[发明专利]电弧炉的操作方法及电弧炉

说明书

本发明是关于权利要求1和4的前序部分所述的电弧炉、特别是用于炼钢的电弧炉的操作方法以及用于实施该方法的电弧炉。

本发明在权利要求1和4的前序部分中阐述了现有技术，如同瑞士公司文件ABB Technik，10/1992，S·3-10中所公布的那样。该文件中指出在直流电弧炉中使用一根由石墨制成的实心电极来熔炼废钢，在该炉子中，炉盖是可以移动的并且炉缸可以倾动，以便倒出炉渣和熔融金属。直流电弧炉作为还原炉被用于连续装料和处理精料，装料是通过电极内的中心孔直接送到电弧炉的等离子区中或者通过电极附近的一个或多个装料门送入炉内。在通过空心电极装入预先混合的细颗粒炉料的情况下，装料流量受到控制，以便可以始终保持与电弧功率的平衡。由两部分构成的进料管具有一个快速分离联轴节，并且与空心电极的进料斗电绝缘。进料装置可以向侧面转动，以便使进料管的下部断开。该炉具有一个固定的炉盖和一个固定的釜。金属和炉渣通过设在不同高度的流出口被排出炉外，炉用变压器被设置成可以在一个扩展的电压和电流范围内提供额定功率，这样电弧炉可以满负荷地运行。因此，供电系统必需设置成具有足够的灵活适用性，从而在实际操作过程中可以调节达到最佳状态。通常，变压器上设置4或5个抽头，以便可以覆盖这一范围。

用于还原工艺过程的电弧炉是不能倾动的，并且具有一个固定安装的炉盖。

有关的现有技术还可以参阅EP0058774B1，该文献中公布了一种带有多个实心电极的用于炼钢的可倾动的电弧炉，其中粒状物料从料斗通过一台粒料输送机被送入电弧炉内。料斗被设置在粒料输送机的旁边，与电极是分离的。

另外，EP0637634A1中公布了一种在电弧炉中制造熔融钢水的方法，其中，细粒的固体物料和/或气体通过一根空心电极被直接送入电弧中，以便获得被泡沫渣所包围的电弧。为了形成泡沫渣，还可以供入滤尘器粉末。    

如同权利要求1和4所定义的那样，本发明解决了下述任务，即进一步发展了本文开头所述的电弧炉、特别是用于炼钢的电弧炉的操作方法以及电弧炉，从而改善了电弧炉的效率。

在从属权利要求中现定了本发明的优选的实施方案。

本发明的主要优点是，由于缩短了电弧长度而提高了电弧炉的功率密度。

由于熔剂对于电弧燃烧的等离子区具有消除电离的作用，因此在同等电压和同等电流的情况下，电弧缩短。这样，与朝着熔融金属的方向上的热辐射相比，横向的热辐射减少，其减少的程度取决于熔剂的粒度、供料速度和种类。

在同等的电弧长度的情况下，可以以更大的电压工作。这样一来，在相同的电极直径(相同的电流)的情况下，电弧炉可以以更高的电功率运行，从而使热的熔炼部位(hot spots)较少受到损害。

本发明的另一个优点是，可以减小空心电极的负荷以及电弧炉的内衬。薄而细的电极可以相应地减少生产成本。

对于冶金生产工艺来说必不可少的熔剂，在最佳位置上被供入炉内。例如，煤不应过多的被撒开，因此可以减少废气。

作为熔剂至少使用一部分这样的物质，它们无论如何都必须被装料，例如石灰石和煤，这样它们被特别有效的使用。

有一种几乎不需要花钱的方法可以被用来处理成问题的废物。熔剂可以使用炼钢厂产生的废物(例如滤尘器粉未)，这样可以不成问题的处理了废料。    

根据本发明的一个优选的实施方案，可以避免气体从空心电极中逸出。

在电弧炉倾动到最终位置时以及在空心电极和炉盖转动时，不需要额外的操作费用。在熔炼过程中、在电弧炉的所有倾动位置上都可以将熔剂装入空心电极中。

下面通过实施例来说明本发明。

图1是一台装满废钢的电弧炉，它配备有一台常规的熔剂输送装置和一台将熔剂送入电弧炉的空心电极中的输送设备。

图2是一台可倾动的电弧炉，它配备有2个由一根软管连接的熔剂料仓。

图3是图2的电弧炉，它配备有一个电极调节装置和一个与其铰接的粒料输送器。

图4是图3所示粒料输送器的详图。

图5-7是具有不同的废钢填充状态的电弧炉。

图8和图9是在图6所示熔炼状态下、添加和不添加熔剂时的一个熔炼周期的熔化效率图解。

在附图中，相同的部件用同一标号表示。