【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鋼包預(yù)熱設(shè)備及預(yù)熱技術(shù)，具體涉及一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置及方法，屬于鋼鐵生產(chǎn)鋼包預(yù)熱。
技術(shù)介紹
1、在煉鋼流程中，鋼包是用于在轉(zhuǎn)爐或電爐等煉鋼裝置的排料口下部承接高溫鋼水，并將鋼水運(yùn)往后端精煉工序的一個重要裝置。常溫冷態(tài)的鋼包無法直接承接高達(dá)2000攝氏度的鋼水鋼液，這會導(dǎo)致鋼包的耐材瞬間開裂、破碎。所以在承接鋼水之前，通常需要將鋼包用外部燃燒器熱源整體烘烤至1150攝氏度以上，再用熱包去承接鋼水。當(dāng)前市場內(nèi)，部分回購的廢鋼，品質(zhì)和純度較好，不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，一般可直接加入后端精煉工序，而把冷廢鋼直接加入精煉會導(dǎo)致爐內(nèi)出現(xiàn)局部冷區(qū)，所以，在鋼包烘烤前，加入適量廢鋼，使得鋼包攜帶廢鋼一同被烘烤預(yù)熱，一起去承接鋼水再前往精煉工序，已成為當(dāng)前行業(yè)市場內(nèi)降本增效、提高效益的一種普遍方法。但在現(xiàn)階段使用大比例廢鋼加入的鋼包烘烤裝置在生產(chǎn)過程中，存在以下三大缺陷。
2、(1)廢鋼預(yù)熱和均熱效果差：由于廢鋼大比例加入后，在鋼包內(nèi)會堆積成料厚較高的料柱，從而會影響甚至阻礙頂部燒嘴的火焰往下傳熱，這樣會造成頂部廢鋼被高溫火焰烘烤至熔融狀態(tài)，底部廢鋼還沒有及時升溫，在鋼包接鋼水后，底部將形成局部冷區(qū)，導(dǎo)致鋼液凝結(jié)，不但阻礙后端精煉工序鋼包底部氬氣底吹工藝的實(shí)施，而且凝結(jié)的鋼液會不斷粘接在鋼包底部，導(dǎo)致鋼包使用次數(shù)大幅減少。
3、(2)鋼包烘烤質(zhì)量差：同上，由于燒嘴火焰的熱量無法傳播至鋼包底部，鋼包底部的溫度得不到同步有效的提升，失去了烤包的原始初衷，在突然接觸超高溫鋼水時容易發(fā)生開裂、破碎等
4、(3)鋼包爐襯壽命短：一方面由于鋼包烘烤的質(zhì)量變差，另一方面由于鋼液會不斷粘結(jié)在鋼包底部，導(dǎo)致鋼包的爐襯壽命周期大幅縮短，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大大提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中鋼包內(nèi)加廢鋼協(xié)同烤包存在廢鋼預(yù)熱和均熱效果差、鋼包烘烤質(zhì)量差、鋼包爐襯壽命短等問題，本專利技術(shù)提供了一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置及方法，本專利技術(shù)通過在鋼包頂部設(shè)置多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)，并在廢鋼料層內(nèi)形成多股火焰，使得多股火焰的高溫可輻射到鋼包下層不同區(qū)域的底部位置進(jìn)行燃燒，強(qiáng)化了高溫火焰及高溫?zé)煔鈱U鋼料層的多區(qū)域烘烤的均勻性，并大大提高了換熱效率。使得廢鋼凝結(jié)和鋼包局部烘烤不均的問題得到大幅緩解，同時鋼包爐襯的使用壽命也得到顯著延長。
2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下所述：
3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一種實(shí)施方案，提供一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置：
4、一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置，該鋼包烘烤裝置包括鋼包和多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)。所述多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動支撐部、中心管以及支管。所述驅(qū)動支撐部設(shè)置在鋼包的頂部，中心管的頂端與驅(qū)動支撐部相連接，其下端向下伸入至鋼包的內(nèi)腔下部。所述支管設(shè)置在中心管的管壁上，并且支管的內(nèi)端貫穿中心管的管壁后與中心管的內(nèi)腔相連通。所述支管的管壁上還開設(shè)有與其內(nèi)腔相連通的噴孔。中心管的頂端開設(shè)有氣體入口(用于與燃?xì)廨斔凸艿肋B接進(jìn)而向中心管內(nèi)輸送燃?xì)?，驅(qū)動支撐部上開設(shè)有煙氣出口。
5、作為優(yōu)選，所述驅(qū)動支撐部包括承托蓋和主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)。所述承托蓋安裝在鋼包的頂部，主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)設(shè)置在承托蓋的表面上，并在承托蓋上開設(shè)有所述煙氣出口。中心管的頂端貫穿承托蓋后與主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)相連接，通過主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)驅(qū)動中心管進(jìn)行自轉(zhuǎn)以及在豎直方向上進(jìn)行移動。
6、作為優(yōu)選，所述驅(qū)動支撐部還包括有支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)。所述支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在承托蓋的表面上。所述支管的內(nèi)端貫穿中心管的管壁后通過轉(zhuǎn)動盤與中心管的內(nèi)壁活動相連。所述轉(zhuǎn)動盤通過傳動機(jī)構(gòu)與支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)相連接，支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)通過驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)在豎直方向進(jìn)行上下移動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動盤的轉(zhuǎn)動帶動支管自旋轉(zhuǎn)。作為優(yōu)選，所述傳動機(jī)構(gòu)為傳動齒條或傳統(tǒng)皮帶。
7、作為優(yōu)選，所述多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)包括有多根所述支管。多根所述支管在中心管上的分布方式具體為：在豎直方向上，中心管自上而下設(shè)置有多圈中心管，每圈中心管中包括有2根或2根以上的中心管，并且任意相鄰的兩圈中心管中任意上下的兩根中心管一一對應(yīng)設(shè)置或交錯設(shè)置。
8、作為優(yōu)選，所述支管上開設(shè)有多個噴孔。多個噴孔均位于支管的同一側(cè)管壁上或沿支管的的軸向以螺旋環(huán)繞管壁的方式分布設(shè)置。作為優(yōu)選，所述噴孔為圓孔、錐型孔、方孔中的一種。
9、作為優(yōu)選，該鋼包烘烤裝置還包括有彈簧稱重裝置，所述彈簧稱重裝置設(shè)置在鋼包的底部。
10、作為優(yōu)選，該鋼包烘烤裝置還包括有控制裝置，所述控制裝置與多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行電性連接，通過控制裝置調(diào)控多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。同時所述控制裝置還與彈簧稱重裝置之間進(jìn)行電性連接，以便于實(shí)施接收彈簧稱重裝置反饋的廢鋼重量數(shù)據(jù)。
11、在本專利技術(shù)中，所述控制裝置的設(shè)置位置沒有固定設(shè)定點(diǎn)，可以設(shè)置在烘烤裝置旁進(jìn)行控制，也可以是遠(yuǎn)程的中控室遠(yuǎn)程控制，根據(jù)實(shí)際工況需要，只要能夠滿足烘烤裝置的控制功能即可。本專利技術(shù)的控制裝置屬于成熟的參數(shù)反饋調(diào)節(jié)控制裝置類產(chǎn)品(可通過市場直接購買現(xiàn)有產(chǎn)品即可，只需要根據(jù)工況需求進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整即可)。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的第二種實(shí)施方案，提供一種鋼包烘烤方法：
13、一種鋼包烘烤方法或采用第一種實(shí)施方案所述多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置進(jìn)行鋼包烘烤的方法，該方法包括如下步驟：
14、1)將廢鋼加入到鋼包中，根據(jù)鋼包中廢鋼的加入量及其粒徑，計(jì)算獲得廢鋼在鋼包內(nèi)的料層高度以及對鋼包進(jìn)行烘烤時的預(yù)熱系數(shù)。
15、2)根據(jù)廢鋼在鋼包內(nèi)的料層高度計(jì)算獲得中心管深入至廢鋼料層內(nèi)的深度。根據(jù)預(yù)熱系數(shù)計(jì)算獲得對鋼包進(jìn)行烘烤時中心管的旋轉(zhuǎn)速度、支管的旋轉(zhuǎn)速度以及向中心管中輸入的燃?xì)饬髁俊?/p>
16、3)根據(jù)中心管深入至廢鋼料層內(nèi)的深度、中心管的旋轉(zhuǎn)速度、支管的旋轉(zhuǎn)速度以及向中心管中輸入的燃?xì)饬髁窟M(jìn)行參數(shù)設(shè)置并根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)對鋼包進(jìn)行烘烤，直至鋼包滿足盛接鋼水的要求。
17、作為優(yōu)選，步驟1)具體為：通過彈簧稱重裝置檢測得到鋼包內(nèi)廢鋼的總質(zhì)量記為w，kg。則有：
18、鋼包中廢鋼料層的高度h，m為：
19、h＝w/(ρ*3.14*r2)(i)。
20、對鋼包進(jìn)行烘烤時的預(yù)熱系數(shù)β，kj/mm為：
21、β＝(w*cp*tp)/d(ii)。
22、在式(i)-(ii)中：ρ為廢鋼的堆密度，kg/m3。r為鋼包的內(nèi)半徑，m。cp為廢鋼的平均比熱容，kj/(kg·℃)。tp為廢鋼被預(yù)熱的平均目標(biāo)溫度，℃。d為廢鋼的平均粒徑，mm。
23、作為優(yōu)選，步驟2)具體為：對鋼包進(jìn)行烘烤時中心管深入至廢鋼料層內(nèi)的深度記為h，m。中心管的旋轉(zhuǎn)速度記為v1，r/min。支管的旋轉(zhuǎn)速度記為v2，r/min。向中心管中輸入的燃?xì)饬髁坑洖閝，m3/min。則有：
24、h＝λ*h??????(iii)。
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1.一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置，其特征在于：該鋼包烘烤裝置包括鋼包(1)和多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)；所述多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)包括驅(qū)動支撐部(201)、中心管(202)以及支管(203)；所述驅(qū)動支撐部(201)設(shè)置在鋼包(1)的頂部，中心管(202)的頂端與驅(qū)動支撐部(201)相連接，其下端向下伸入至鋼包(1)的內(nèi)腔下部；所述支管(203)設(shè)置在中心管(202)的管壁上，并且支管的內(nèi)端貫穿中心管(202)的管壁后與中心管(202)的內(nèi)腔相連通；所述支管(203)的管壁上還開設(shè)有與其內(nèi)腔相連通的噴孔；中心管(202)的頂端開設(shè)有氣體入口，驅(qū)動支撐部(201)上開設(shè)有煙氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述驅(qū)動支撐部(201)包括承托蓋(2011)和主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)；所述承托蓋(2011)安裝在鋼包(1)的頂部，主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)設(shè)置在承托蓋(2011)的表面上，并在承托蓋(2011)上開設(shè)有所述煙氣出口；中心管(202)的頂端貫穿承托蓋(2011)后與主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)相連接，通過主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)驅(qū)動
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述驅(qū)動支撐部(201)還包括有支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)；所述支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)設(shè)置在承托蓋(2011)的表面上；所述支管(203)的內(nèi)端貫穿中心管(202)的管壁后通過轉(zhuǎn)動盤(204)與中心管(202)的內(nèi)壁活動相連；所述轉(zhuǎn)動盤(204)通過傳動機(jī)構(gòu)(205)與支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)相連接，支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)通過驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)(205)在豎直方向進(jìn)行上下移動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動盤(204)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動盤(204)的轉(zhuǎn)動帶動支管(203)自旋轉(zhuǎn)；作為優(yōu)選，所述傳動機(jī)構(gòu)(205)為傳動齒條或傳統(tǒng)皮帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)包括有多根所述支管(203)；多根所述支管(203)在中心管(201)上的分布方式具體為：在豎直方向上，中心管(201)自上而下設(shè)置有多圈中心管(201)，每圈中心管(201)中包括有2根或2根以上的中心管(201)，并且任意相鄰的兩圈中心管(201)中任意上下的兩根中心管(201)一一對應(yīng)設(shè)置或交錯設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述支管(203)上開設(shè)有多個噴孔；多個噴孔均位于支管(203)的同一側(cè)管壁上或沿支管的(203)的軸向以螺旋環(huán)繞管壁的方式分布設(shè)置；作為優(yōu)選，所述噴孔為圓孔、錐型孔、方孔中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：該鋼包烘烤裝置還包括有彈簧稱重裝置(3)，所述彈簧稱重裝置(3)設(shè)置在鋼包(1)的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：該鋼包烘烤裝置還包括有控制裝置(4)，所述控制裝置(4)與多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)之間進(jìn)行電性連接，通過控制裝置(4)調(diào)控多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)的工作狀態(tài)。
8.一種鋼包烘烤方法或采用如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置進(jìn)行鋼包烘烤的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：步驟1)具體為：通過彈簧稱重裝置(3)檢測得到鋼包(1)內(nèi)廢鋼的總質(zhì)量記為W，kg；則有：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：步驟2)具體為：對鋼包(1)進(jìn)行烘烤時中心管(202)深入至廢鋼料層內(nèi)的深度記為h，m；中心管(202)的旋轉(zhuǎn)速度記為V1，r/min；支管(203)的旋轉(zhuǎn)速度記為V2，r/min；向中心管(202)中輸入的燃?xì)饬髁坑洖镼，m3/min；則有：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多向旋轉(zhuǎn)內(nèi)空加熱式鋼包烘烤裝置，其特征在于：該鋼包烘烤裝置包括鋼包(1)和多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)；所述多向旋轉(zhuǎn)烘烤機(jī)構(gòu)(2)包括驅(qū)動支撐部(201)、中心管(202)以及支管(203)；所述驅(qū)動支撐部(201)設(shè)置在鋼包(1)的頂部，中心管(202)的頂端與驅(qū)動支撐部(201)相連接，其下端向下伸入至鋼包(1)的內(nèi)腔下部；所述支管(203)設(shè)置在中心管(202)的管壁上，并且支管的內(nèi)端貫穿中心管(202)的管壁后與中心管(202)的內(nèi)腔相連通；所述支管(203)的管壁上還開設(shè)有與其內(nèi)腔相連通的噴孔；中心管(202)的頂端開設(shè)有氣體入口，驅(qū)動支撐部(201)上開設(shè)有煙氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述驅(qū)動支撐部(201)包括承托蓋(2011)和主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)；所述承托蓋(2011)安裝在鋼包(1)的頂部，主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)設(shè)置在承托蓋(2011)的表面上，并在承托蓋(2011)上開設(shè)有所述煙氣出口；中心管(202)的頂端貫穿承托蓋(2011)后與主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)相連接，通過主旋轉(zhuǎn)提升電機(jī)(2012)驅(qū)動中心管(202)進(jìn)行自轉(zhuǎn)以及在豎直方向上進(jìn)行移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼包烘烤裝置，其特征在于：所述驅(qū)動支撐部(201)還包括有支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)；所述支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)設(shè)置在承托蓋(2011)的表面上；所述支管(203)的內(nèi)端貫穿中心管(202)的管壁后通過轉(zhuǎn)動盤(204)與中心管(202)的內(nèi)壁活動相連；所述轉(zhuǎn)動盤(204)通過傳動機(jī)構(gòu)(205)與支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)相連接，支管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(2013)通過驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)(205)在豎直方向進(jìn)行上下移動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動盤(204)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動盤(204)的轉(zhuǎn)動帶動支管(203)自旋轉(zhuǎn)；作為優(yōu)選，所述傳動機(jī)構(gòu)(205)為傳動齒條或傳統(tǒng)皮帶。
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周浩宇，
申請(專利權(quán))人：中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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