[发明专利]枢转的渣门

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月16日提交的名称为“枢转的渣门”的美国专利申请第12/724,657号的权益，该申请通过引用以其全部结合在此，如在以下全部阐述。

背景技术

1.技术领域

本发明的实施方案总体上涉及用于冶金炉的渣门，并且确切地涉及一种枢转的渣门，该渣门具有对于炉子和翼壁的改善的接近性以减少在熔化周期过程中的冶金炉的热量损失。

2.相关技术背景

电弧炉（EAF）使用电弧来熔化置于炉内的金属废料、热金属、铁基材料、或其他金属材料的装料来制钢。现代EAF还可以对结合有来自高炉的热金属的直接还原的铁（“DRI”）进行熔化来制钢。除了弧光的电能之外，还可以通过使用燃料和氧化气体的辅助燃烧器来提供化学能，以生产具有高热含量的助燃产品来协助弧光。

如果EAF被用于熔化废料，则通过顶部开口将废料从铲斗倒入炉子中，废料还可以包括装入的碳以及炉渣形成材料。一种使用了用于来自高炉的热金属的长柄杓的类似装料方法可以通过与用喷枪喷射DRI一起使用来生产炉料。另外，这些材料是可以通过炉子中的其他开口来加入的。

在熔化阶段，电弧和燃烧器把炉料熔化成金属熔池，术语称为铁碳熔化物，它聚集在炉底或炉床上。典型的，在通过对所有引入的炉料进行熔化而形成扁平池之后，电弧炉进入精炼和/或除碳阶段。在此阶段中，金属继续被弧光加热直到炉渣形成材料与铁碳熔化物中的杂质结合并上升至表面成为炉渣。

因此在熔化物被倒出炉子之前，从熔化物的表面去除炉渣和杂质是必要的。还会希望的是，对熔化物进行采样以对熔化物的化学性质、碳和氧水平、和温度等事项进行检查。常规的，这是通过打开位于炉子侧壁中的渣门来完成的。然而，由于它们的设计，打开常规渣门能够使大量的热从炉子散发并且使相当数量的外部冷空气渗入炉壳，从而导致更长的熔化周期并导致更高的生产费用。

另外，常规渣门通常被安装成与炉子侧壁离开一定距离并且通过一走廊或通道连接至炉子。在装料和熔化周期中，废料、炉渣以及其他杂物会积聚在渣门通道中。因此，将杂物从通道中清除以获得熔化物排渣或测试熔化物的入口。这是通过打开该渣门并使用一安装在货车上的一大型冲头来将杂物推入熔化物中完成的。于是该渣门被关闭并且额外的时间被给定用于使杂物熔化而结合在熔化物之中。用来熔化杂物的所需的额外时间增加了熔化周期时间从而降低了效率。

另外，在炉子操作时打开渣门显然是危险的，而在将杂物推入热的熔化物的过程中也会呈现危险。首先最明显的危险是这种可能性，即把杂物推入熔化物中将使熔化的金属飞溅到工人和/或设备上而引起伤害和/或损害。另外，在操作过程中，炉子中的熔池会发生层化。换言之，当熔化物被完全液化时它可以包含多层钢，这些钢在熔化物的底部附近具有较高浓度的残留的碳并且这些层在熔化物顶部附近具有较高浓度的残留的氧。将杂物从炉子的炉腰推入熔化物中会引起这些层化的层快速混合从而随着碳与氧组合并释放二氧化碳而引起剧烈反应。这会产生一种搅拌式“爆发”式效应，这对工人和设备会呈现相当大的危险。

另外，一些针对渣门的先前设计包括吊挂在侧面安装的铰链上的渣门。在除渣之后，炉渣的相当一部分会在门道和管道中及其周围发生固化。这种积蓄的炉渣会使之难以或不可能将侧面安装的渣门完全关闭，这是因为渣门的底部在剩余炉渣上拖行。而令渣门一直打开会因为EAF排气系统经过渣门吸入外部空气并进入炉中而导致相当大的热量损失。

因此，所需要的是一种被构形成尽可能接近该EAF的侧壁安装的渣门。这可以减少或消除在渣门与炉门口之间的通道。这进而消除了必须在除渣或测试之前被清除的炉渣和杂物在通道中的积蓄。还需要的是可以被关闭并且尽管在渣门的门口上存在炉渣和/或其他杂物时也可以被实质密封的渣门。本发明的实施方案主要涉及这样一种渣门。

概述

在此披露了一种液体冷却的、顶部枢转的具有多个保护性翼壁的渣门。该渣门可以被安装为极接近冶金炉（如电弧炉（“EAF”））的侧壁，并且因此不要求一连接过道或通道。使用一个或多个牢靠的枢转机构可以使该渣门从顶部枢转，枢转机构例如像而非限制的，一个或多个齿条及小齿轮组、蜗杆驱动器、或液压汽缸。该渣门可以在一关闭的垂直位置与一打开的水平位置之间的任何位置移动和停止。该渣门被定位为极邻近炉子的侧壁从而消除了传统的渣门通道。