一种适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统。

背景技术

目前现有的钢铁生产主要以转炉长流程(从矿石到钢材的高炉—转炉—连铸—连轧)和电炉短流程(从废钢到钢材的电炉—连铸—连轧)两大流程为主。相比于转炉长流程而言，电炉短流程具有工序少、投资低、建设周期短、生产组织灵活和节能减排效果显著的优点。研究表明，与转炉长流程相比，每采用1t废钢进行电炉短流程冶炼，可避免1.7t精矿的消耗，节约60％的能源、40％的新水，同时减少86％的废气、76％的废水、72％的废渣排放。

鉴于此，将工艺技术设备日益老化的转炉长流程炼钢车间改造为现代化、生产成本低、绿色环保的电炉短流程炼钢车间(即“转改电”)将成为业内的趋势。然而，对于现有的转炉长流程的炼钢车间来说，原有转炉高跨已不能满足电炉对厂房空间较高的要求。若将转炉车间整体拆除后，重新建设电炉高跨和投料系统，相应的电炉上料系统和上、投料系统除尘也需配套新建。这不仅导致钢铁企业“转改电”项目一次投资的增加，而且极大地延长了项目建设周期，不利于钢铁企业投资回收期的缩短。与此同时，原转炉车间拆除及电炉车间新建过程中伴随着大量的能源消耗和环境污染，不符合我国节能降耗、绿色环保的可持续发展理念。

此外，目前电炉短流程中的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统通常采用振动给料机结合称量斗的方式进行配料，散装量在称量斗称重后一次性加入电炉，该方式不利于电炉造渣和维持熔池温度稳定，进而对电炉钢液质量造成不良影响。

发明内容

针对现有的转炉长流程炼钢车间改造为电炉短流程炼钢车间存在的种种技术难题，本发明提供了一种既能满足新建电炉短流程炼钢车间的冶炼需要，又能够有效利旧原转炉长流程炼钢车间的原有设备及高跨的电炉投料系统。

根据本发明的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统，包括：旧有的辅料顶渣料仓、铁合金料仓以及合金渣料输送装置，辅料顶渣料仓包括用于向合金渣料输送装置提供顶渣料的顶渣料仓位组，适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统还包括新增的脱氧球团料仓、电炉以及带式输送装置，辅料顶渣料仓还包括用于向电炉提供辅料的辅料仓位组，其中，带式输送装置包括水平带式输送机和过跨带式输送机，脱氧球团料仓内的脱氧球团、辅料仓位组内的辅料、铁合金料仓内的铁合金、以及顶渣料仓位组内的顶渣料分别落至相应的水平带式输送机，再经与该相应的水平带式输送机相对应的过跨带式输送机转运后，脱氧球团与辅料进入电炉内，铁合金和顶渣料进入合金渣料输送装置内。

进一步地，带式输送装置包括两个输送单元，每个输送单元均包括水平带式输送机和过跨带式输送机，脱氧球团料仓内的脱氧球团与辅料仓位组内的辅料落至一个输送单元的水平带式输送机，再经与该水平带式输送机相对应的过跨带式输送机转运后输送至电炉内；铁合金料仓内的铁合金与顶渣料仓位组内的顶渣料落至另一输送单元的水平带式输送机，再经过与该水平带式输送机相对应的过跨带式输送机转运后进入合金渣料输送装置内。

进一步地，脱氧球团料仓的出料口处，以及辅料仓位组的出料口处分别设置有定量给料机，脱氧球团料仓内的脱氧球团以及辅料仓位组内的辅料经相应的定量给料机后均匀落至水平带式输送机上。

进一步地，辅料仓位组的出料口和与其相对应的定量给料机之间设置有一级振动给料机。

进一步地，铁合金料仓和顶渣料仓位组的出料口处均设置有称重给料组件，称重给料组件包括位于各出料口处的一级振动给料机，位于一级振动给料机下方的称量斗，以及位于称量斗下方的二级振动给料机，铁合金料仓内的铁合金和顶渣料仓位组内的顶渣料依次经一级振动给料机进入称量斗称量后经二级振动给料机落至水平带式输送机。

进一步地，合金渣料输送装置包括合金烘烤炉和顶渣料汇总斗，落至水平带式输送机上的来自铁合金料仓的铁合金经过跨带式输送机输送至合金烘烤炉，落至水平带式输送机上的来自顶渣料仓位组的顶渣料经过跨带式输送机输送至顶渣料汇总斗。

进一步地，合金渣料输送装置还包括同时与合金烘烤炉的出料口和顶渣料汇总斗的出料口相连通的旋转溜管，合金烘烤炉内的物料与顶渣料汇总斗内的物料经分别配设的称重传感器称重后进入旋转溜管，旋转溜管用于将称重后的物料导流至盛有电炉的钢水的钢包内。

进一步地，一级振动给料机和二级振动给料机均为变频振动给料机；定量给料机为变频调速型定量给料机。

进一步地，过跨带式输送机为可逆型带式输送机，可逆型带式输送机的改向滚筒端设置有弃料溜管和弃料箱。

进一步地，顶渣料仓位组包括并列设置的顶渣料石灰仓和顶渣料增碳剂仓，辅料仓位组包括并列设置的轻烧白云石仓、至少一个活性石灰仓以及碳块仓。

本发明的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统，在利旧原转炉高跨和部分高位料仓、称量斗等原有设备的前提下，通过水平带式输送机和过跨带式输送机的设置，有效地解决了原转炉高跨与新建电炉不同跨的技术难题，极大地减少了钢铁企业“转改电”工程的一次投资和建设周期，同时大幅减少了高跨拆除和新建过程中的能源消耗和环境污染。此外，采用定量给料机替代传统的称量斗配料方式，保证了脱氧球团及辅料的连续精准加入，有利于改善电炉化渣条件，维持熔池温度稳定，进而提高钢液质量。

附图说明

图1为根据本发明实施例的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

图1示出了根据本发明实施例的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100的结构。该适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100可包括：旧有的辅料顶渣料仓1、铁合金料仓2以及合金渣料输送装置3，辅料顶渣料仓1包括用于向合金渣料输送装置3提供顶渣料的顶渣料仓位组112，适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100还包括新增的脱氧球团料仓4、电炉6以及带式输送装置5，辅料顶渣料仓1还包括用于向电炉6提供辅料的辅料仓位组111，其中，带式输送装置5包括水平带式输送机51和过跨带式输送机52，脱氧球团料仓4内的脱氧球团、辅料仓位组111内的辅料、铁合金料仓2内的铁合金、以及顶渣料仓位组112内的顶渣料分别落至相应的水平带式输送机51，再经与该相应的水平带式输送机51 相对应的过跨带式输送机52转运后，脱氧球团与辅料进入电炉6内，铁合金和顶渣料进入合金渣料输送装置3内。

在本发明实施例的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统 100中，在满足电炉6冶炼需要的前提下，利旧原转炉车间的辅料顶渣料仓1、铁合金料仓2以及合金渣料输送装置3等原有设备，并通过将带式输送装置5 设置成包括水平带式输送机51和过跨带式输送机52，不仅实现了脱氧球团、顶渣料和石灰等辅料以及铁合金的持续精准供料，还克服了原转炉高跨与新建电炉不同跨的技术难点。与拆除原有转炉炼钢车间再新建电炉炼钢车间相比，本发明实施例的适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100极大地减少了钢铁企业“转炉长流程改造为电炉短流程”(即“转改电”) 工程的一次投资和建设周期，同时也大幅减少了高跨拆除和新建过程中的能源消耗和环境污染。通过合理布置脱氧球团料仓4、辅料顶渣料仓1、铁合金料仓2的位置，采用输送终点相同的物料共用水平带式输送机51和过跨带式输送机52的方式，可在满足电炉冶炼要求的同时尽量减少带式输送机数量，以进一步节约适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100的一次投资。

在如图1所示的优选的实施例中，带式输送装置5可包括两个输送单元，每个输送单元均包括水平带式输送机51和过跨带式输送机52，脱氧球团料仓 4内的脱氧球团与辅料仓位组111内的辅料落至一个输送单元(即位于图1 左方的输送单元)的水平带式输送机51，再经与该水平带式输送机51相对应的过跨带式输送机52转运后输送至电炉6内；铁合金料仓2内的铁合金与顶渣料仓位组112内的顶渣料落至另一输送单元(即位于图1右方的输送单元) 的水平带式输送机51，再经过与该水平带式输送机51相对应的过跨带式输送机52转运后进入合金渣料输送装置3内。

在该实施例中，脱氧球团和辅料共用一组水平带式输送机51和过跨带式输送机52；铁合金和顶渣料共用另外一组水平带式输送机51和过跨带式输送机52，可实现在满足电炉冶炼要求的同时，实现使用最少数量的带式输送机的目的，从而进一步节约适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100的一次投资。

根据本发明，顶渣料仓位组112与辅料仓位组111的具体仓位的个数以及每个仓位所盛放的物料的种类可根据电炉6炼钢的实际需要进行具体的设计和选择，脱氧球团料仓4与铁合金料仓2的具体仓位的个数也可根据实际需要进行选择，脱氧球团料仓4可包括并列设置的用于分别容纳脱氧球团的多个仓位，铁合金料仓2也可包括并列设置的用于分别容纳多种铁合金的多个仓位，这里不作具体的限定。

在如图1所示的实施例中，顶渣料仓位组112可包括并列设置的用于容纳顶渣料石灰的顶渣料石灰仓15和用于容纳顶渣料增碳剂的顶渣料增碳剂仓 16，辅料仓位组111可包括并列设置的用于容纳轻烧白云石的轻烧白云石仓 11、至少一个用于容纳活性石灰活性石灰仓12以及用于容纳碳块的碳块仓14。在该实施例中，前述辅料即包括轻烧白云石、活性石灰以及碳块；前述顶渣料即包括顶渣料石灰和顶渣料增碳剂。

根据本发明，如图1所示，脱氧球团料仓4的出料口处，以及辅料仓位组111的出料口处分别设置有定量给料机7，脱氧球团料仓4内的脱氧球团以及辅料仓位组111内的石灰等辅料经相应的定量给料机7后均匀落至水平带式输送机51上。通过定量给料机7的设置，一方面可实现脱氧球团料仓4内的脱氧球团以及辅料仓位组111内的辅料的连续精准定量投料，另一方面脱氧球团料仓4内的脱氧球团以及辅料仓位组111内的石灰等辅料可先后分别投入电炉6内，使得电炉造渣和维持熔池温度稳定的能力得到改善，从而有助于提高电炉6冶炼的钢液的质量。

进一步地，辅料仓位组111的出料口和与其相对应的定量给料机7之间设置有一级振动给料机8。一级振动给料机8用于使辅料仓位组111内的物料缓慢下落至相应的定量给料机7上，并有助于缓解料柱对定量给料机7的压力，通过定量给料机7精准称量后均匀落至水平带式输送机51上。

根据本发明，在如图1所示的实施例中，铁合金料仓2和顶渣料仓位组 112的出料口处均设置有称重给料组件，称重给料组件包括位于各出料口处的一级振动给料机8，位于一级振动给料机8下方的称量斗9，以及位于称量斗9下方的二级振动给料机10，铁合金料仓2内的铁合金和顶渣料仓位组112 内的顶渣料依次经一级振动给料机8进入称量斗9称量后经二级振动给料机 10落至水平带式输送机51。在该实施例中，位于铁合金料仓2和顶渣料仓位组112出料口处的称重给料组件可采用原转炉车间的旧有设备，实现对铁合金料仓2和顶渣料仓位组112出料的准确称重和均匀下落至水平带式输送机 51，此实施例更充分地利用了旧有设备，可进一步节约适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100的一次投资。

优选地，如图1所示，称量斗9可包括称量斗本体93和称重传感器91，称量斗本体93通过连接件92置于称重传感器91之上。称量斗本体93用于临时存放待称重物料，称重传感器91用于称量称量斗本体93内待称重物料的重量。

根据本发明，回到图1，合金渣料输送装置3可包括合金烘烤炉31和顶渣料汇总斗32，落至水平带式输送机51上的来自铁合金料仓2的铁合金经过跨带式输送机52输送至合金烘烤炉31，落至水平带式输送机51上的来自顶渣料仓位组112的顶渣料经过跨带式输送机52输送至顶渣料汇总斗32。在该设置中，合金渣料输送装置3也可采用原转炉车间的旧有设备，通过在过跨带式输送机52之下设置三通分料器，可实现将铁合金和顶渣料分别先后送入合金烘烤炉31和顶渣料汇总斗32，此设置更进一步充分地利用了旧有设备，可更进一步节约适用于转炉长流程改造为电炉短流程的电炉投料系统100的一次投资。

进一步地，如图1所示，合金渣料输送装置3还包括同时与合金烘烤炉 31的出料口和顶渣料汇总斗32的出料口相连通的旋转溜管33，合金烘烤炉 31内的物料与顶渣料汇总斗32内的物料经分别配设的称重传感器35称重后经扇形闸门34进入旋转溜管33，旋转溜管33用于将称重后的物料导流至盛有电炉6钢水的钢包62内。在该设置中，经过跨带式输送机52分别输送至合金烘烤炉31和顶渣料汇总斗32内的物料可经称重传感器35再次称重，这就进一步提高了送入钢包62内的物料的投料精准度，同时，旋转溜管33的设置可以使先后进入其中的物料均匀送入钢包62内，这就提高了后续的钢液品质。

在一个优选地实施方式中，一级振动给料机8和二级振动给料机10均为变频振动给料机，通过变频调速可保证给料稳定，同时可实现远距离在线无级调整给料量，控制更为便捷。定量给料机7可以为变频调速型定量给料机。可根据电炉6冶炼需要及时调整配料量，保证脱氧球团及石灰等辅料连续精准配料，有利于改善电炉化渣条件，维持熔池温度稳定，进而提高钢液质量。

根据本发明，在如图1所示的优选的实施例中，过跨带式输送机52为可逆型带式输送机，可逆型带式输送机的改向滚筒53端可设置有弃料溜管55 和弃料箱54。当电炉6发生紧急情况需要停止加料时，可逆型带式输送机改变其原来的运行方向反向运行，可通过弃料溜管55将过跨带式输送机52上的物料输送至弃料箱54。弃料箱54可直接放置在地面上，也可固定在其它需要或方便的地方，这里不作具体的限定。

在一个优选的实施例中，过跨带式输送机52的下方还可设置有旋转振动给料机61，过跨带式输送机52上的物料经旋转振动给料机61后通过电炉料斗63进入电炉6。该旋转振动给料机61的设置用于使来自过跨带式输送机 52上的物料能够均匀进入电炉6内，以进一步改善电炉化渣条件，维持熔池温度稳定，进而提高钢液质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。