一种无渣出钢量子电弧炉的制作方法

1.本实用新型涉及量子电弧炉无渣出钢技术领域。具体地说是一种无渣出钢量子电弧炉。


背景技术：

2.电炉炼钢以废钢为主要原料、三相交流电作为电源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生的高温电弧热来加热、熔化炉料。电炉炼钢主要是利用电弧作为热源进行炼钢，主要用来生产特殊钢。量子电弧炉是西门子
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奥钢联金属技术公司联合研发的一种新的电炉炼钢技术。该新型电弧炉被称为“电炉炼钢设备的新里程碑”。它的独特之处在于：具有高效率的废钢炉料连续预热系统、新型连续式加料系统、出钢时下炉壳单独倾动系统(炉子其它部分不倾动)、加料和出钢均不断电系统、以及熔池内大量余留钢水系统。这种新型电弧炉已经在墨西哥、孟加拉国等多个国家推广使用，而我国从 2018年开始引进，目前也已经有多家钢厂投产。
3.量子电弧炉的关键技术之一就是靠炉内留钢留渣，实现无渣快速出钢。炉内始终留有出钢量80％的钢水和液态渣，可以保证连续生产，且在理论上可以做到连续一周不停电冶炼。目前，现有的量子电弧炉在实际应用中为了降低出钢钢水中的下渣量，大多在出钢过程中加入挡渣装置。但常用的挡渣装置具有操作难度大、炉料准备时间长、挡渣效果不够好等缺点，不能做到完全无渣出钢，且在实际生产应用过程中需要消耗较多的耐火材料，不利于降低吨钢成本。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能100％无渣出钢且操作简单、可以节约炉料准备时间又能降低吨钢耐火材料消耗的无渣出钢量子电弧炉。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种无渣出钢量子电弧炉，包括炉体、无渣出钢装置和无渣出钢口，所述无渣出钢装置位于所述炉体内，并且所述无渣出钢装置将所述炉体内的钢水分割为相互流体导通的钢水蓄积池和钢水流出过渡池，所述无渣出钢口设置在所述钢水流出过渡池的池底；所述钢水蓄积池和钢水流出过渡池交界连通处流动钢水液面低于所述钢水蓄积池内钢水液面；利用所述钢水蓄积池和钢水流出过渡池交界连通处流动钢水液面与所述钢水蓄积池内钢水液面形成的高度差来阻止钢渣卷入出钢钢水而进入钢水流出过渡池内，从而可以避免钢渣进入无渣出钢口，操作简单，可以达到100％无渣出钢的效果，既可以节约炉料准备时间又能降低吨钢耐火材料的消耗。
7.上述无渣出钢量子电弧炉，所述无渣出钢装置为挡渣板，所述挡渣板的两个纵向侧边分别与所述炉体的内壁液封连接，可以防止钢水蓄积池中的钢水及钢渣从两侧泄漏到钢水流出过渡池中；所述挡渣板的下侧边与所述炉体的底壁之间为流钢通道；所述钢水蓄积池和所述钢水流出过渡池通过所述流钢通道流体导通；由于钢水蓄积池中的钢渣漂浮在
钢水液面上，钢水蓄积池底部不含钢渣的干净钢水则通过流钢通道进入钢水流出过渡池，而钢渣则被挡渣板挡在钢水蓄积池中。
8.上述无渣出钢量子电弧炉，所述钢水蓄积池的池底上设置有炉体排空出钢口，可以在钢渣蓄积到一定程度时，方便对其进行排空处理。
9.上述无渣出钢量子电弧炉，所述无渣出钢口孔径中心线和所述炉体排空出钢口孔径中心线在同一个平面上，且两孔径中心线水平距离l为1500～ 2000mm。
10.上述无渣出钢量子电弧炉，所述钢水蓄积池和所述钢水流出过渡池交界处的钢水流动方向与所述炉体排空出钢口中心和所述无渣出钢口中心所在的水平连线之间的夹角β为0～30
°
。
11.可以保证钢水在流向无渣出钢口时，不会因形成较大的涡流而导致钢渣被卷入流钢通道。
12.上述无渣出钢量子电弧炉，所述流钢通道的高度h为100～300mm。
13.上述无渣出钢量子电弧炉，所述挡渣板的长度为700～1200mm、宽度为 300～700mm、高度800～1500mm。
14.上述无渣出钢量子电弧炉，所述流钢通道的横截面积为所述无渣出钢口孔道横截面积的2～4倍。
15.上述无渣出钢量子电弧炉，所述挡渣板为镁碳板，镁碳板mgo含量为 60～85％，c含量为8～20％，可以使挡渣板具有较长的使用寿命。
16.本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：
17.本实用新型公开的无渣出钢量子电弧炉是利用所述钢水蓄积池和钢水流出过渡池交界连通处流动钢水液面与所述钢水蓄积池内钢水液面形成的高度差来阻止钢渣卷入出钢钢水而进入钢水流出过渡池内，从而可以避免钢渣进入无渣出钢口，可以达到100％无渣出钢的效果，且操作简单，既可以节约炉料准备时间又能降低吨钢耐火材料消耗。本实用新型的技术方案可以延长挡渣板的使用寿命，达到无渣出钢、净化钢水的目的，且能显著降低吨钢成本，具有较高的推广与应用价值。
18.由于钢水蓄积池中的钢渣漂浮在钢水液面上，钢水蓄积池底部不含钢渣的钢水则通过流钢通道进入钢水流出过渡池，而钢渣则被挡渣板挡在钢水蓄积池中。通过在钢水蓄积池的池底设置炉体排空出钢口，可以在钢渣蓄积到一定程度时，对其进行排空处理。另外，本实用新型通过将所述钢水蓄积池和所述钢水流出过渡池交界处的钢水流动方向与所述炉体排空出钢口中心和所述无渣出钢口中心所在的水平连线之间的夹角β控制在0～30
°
的范围内，可以保证钢水在流向无渣出钢口时，不会因形成较大的涡流而导致钢渣被卷入流钢通道。挡渣板为镁碳板，镁碳板mgo含量为60～85％，c含量为8～20％，可以使挡渣板具有较长的使用寿命。
附图说明
19.图1本实用新型无渣出钢量子电弧炉的主视图；
20.图2本实用新型无渣出钢量子电弧炉的俯视图。
21.图中附图标记表示为：1
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无渣出钢装置；2
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炉体排空出钢口；3
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无渣出钢口；4
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流钢通道；5
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钢水蓄积池；6
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钢水流出过渡池。
具体实施方式
22.图1为本实用新型无渣出钢量子电弧炉的主视图；图2为本实用新型无渣出钢量子电弧炉的俯视图。
23.从图1和图2可以看出，无渣出钢量子电弧炉包括炉体、无渣出钢装置 1和无渣出钢口3，无渣出钢装置1位于炉体内，并且无渣出钢装置1将炉体内的钢水分割为相互流体导通的钢水蓄积池5和钢水流出过渡池6，无渣出钢口3设置在钢水流出过渡池6的池底；所述钢水蓄积池5和钢水流出过渡池6交界连通处流动钢水液面低于所述钢水蓄积池5内钢水液面。无渣出钢装置1为挡渣板，挡渣板的两个纵向侧边分别与炉体的内壁液封连接；挡渣板的下侧边与炉体的底壁之间为流钢通道4；钢水蓄积池5和钢水流出过渡池6通过流钢通道4流体导通。利用钢水蓄积池5内液面与流钢通道4内钢水液面形成的高度差阻止钢渣卷入出钢钢水，由于钢水蓄积池中的钢渣漂浮在钢水液面上，钢水蓄积池底部不含钢渣的干净钢水通过流钢通道进入钢水流出过渡池，而钢渣则被挡渣板挡在钢水蓄积池中。钢水蓄积池5的池底上设置有炉体排空出钢口2，可以在钢渣蓄积到一定程度时，方便对其进行排空处理。
24.无渣出钢口3孔径中心线和炉体排空出钢口2孔径中心线在同一个平面上，且两孔径中心线水平距离l为2000mm(见图1)。所述流钢通道4内钢水流动方向与所述炉体排空出钢口2中心和所述无渣出钢口3中心所在的水平连线之间的夹角β为15
°
(见图2)，可以保证钢水在流向无渣出钢口时，不会因形成较大的涡流而导致钢渣被卷入流钢通道；流钢通道4的高度h为 200mm(见图1)；挡渣板为镁碳板，镁碳板的mgo含量为60％，c含量为8％；挡渣板的长度为700mm、宽度为300mm、高度800mm。流钢通道4的横截面积为无渣出钢口3孔道横截面积的2倍。
25.本实例中无渣出钢装置1可以采取特殊复合成型方式成型，也可以浇注成型。
26.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。