高加热装置的热利用率。更优选的，换热器的另一端设置于加热装置的助燃风机空气管道，由此预热空气，提高燃烧效率，提高废钢加热效果。
79.由上述内容可知，本发明提供的转炉废钢连续预热系统具有如下优点：
80.1、该预热系统直接以废钢料斗作为加热容器对废钢进行加热，与以往连续输送机加热方式比较，减少了一次废钢的卸料-装料-卸料过程，降低消耗，减少了人力消耗，降低了污染，提高了生产效率。
81.2、该预热系统设置于加料跨，并且轨道沿加料跨的横向布置，由此充分合理的利用加料跨内的空闲区，无需额外增设空间，由此降低生产成本。
82.3、采用平车横向输送废钢料斗，一方面，平车机械结构简单易操作，能源介质和备件消耗少，运输方式成熟可靠，输送速度快，平车速度可精确控制，起始位置可精确控制，进而精确匹配加热位烧嘴的加热节奏，避免烧嘴火焰直接加热废钢斗，延长废钢斗寿命；另一方面，横向输送可以减小加料跨内纵向空间占的占用，增加轨道上设置的加热位的个数，提高生产效率。
83.4、密封带与废钢料斗采用活动密封，吸烟管道的锥形吸烟口与废钢料斗的排烟口采用对接密封，由此既可以在加热时实现密封排烟，防止烟尘外溢，还不影响废钢料斗随平车移动。
84.综上所述，本发明提供的转炉废钢连续预热系统具有生产效率高，污染小，生产成本低的优点。
85.以上对本发明所提供的转炉废钢连续预热系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。