一种冶金钢包烘烤装置发明专利

专利名称：一种冶金钢包烘烤装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410753610.2

专利申请（专利权）人：山西晋南钢铁集团有限公司
权利人地址：山西省临汾市曲沃县高显镇立恒大道南侧(高显工业园区内)

专利发明（设计）人：武建伟,付卫兵,薛志强,常民

专利摘要：本发明属于冶炼技术领域，具体是指一种冶金钢包烘烤装置，包括变幅杆、烟气过滤筒、气体循环单元和变角烘烤单元，所述烟气过滤筒设于变幅杆上，所述气体循环单元连接于烟气过滤筒的上下两端，所述变角烘烤单元设于烟气过滤筒内，变角烘烤单元会相对钢包转动，并从不同位置、不同角度对钢包内的钢水烘烤加热，烘烤产生的烟气经烟气过滤筒处理后，再被气体循环单元处理并输送到烟气过滤筒的下方，用于隔绝内部烟气与外部气体，减少未经处理烟气的外逸。本发明通过变角烘烤单元的设置，能够在不同方向上对钢包内部加热，降低钢包内钢水的温差，提升后续浇铸质量，再通过烟气过滤筒对冶炼产生的气体无害化处理，防止其污染环境。

主权利要求：
1.一种冶金钢包烘烤装置，其特征在于：包括变幅杆（1）、烟气过滤筒（2）、气体循环单元（3）和变角烘烤单元（4），所述烟气过滤筒（2）设于变幅杆（1）上，所述气体循环单元（3）连接于烟气过滤筒（2）的上下两端，所述变角烘烤单元（4）设于烟气过滤筒（2）内；
所述变角烘烤单元（4）包括隔热盘（5）、隔热变向环（6）、变向齿轮（7）、齿圈（8）、变向电机（10）、主循环电机（12）和主动轮（14），所述隔热盘（5）转动设于烟气过滤筒（2）中，所述隔热变向环（6）多组对称转动设于隔热盘（5）中，所述变向齿轮（7）键连接于隔热变向环（6）上，所述齿圈（8）啮合设于变向齿轮（7）上，所述主动轮（14）啮合设于齿圈（8）上，所述变向电机（10）的输出端设于主动轮（14）上，所述主循环电机（12）的输出端设于隔热盘（5）上；
所述隔热盘（5）上设有盖板（9），所述变向电机（10）贯穿设于盖板（9）的边缘，所述主循环电机（12）贯穿设于盖板（9）的中心；
所述主循环电机（12）的输出轴上套设有回转滑环（11），所述回转滑环（11）的下端贯穿盖板（9）并与隔热变向环（6）连通；
所述回转滑环（11）的上半部连接有总成管（13），所述总成管（13）环绕在主循环电机（12）外侧；
所述烟气过滤筒（2）内部设有过滤腔（21），所述烟气过滤筒（2）下方设有勾状环（22），所述勾状环（22）内部中空，所述过滤腔（21）上壁圆周阵列设有上出气孔（23），所述勾状环（22）侧壁圆周阵列设有下进气孔（24），所述勾状环（22）远离下进气孔（24）的一侧设有吹出孔（25）；
所述过滤腔（21）中阵列设有滤网（15）；
所述气体循环单元（3）包括气泵（16）、下集气环（17）、上集气环（18）和回收管（19），所述气泵（16）多组阵列设于烟气过滤筒（2）上壁，所述下集气环（17）环绕气泵（16）设于烟气过滤筒（2）上壁，所述气泵（16）的吸气口与下集气环（17）连通，所述上集气环（18）与气泵（16）的出气口连通，所述下集气环（17）的下端与上出气孔（23）连通，所述回收管（19）的上端与上集气环（18）的出气口连通，所述回收管（19）的下端与下进气孔（24）连通；
所述隔热变向环（6）的中下端设有斜射孔（20）；
所述隔热盘（5）上圆周阵列设有安装槽（26），所述隔热盘（5）外侧设有限位台（27）；
所述隔热变向环（6）转动设于安装槽（26）中，所述齿圈（8）安装于限位台（27）内侧。 说明书 : 一种冶金钢包烘烤装置技术领域[0001] 本发明属于冶炼技术领域，具体是指一种冶金钢包烘烤装置。背景技术[0002] 钢包烘烤是炼钢生产工序中的主要环节之一。烘烤装置的性能对转炉出钢温度、炼钢作业率、炉龄等都有很大影响。钢包烘烤介于炼钢和铸钢两个工序之间，钢包烘烤温度的高低对协调整个生产有重要作用。钢水从出完钢到浇铸前都要在钢包中镇静5～10min后才能浇铸，在镇静过程中，钢水温度会降低。钢水温度降幅较大时，会对转炉寿命、钢产量、能源消耗和原材料消耗等造成较大的影响，因此，维持钢包中钢水的温度非常重要。[0003] 目前，行业内均是采用钢包烘烤器对钢水加热保温。钢包烘烤器的种类较为繁杂，常见的有蓄热式钢包烘烤器、直燃式钢包烘烤器、自预热式钢包烘烤器和复合式钢包烘烤器。上述钢包烘烤器的加热角度均是火焰直喷钢包中心，喷射角度无法改变。此种加热方式是将中间钢水的温度加热后，再将热量传递到周围的钢水中，容易导致钢包内钢水温度不均，影响后续钢水浇铸质量。[0004] 同时，因钢包烘烤时，钢包烘烤器与钢包之间留有间隙，高温加热时会从钢水中排放出有害气体，此气体无法被钢包烘烤器处理，多被直接排放在车间内部，损害人身健康。发明内容[0005] 针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种冶金钢包烘烤装置，通过变角烘烤单元的设置，能够在不同方向上对钢包内部加热，降低钢包内钢水的温差，提升后续浇铸质量，再通过烟气过滤筒对冶炼产生的气体无害化处理，防止其污染环境。[0006] 本发明采取的技术方案如下：本发明提出的一种冶金钢包烘烤装置，包括变幅杆、烟气过滤筒、气体循环单元和变角烘烤单元，所述烟气过滤筒设于变幅杆上，所述气体循环单元连接于烟气过滤筒的上下两端，所述变角烘烤单元设于烟气过滤筒内，在烘烤作业时，烟气过滤筒在变幅杆的作用下被放置在钢包的正上方，两者之间预留一定的间隙即可，变角烘烤单元会相对钢包转动，并从不同位置、不同角度对钢包内的钢水烘烤加热，烘烤产生的烟气经烟气过滤筒处理后，再被气体循环单元处理并输送到烟气过滤筒的下方，循环后的烟气用于隔绝内部烟气与外部气体，减少未经处理烟气的外逸。[0007] 进一步地，所述变角烘烤单元包括隔热盘、隔热变向环、变向齿轮、齿圈、变向电机、主循环电机和主动轮，所述隔热盘转动设于烟气过滤筒中，烟气过滤筒和隔热盘均采用耐火隔热材料，能够有效隔绝下方钢包产生的热量，防止损伤隔热盘上方的部件，所述隔热变向环多组对称转动设于隔热盘中，隔热变向环能使内部的火焰呈一定的角度喷射，所述变向齿轮键连接于隔热变向环上，变向齿轮转动时能够带动隔热变向环转动，所述齿圈啮合设于变向齿轮上，所述主动轮啮合设于齿圈上，所述变向电机的输出端设于主动轮上，变向电机转动时，能够通过主动轮和齿圈驱动变向齿轮转动，从而带动隔热变向环转动，使隔热变向环内部的火焰角度发生变化，所述主循环电机的输出端设于隔热盘上，主循环电机转动时，带动隔热盘转动，并带动隔热变向环绕钢包圆周转动，从而改变隔热变向环的加热位置，在钢包的不同方向上对钢水进行加热，使钢水温度更加均匀；所述隔热盘上设有盖板，所述变向电机贯穿设于盖板的边缘，所述主循环电机贯穿设于盖板的中心，所述主循环电机的输出轴上套设有回转滑环，回转滑环分为上下两部分，回转滑环的上下两部分能够相对转动并保持内部气道连通，所述回转滑环的下端贯穿盖板并与隔热变向环连通，所述回转滑环的上半部连接有总成管，外部燃料气体经总成管进入回转滑环中，然后进入隔热变向环并从中喷出，喷出的燃料可由手持式的点火器点燃，所述总成管环绕在主循环电机外侧。[0008] 进一步地，所述烟气过滤筒内部设有过滤腔，所述过滤腔中阵列设有滤网，滤网用于处理钢包烘烤产生的烟气，所述烟气过滤筒下方设有勾状环，所述勾状环内部中空，所述过滤腔上壁圆周阵列设有上出气孔，所述勾状环侧壁圆周阵列设有下进气孔，所述勾状环远离下进气孔的一侧设有吹出孔。[0009] 进一步地，所述气体循环单元包括气泵、下集气环、上集气环和回收管，所述气泵多组阵列设于烟气过滤筒上壁，所述下集气环环绕气泵设于烟气过滤筒上壁，所述气泵的吸气口与下集气环连通，所述上集气环与气泵的出气口连通，所述下集气环的下端与上出气孔连通，所述回收管的上端与上集气环的出气口连通，所述回收管的下端与下进气孔连通；钢包受热烘烤后会产生烟气，此时烟气会沿着设定的流通路径移动，烟气先从隔热盘与钢包的间隙向外逸出，因此时的烟气为高温状态，烟气密度较低，初始状态时，大部分烟气会优先向上流入过滤腔中，少部分气体会从吹出孔与钢包之间的间隙中向下逸出，烟气经滤网过滤，去除内部的有害物质后，被气泵抽出，经气体循环单元的输送，从回收管重新流入勾状环中，并从吹出孔中吹出，吹出的气体具有一定的流速和厚度，且气体温度仍然较高，此高温气体在钢包与吹出孔中间形成一道空气幕，此道空气幕能够拦阻上下两端气体的交换和流通，既能拦阻未经处理的烟气，减少逸散量，也能起到一定的保温效果，减少外部冷气对钢包顶部开口处的影响。[0010] 进一步地，为了使火焰喷射呈一定的角度，所述隔热变向环的中下端设有斜射孔，斜射孔的角度与钢包的深度适配，从斜射孔喷射的火焰能够到达钢包的底部，当斜射孔的底部转动到远离隔热盘中心的位置时，火焰到达外极限喷射角度处，当斜射孔的底部转动到靠近隔热盘中心的位置时，火焰到达内极限喷射角度处；所述隔热盘上圆周阵列设有安装槽，所述隔热变向环转动设于安装槽中，所述隔热盘外侧设有限位台，所述齿圈安装于限位台内侧。[0011] 采用上述结构本发明取得的有益效果如下：[0012] 1、隔热变向环在变向齿轮、齿圈和主动轮的作用下，能够改变火焰喷射的角度，从不同方向上对钢包内的钢水烘烤，降低钢水内部的温差，提升后续浇铸质量；[0013] 2、隔热盘在主循环电机的作用下往复转动，并带动隔热变向环沿钢包圆周运动，使隔热变向环在不同的位置对钢水加热，从而实现不同位置、不同角度往复加热的效果，进一步提升钢水内部温度的均匀性；[0014] 3、滤网能够将钢水受热时产生的烟气过滤，降低烟气中有害物质，保护车间环境和人身健康；[0015] 4、高温烟气会向上移动，并在气体循环单元的作用下重新进入烟气过滤筒的勾状环内，然后从吹出孔中吹出，吹出的气体具有一定的流速和厚度，且气体温度仍然较高，高温气体作用在钢包的表面，形成与空气幕相同的效果，既能减轻勾状环内部未处理烟气的逸散量，也能起到一定的保温效果。附图说明[0016] 图1为本发明提出的一种冶金钢包烘烤装置的结构示意图；[0017] 图2为变角烘烤单元的结构示意图；[0018] 图3为变角烘烤单元的剖视图；[0019] 图4为气体循环单元的结构示意图；[0020] 图5为变角烘烤单元的爆炸图的局部剖视图；[0021] 图6为隔热盘内的动力传递关系图；[0022] 图7为隔热变向环的剖视图；[0023] 图8为烟气过滤筒的剖视图；[0024] 图9为隔热盘的结构示意图；[0025] 图10为烘烤产生烟气的流动示意图。[0026] 其中，1、变幅杆，2、烟气过滤筒，3、气体循环单元，4、变角烘烤单元，5、隔热盘，6、隔热变向环，7、变向齿轮，8、齿圈，9、盖板，10、变向电机，11、回转滑环，12、主循环电机，13、总成管，14、主动轮，15、滤网，16、气泵，17、下集气环，18、上集气环，19、回收管，20、斜射孔，21、过滤腔，22、勾状环，23、上出气孔，24、下进气孔，25、吹出孔，26、安装槽，27、限位台。[0027] 在图10中，a表示火焰的外极限喷射角度，b表示火焰的内极限喷射角度，c表示烟气的流通路径，d表示钢包。[0028] 附图用来提供对本发明的进一步理解，且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0031] 如图1、图2和图10所示，本发明提出的一种冶金钢包烘烤装置，包括变幅杆1、烟气过滤筒2、气体循环单元3和变角烘烤单元4，烟气过滤筒2设于变幅杆1上，气体循环单元3连接于烟气过滤筒2的上下两端，变角烘烤单元4设于烟气过滤筒2内，在烘烤作业时，烟气过滤筒2在变幅杆1的作用下被放置在钢包d的正上方，两者之间预留一定的间隙即可，变角烘烤单元4会相对钢包d转动，并从不同位置、不同角度对钢包d内的钢水烘烤加热，烘烤产生的烟气经烟气过滤筒2处理后，再被气体循环单元3处理并输送到烟气过滤筒2的下方，循环后的烟气用于隔绝内部烟气与外部气体，减少未经处理烟气的外逸。[0032] 如图3、图5和图6所示，变角烘烤单元4包括隔热盘5、隔热变向环6、变向齿轮7、齿圈8、变向电机10、主循环电机12和主动轮14，隔热盘5转动设于烟气过滤筒2中，烟气过滤筒2和隔热盘5均采用耐火隔热材料，能够有效隔绝下方钢包d产生的热量，防止损伤隔热盘5上方的部件，隔热变向环6多组对称转动设于隔热盘5中，隔热变向环6能使内部的火焰呈一定的角度喷射，变向齿轮7键连接于隔热变向环6上，变向齿轮7转动时能够带动隔热变向环6转动，齿圈8啮合设于变向齿轮7上，主动轮14啮合设于齿圈8上，变向电机10的输出端设于主动轮14上，变向电机10转动时，能够通过主动轮14和齿圈8驱动变向齿轮7转动，从而带动隔热变向环6转动，使隔热变向环6内部的火焰角度发生变化，主循环电机12的输出端设于隔热盘5上，主循环电机12转动时，带动隔热盘5转动，并带动隔热变向环6绕钢包d圆周转动，从而改变隔热变向环6的加热位置，在钢包d的不同方向上对钢水进行加热，使钢水温度更加均匀；隔热盘5上设有盖板9，变向电机10贯穿设于盖板9的边缘，主循环电机12贯穿设于盖板9的中心，主循环电机12的输出轴上套设有回转滑环11，回转滑环11分为上下两部分，回转滑环11的上下两部分能够相对转动并保持内部气道连通，回转滑环11的下端贯穿盖板9并与隔热变向环6连通，回转滑环11的上半部连接有总成管13，外部燃料气体经总成管13进入回转滑环11中，然后进入隔热变向环6并从中喷出，喷出的燃料可由手持式的点火器点燃，总成管13环绕在主循环电机12外侧。[0033] 如图3和图8所示，烟气过滤筒2内部设有过滤腔21，过滤腔21中阵列设有滤网15，滤网15用于处理钢包d烘烤产生的烟气，烟气过滤筒2下方设有勾状环22，勾状环22内部中空，过滤腔21上壁圆周阵列设有上出气孔23，勾状环22侧壁圆周阵列设有下进气孔24，勾状环22远离下进气孔24的一侧设有吹出孔25。[0034] 如图1、图2、图4和图10所示，气体循环单元3包括气泵16、下集气环17、上集气环18和回收管19，气泵16多组阵列设于烟气过滤筒2上壁，下集气环17环绕气泵16设于烟气过滤筒2上壁，气泵16的吸气口与下集气环17连通，上集气环18与气泵16的出气口连通，下集气环17的下端与上出气孔23连通，回收管19的上端与上集气环18的出气口连通，回收管19的下端与下进气孔24连通；钢包d受热烘烤后会产生烟气，此时烟气会沿着设定的流通路径c移动，烟气先从隔热盘5与钢包d的间隙向外逸出，因此时的烟气为高温状态，烟气密度较低，初始状态时，大部分烟气会优先向上流入过滤腔21中，少部分气体会从吹出孔25与钢包d之间的间隙中向下逸出，烟气经滤网15过滤，去除内部的有害物质后，被气泵16抽出，经气体循环单元3的输送，从回收管19重新流入勾状环22中，并从吹出孔25中吹出，吹出的气体具有一定的流速和厚度，且气体温度仍然较高，此高温气体在钢包d与吹出孔25中间形成一道空气幕，此道空气幕能够拦阻上下两端气体的交换和流通，既能拦阻未经处理的烟气，减少逸散量，也能起到一定的保温效果，减少外部冷气对钢包d顶部开口处的影响。[0035] 如图7和图9所示，为了使火焰喷射呈一定的角度，隔热变向环6的中下端设有斜射孔20，斜射孔20的角度与钢包d的深度适配，从斜射孔20喷射的火焰能够到达钢包d的底部，当斜射孔20的底部转动到远离隔热盘5中心的位置时，火焰到达外极限喷射角度a处，当斜射孔20的底部转动到靠近隔热盘5中心的位置时，火焰到达内极限喷射角度b处；隔热盘5上圆周阵列设有安装槽26，隔热变向环6转动设于安装槽26中，隔热盘5外侧设有限位台27，齿圈8安装于限位台27内侧。[0036] 具体工作原理如下：[0037] 先将燃料气体通入总成管13中，燃料气体经总成管13进入回转滑环11中，然后穿过盖板9进入隔热变向环6中，并沿着斜射孔20的方向喷向钢包d内部，当燃料气体从斜射孔20方向喷出时，通过外部点火器将燃料点燃，然后操纵变幅杆1，将烟气过滤筒2置于钢包d的正上方，并保持钢包d与隔热盘5之间留有一定的间隙。[0038] 烟气过滤筒2定位完成后，启动变向电机10，变向电机10驱动主动轮14转动，主动轮14驱动齿圈8转动，齿圈8带动所有的变向齿轮7转动，变向齿轮7转动时会带动隔热变向环6转动，隔热变向环6转动时，斜射孔20的方向往复变化，在外极限喷射角度a和内极限喷射角度b之间往复变动，在此角度范围内能够更大地覆盖钢水，对钢水加热，使钢水受热更均匀。[0039] 在启动变向电机10时，也同步启动主循环电机12，主循环电机12驱动隔热盘5相对烟气过滤筒2转动，而隔热变向环6也会跟随隔热盘5转动，从而使隔热变向环6在自转的同时，也绕钢包d公转，使斜射孔20在绕钢包d的圆周方向移动时，能够对钢包d内不同区域的钢水从不同的角度方向上直接加热，从而使钢包d内的钢水更均匀受热，提升后续浇铸质量。[0040] 在对钢包d烘烤加热的过程中会产生烟气，烟气从隔热盘5与钢包d的间隙中逸出，因烟气为高温气体，气体密度小于常规冷空气，烟气会向上进入过滤腔21中，经过几道滤网15的作用，将烟气中的有害物质去除，然后从上出气孔23进入下集气环17中，气泵16将下集气环17中的气体抽出并输送到上集气环18，然后从回收管19重新回流到勾状环22中，并从吹出孔25中吹出，吹出的气体具有一定的流速和厚度，且气体温度仍然较高，此高温气体在钢包d与吹出孔25中间形成一道空气幕，此道空气幕能够拦阻上下两端气体的交换和流通，既能拦阻未经处理的烟气，减少逸散量，也能起到一定的保温效果，减少外部冷气对钢包d顶部开口处的影响。[0041] 通过烟气过滤筒2和变角烘烤单元4的设置，既能从不同角度方向、不同位置对钢水循环加热，促使钢水内部受热均匀，提升后续浇铸质量，也能够对烘烤产生的烟气无害化处理，降低烟气对人体的损害。[0042] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。[0043] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。[0044] 以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

专利地区：山西

专利申请日期：2024-06-12

专利公开日期：2024-08-27

专利公告号：CN118321534B