在熔化設(shè)備中熔化金屬材料的方法以及相關(guān)的熔化設(shè)備技術(shù)

用于在熔化設(shè)備內(nèi)熔化金屬材料(S)的方法，所述熔化設(shè)備至少包括：至少具有所述金屬材料被引入其內(nèi)的殼體(13)的電爐(11)，以及將所述金屬材料(S)裝載到所述殼體(13)內(nèi)的進(jìn)給裝置(12)，所述方法至少包括通過所述進(jìn)給裝置(12)將所述金屬材料(S)裝載進(jìn)所述殼體(13)中的步驟、將所述金屬材料(S)熔化的熔化步驟以及將熔化的金屬材料導(dǎo)出的后續(xù)的導(dǎo)出步驟。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于在熔化設(shè)備中熔化金屬材料的方法，該熔化設(shè)備包括將例如廢料和非鐵材料的金屬料供給到電弧熔爐的裝置。本專利技術(shù)還涉及采用該方法的熔化設(shè)備。本專利技術(shù)在用于熔化大致連續(xù)裝載的金屬料的工序中應(yīng)用。
技術(shù)介紹
用于熔化金屬材料的連續(xù)裝載類型的設(shè)備是已知的，其包括與供給金屬料的裝置相關(guān)聯(lián)的電弧爐，該裝置為將金屬料供給穿過在電爐的壁或外殼中形成的橫向開口而提供。電爐至少包括橫向開口通常形成其中的容器或殼體，以及覆蓋爐頂。電極被定位在該爐頂中和/或穿過該爐頂中的孔被引入。連續(xù)進(jìn)給裝置能夠是振動(dòng)型的以允許負(fù)載前進(jìn)，并在一側(cè)與電爐配合，而在另一側(cè)與廢料裝載系統(tǒng)配合。進(jìn)給裝置還能夠與平移裝置相關(guān)聯(lián)，該平移裝置平移進(jìn)給裝置以將它們定位在電爐內(nèi)的不同位置，例如，允許金屬料在電爐內(nèi)相等、規(guī)律并均勻地分布。特別地，方案是已知的，在已知方案中，進(jìn)給裝置的端部定位為例如在連續(xù)裝載廢料期間與爐的內(nèi)壁齊平，并且例如在導(dǎo)出(tapping)步驟期間遠(yuǎn)離所述內(nèi)壁，當(dāng)爐傾斜以便導(dǎo)出液態(tài)金屬時(shí)，上述定位從而防止相互干擾的問題。同樣眾所周知的是，為了在所述爐不工作的情況下實(shí)施初始啟動(dòng)裝載，連續(xù)裝載類型的方案通常使用利用吊籃的裝載系統(tǒng)，以在循環(huán)開始時(shí)在爐的底部形成大量的待熔化的金屬材料。當(dāng)這些量的金屬材料已經(jīng)完全熔化時(shí)，定位進(jìn)給裝置，并開始將廢料裝載進(jìn)爐中的連續(xù)工序。通常用吊籃引入的材料的量是限定所謂“留鋼(hotheel)”必須的量，即，在導(dǎo)出后也總是保持在容器或殼體內(nèi)的液態(tài)金屬的量。眾所周知，在采用連續(xù)裝載的傳統(tǒng)工藝中，限定留鋼的材料的量是在導(dǎo)出前電爐內(nèi)所容納的液態(tài)金屬的約50％。盡管這允許在導(dǎo)出后快速開始熔化步驟，但就對內(nèi)襯于電爐的內(nèi)壁的耐熔物質(zhì)的大量損耗而言是不利的。眾所周知，一個(gè)鑄造和下一個(gè)之間的時(shí)間被稱為“冶煉周期”。在冶煉周期中，設(shè)置了在其中供應(yīng)電力的步驟，之后被表示為“通電”狀態(tài)，以及非操作步驟，在該步驟中不供應(yīng)電力，被表示為“斷電”。這些步驟與將材料卸載進(jìn)爐內(nèi)的模式相關(guān)。爐內(nèi)的金屬料的量通常與電爐內(nèi)的廢料的熔化程度相關(guān)。具體地，如圖1中的曲線圖中所示，與在現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)使用的方法相關(guān)，裝載的固體物質(zhì)的量基本等于被熔化的固體材料的量。以這種方式，在液態(tài)物質(zhì)內(nèi)，每一時(shí)刻僅有一小部分熔化的固體材料。鋼水的熔池保持在等于或高于1560℃的溫度。在導(dǎo)出步驟之前，鋼水的熔池被增加到介于1600℃和1650℃之間的溫度以允許后續(xù)的導(dǎo)出操作。在這些溫度下的鋼水由于其內(nèi)的高氧氣濃度而具有高反應(yīng)性，并且由于發(fā)生在其內(nèi)部的高對流運(yùn)動(dòng)而具有高紊流。這兩個(gè)參數(shù)確定對電爐的耐熔壁的極大損耗，而這導(dǎo)致頻繁的維修干預(yù)的需求，且爐襯持續(xù)時(shí)間短。鋼水的反應(yīng)性的降低(即，其脫氧)通過“耗盡(killing)”方法而得到，該方法為在鋼鐵熔池內(nèi)增加和氧氣反應(yīng)的物質(zhì)而提供。將反應(yīng)物質(zhì)引入到鋼鐵熔池內(nèi)需要一定的反應(yīng)時(shí)間，以便完成化學(xué)反應(yīng)。在這個(gè)時(shí)間間隔中，爐的耐熔壁的熔蝕和腐蝕的過程發(fā)展。液態(tài)鋼鐵所維持的高溫允許促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)成指數(shù)地發(fā)展，但具有覆蓋所述爐的耐熔物質(zhì)的劣化相當(dāng)大程度上增加的缺點(diǎn)。使用輔助能量供應(yīng)裝置也是眾所周知的，例如可燃?xì)怏w燃燒器，其布置在爐的壁上并為加熱引入爐內(nèi)的裝載廢料而提供。能量供應(yīng)裝置還可合適地布置以產(chǎn)生高速噴射氧，其穿過爐渣層并進(jìn)入熔化的金屬，并由于鐵的合金元素的放熱氧化反應(yīng)而增加向熔池的熱能供應(yīng)。然而，能量供應(yīng)裝置必須布置在距離金屬熔池一定的距離處，從而相對于劣化因子保持它們的完整性，劣化因子例如為非常高的溫度、爐渣和/或熔化的金屬的飛濺。這意味著它們損失了效率。此外，在能量供應(yīng)裝置與采用平底熔池的運(yùn)行工序相關(guān)聯(lián)時(shí)，能量供應(yīng)裝置的火焰產(chǎn)出非常低。此外，非常高紊流的火焰與由爐渣保護(hù)的熔池表面的相互作用能夠在熔化期間改變正確的冶金實(shí)踐。US5.654.976A公開了一種用于在埋弧爐中熔化含鐵廢料金屬的方法。在利用埋弧的技術(shù)中，電弧在電極和熔池之間打火，而非如同在上面討論的爐中發(fā)生的一樣在電極和金屬料之間打火。此外，具有埋弧的爐僅用于得到氧化物或鐵合金，而非鋼鐵。此外，US5.654.976A未提供任何配置來減少耐熔物質(zhì)的損耗，無論如何，其需要完全不同的方法，因?yàn)椋缥覀兦懊嫠f，使用埋弧的技術(shù)需要與“未覆蓋”電弧的技術(shù)完全不同的要求。US6.693.948B2公開了一種用于電弧熔化冷鐵源的裝置和方法，其為即使在熔化的鋼導(dǎo)出之后也在爐和預(yù)熱軸中保持一定量的料而提供。然而，這個(gè)文獻(xiàn)中公開的方案具有在液態(tài)鋼鐵導(dǎo)出期間也保持一定量由廢料制成的冷料的缺點(diǎn)；這具有廢料污染液態(tài)鋼鐵的缺點(diǎn)，且不允許對熔化的產(chǎn)品實(shí)施精心的冶金控制。本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于改善方法并得到相應(yīng)的用于熔化金屬材料的設(shè)備，該設(shè)備效率高且允許優(yōu)化并減少熔化需要的電力。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于減少從熔化金屬的熔池?fù)p失的熱能。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于減小電爐的壁的損耗的影響，并因此減少其上的維修干預(yù)，并具有提高設(shè)備整體生產(chǎn)力的優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于允許使用不同于電的、具有高效率的替代和輔助形式的能源。申請人已經(jīng)設(shè)計(jì)、測試并實(shí)施了本專利技術(shù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并得到這些或其他目的和優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)在獨(dú)立權(quán)利要求中闡明并描述其特征，而從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的其他特征或主要專利技術(shù)思想的變形。依照上述目的，一種根據(jù)本專利技術(shù)的用于熔化金屬材料的方法在熔化設(shè)備中實(shí)施，該熔化設(shè)備至少包括具有金屬材料(例如不同尺寸的廢料)被引進(jìn)其中的容器或殼體的電爐，以及將金屬材料可能連續(xù)地裝載進(jìn)殼體的進(jìn)給裝置。該方法至少包括通過進(jìn)給裝置將金屬材料可能連續(xù)地送入殼體的裝載步驟，將金屬材料熔化的熔化步驟，以及將金屬材料導(dǎo)出的后續(xù)的導(dǎo)出步驟。根據(jù)本專利技術(shù)的典型特征，在熔化步驟期間，提供：至少第一子步驟，在該步驟中，就隨著時(shí)間單位推移的質(zhì)量而言，金屬材料被以大裝載量地裝載到殼體內(nèi)，從而在殼體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)大的固體材料的堆積物；以及至少后續(xù)第二子步驟，在該步驟中，調(diào)節(jié)卸載進(jìn)殼體內(nèi)的金屬材料的量，從而在逐漸形成的液體熔池內(nèi)保持固體物質(zhì)的量基本等于限定所述堆積物的金屬材料的量。特別地，進(jìn)給裝置由控制裝置控制，該控制裝置適于調(diào)節(jié)裝載的金屬材料的量。以這種方式，在每一時(shí)刻熔化的金屬材料內(nèi)，存在確定的和期望量的固體材料，和/或該確定的和期望量的固體材料與本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于在熔化設(shè)備內(nèi)熔化金屬材料(S)的方法，所述熔化設(shè)備至少包括：至少具有殼體(13)的電爐(11)以及將所述金屬材料(S)裝載到所述殼體(13)內(nèi)的進(jìn)給裝置(12)，所述金屬材料被引入所述殼體(13)內(nèi)，所述方法至少包括通過所述進(jìn)給裝置(12)將所述金屬材料(S)裝載進(jìn)所述殼體(13)的步驟、將所述金屬材料(S)熔化的熔化步驟以及將熔化的金屬材料導(dǎo)出的后續(xù)的導(dǎo)出步驟，其特征在于，在所述熔化步驟期間，提供至少第一子步驟(31)、至少后續(xù)的第二子步驟(32)和第三子步驟(33)，在所述第一子步驟(31)中，所述金屬材料(S)被裝載到所述殼體(13)內(nèi)以在所述殼體(13)內(nèi)產(chǎn)生固體材料的堆積物(30)，所述堆積物(30)介于在熔化循環(huán)結(jié)束時(shí)將被導(dǎo)出的熔化材料的總量的25％和45％之間，在所述第二子步驟(32)中，所述金屬材料(S)卸載進(jìn)殼體(13)內(nèi)的裝載量(Q)由控制裝置(27)以如下方式減小，在所述方式中，被裝到電爐(11)內(nèi)的金屬材料的裝載量(Q)基本上對應(yīng)于熔化的金屬材料的量，從而在逐漸形成的金屬熔池內(nèi)維持所述金屬材料(S)的固體物質(zhì)的量基本上等于限定所述堆積物(30)的金屬材料(S)的量，在所述第三子步驟(33)中，進(jìn)給裝載量被進(jìn)一步減小直到裝載工序停止，以允許存在于電爐中的所有的金屬材料徹底熔化。...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.04.23 IT UD2013A0000521.用于在熔化設(shè)備內(nèi)熔化金屬材料(S)的方法，所述熔化設(shè)備至少包
括：至少具有殼體(13)的電爐(11)以及將所述金屬材料(S)裝載到所
述殼體(13)內(nèi)的進(jìn)給裝置(12)，所述金屬材料被引入所述殼體(13)內(nèi)，
所述方法至少包括通過所述進(jìn)給裝置(12)將所述金屬材料(S)裝載進(jìn)所
述殼體(13)的步驟、將所述金屬材料(S)熔化的熔化步驟以及將熔化的
金屬材料導(dǎo)出的后續(xù)的導(dǎo)出步驟，其特征在于，在所述熔化步驟期間，提供
至少第一子步驟(31)、至少后續(xù)的第二子步驟(32)和第三子步驟(33)，
在所述第一子步驟(31)中，所述金屬材料(S)被裝載到所述殼體(13)
內(nèi)以在所述殼體(13)內(nèi)產(chǎn)生固體材料的堆積物(30)，所述堆積物(30)介
于在熔化循環(huán)結(jié)束時(shí)將被導(dǎo)出的熔化材料的總量的25％和45％之間，在所述
第二子步驟(32)中，所述金屬材料(S)卸載進(jìn)殼體(13)內(nèi)的裝載量(Q)
由控制裝置(27)以如下方式減小，在所述方式中，被裝到電爐(11)內(nèi)的
金屬材料的裝載量(Q)基本上對應(yīng)于熔化的金屬材料的量，從而在逐漸形
成的金屬熔池內(nèi)維持所述金屬材料(S)的固體物質(zhì)的量基本上等于限定所
述堆積物(30)的金屬材料(S)的量，在所述第三子步驟(33)中，進(jìn)給
裝載量被進(jìn)一步減小直到裝載工序停止，以允許存在于電爐中的所有的金屬
材料徹底熔化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少在所述第一子步驟(31)
和所述第二子步驟(32)之間和/或期間，通過燃燒類型的輔助加熱能量供應(yīng)
裝置(20)提供輔助熱能供應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輔助加熱能量供應(yīng)裝
置(20)鄰近所述固體材料(S)的堆積物(30)布置以加熱堆積物(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限定堆積物(30)的
金屬材料的量介于導(dǎo)出的液態(tài)金屬的總量的30％和40％之間，優(yōu)選介于32％
和38％之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子步驟(31)中
的裝載量(Q)介于約50(kg/min)/MW和約150(kg/min)/MW之間，優(yōu)
選為約100(kg/min)/MW。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述第二子步驟(32)
中的裝載量(Q)基本恒定并...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：貝馬德·維爾曼，烏韋·威廉，托馬斯·納龍茲，恩里科·里加，
申請(專利權(quán))人：達(dá)涅利機(jī)械設(shè)備股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：意大利;IT