Шлаковая дверь плавильной печи Российский патент 2020 года по МПК F27B3/10 F27D1/18 F27D3/15 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Описанные в настоящем документе варианты осуществления относятся к шлаковой дверце для плавильной печи.

В частности, шлаковая дверца в соответствии с настоящим изобретением используется применительно к печи для плавки металла с тем, чтобы обеспечить селективный сброс по меньшей мере части слоя шлака, образующегося в ходе плавления для производства стали.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционная печь для плавки металла, например, электродугового типа, по существу содержит кожух для вмещения расплавленной стали, свод, снабженный открывающейся крышкой, электроды, которые проходят через свод, и всасывающую установку для отвода отходящих газов.

Дуговая печь обычно содержит шлаковую дверцу, обычно расположенную на вертикальной стенке кожуха и сообщающуюся с внутренней частью печи через туннель или шлаковый канал, облицованный огнеупорным материалом (и/или охлаждающими элементами). Шлаковая дверца в основном используется для извлечения шлака, а также для других операций, таких как загрузка добавок и других материалов, используемых для оптимизации производственного процесса, сбор образцов, измерение температуры, введение горелок и инжекторов кислорода и/или углерода, а также проверка внутренней части печи.

В дополнение к преждевременному выходу шлака или лома во время производственного процесса, одна из проблем, которые встречаются в ходе плавления в печах этого типа, состоит в том, что шлак имеет тенденцию накапливаться в туннеле или в области порога шлаковой дверцы, или он также прилипает к самой дверце, образуя наслоения и отложения, которые препятствуют извлечению шлака или вводу через дверцу материала, используемого в ходе плавления.

Это может вызвать неправильное функционирование и неправильное и неполное закрытие шлаковой дверцы, вызывая возможное проникновение воздуха после разрежения, происходящего внутри кожуха, с последующей более низкой эффективностью печи, поскольку шлак и электроды в этом случае имеют тенденцию к большему окислению. Кроме того, это может привести к возможной угрозе безопасности для операторов вследствие брызг или взрывов.

Существует несколько известных решений, которые предлагают способы очистки туннеля и/или шлаковой дверцы.

Например, одно решение предусматривает непосредственное вмешательство оператора с помощью подходящих средств для удаления шлака, например, с помощью моторизованных средств, оборудованных подходящими щетками, выполненными с возможностью входа в шлаковую дверцу после ее открытия. Это решение представляет большую опасность для оператора, и его часто приходится применять только после надлежащего охлаждения шлака с тем, чтобы не увеличить угрозу безопасности для оператора. Однако иногда удаление шлака обязательно должно выполняться при активной печи, что вызывает проблемы и риски, указанные выше. Это решение также увеличивает время простоя между одной загрузкой лома в печь и следующей, тем самым вызывая увеличение затрат и снижение производительности.

Существуют также автоматизированные решения, которые предусматривают открывающиеся шлаковые дверцы, например, шторного типа, и которые оснащены по меньшей мере одним элементом очистки в виде панели, рычага или лезвия, который выполняет зажимное действие шлаковой дверцы и способствует удалению препятствий, присутствующих в туннеле. Некоторые из этих решений описаны в документах WO-2007/147248 A1 или WO-2010/094584 A1 или WO 2010/094584.

Эти решения обеспечивают приведение в действие этого элемента очистки, когда дверца открыта, с тем, чтобы зачистить стенки туннеля, в частности, поверхность его основания, с тем, чтобы удалить наслоения и препятствия, образуемые шлаком. Тем не менее, это действие может не полностью устранить наслоения, и в то же время склонно ослаблять и удалять футеровку из огнеупорного материала туннеля до тех пор, пока оно не вызовет по меньшей мере частичное отделение самого огнеупорного материала. Кроме того, после такого удаления материала шлаковая дверца может не закрыться полностью в последующих циклах, оставляя зазоры, которые, увеличиваясь в последующих рабочих циклах, могут нарушить правильное функционирование печи.

Следовательно, эти решения имеют тенденцию снижать эффективность печи и увеличивать затраты на техническое обслуживание, а также снижать производительность из-за возможных частых вмешательств в рамках технического обслуживания.

Существуют также решения, которые имеют тенденцию сохранять огнеупорный материал туннеля путем зачистки поверхности основания самого туннеля поверхностно и контролируемым образом. Пример таких решений описан в документе WO-2013/150421 А1, в котором предложена вибрирующая и колеблющаяся панель шторного типа, которая соскребает наслоения, присутствующие на поверхности основания туннеля.

Однако эти решения могут не обеспечивать полную очистку и освобождение туннеля и шлаковой дверцы, что делает необходимым дальнейшие вмешательства в рамках очистки.

Кроме того, известные решения в общем случае представляют трудность для установки или удаления из плавильной печи, и они могут иметь объем, который затрудняет операции по удалению шлака, введения добавочных материалов и отбора проб.

Другим недостатком известных решений является то, что элемент очистки в нерабочем положении с открытой дверцей имеет тенденцию располагаться в объеме отверстия печи, вследствие чего он может быть загрязнен выгружаемым шлаком, и, таким образом, требуются дальнейшие вмешательства в рамках очистки и технического обслуживания.

Следовательно, существует необходимость усовершенствования шлаковой дверцы для удаления шлака из плавильной печи, которая может преодолеть по меньшей мере один из указанных выше недостатков уровня техники.

В частности, одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить шлаковую дверцу, которую можно легко открывать и закрывать автоматическим образом, позволяя, например, загружать добавки и материалы, собирать образцы, измерять температуру, вставлять горелки и инжекторы кислорода, а также осматривать внутреннюю часть печи и удалять шлак и наслоения, присутствующие на уровне туннеля и шлаковой дверцы.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании шлаковой дверцы, которая обеспечивает полное уплотнение кожуха плавильной печи с тем, чтобы гарантировать ее правильное функционирование даже при последовательности последовательных циклов выгрузки шлака.

Еще одна цель состоит в создании шлаковой дверцы, которая позволяет безопасно и без простоя удалять шлак, повышая производительность плавильной печи и безопасность операторов.

Еще одна цель состоит в создании шлаковой дверцы, которая гарантирует высокую эффективность плавильной печи за счет сокращения вмешательств по техническому обслуживанию и упрощения операций по очистке и удалению наслоений и препятствий, присутствующих на уровне шлаковой дверцы или туннеля.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании шлаковой дверцы, которую можно легко установить на любую плавильную печь, гарантируя правильный, избирательный и легкий доступ внутрь плавильной печи.

Автор заявки разработал, испытал и осуществил настоящее изобретение с целью преодоления недостатков известного уровня техники и достижения этих и других целей и преимуществ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение изложено и охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают другие признаки изобретения или варианты основного изобретательского замысла.

В соответствии с вышеуказанными целями, шлаковая дверца для плавильной печи для производства стали в соответствии с настоящим изобретением подходит для соединения с отверстием, предусмотренным в боковой стенке плавильной печи, и для взаимодействия со шлаковым каналом, предусмотренным внутри самой плавильной печи.

Шлаковая дверца содержит:

- каркас, на котором установлена скользящая закрывающая панель, выполненная с возможностью выборочного принятия опущенного положения для закрытия шлакового канала, в котором нижняя часть закрывающей панели по существу упирается в поверхность основания шлакового канала, и поднятого положения для открытия шлакового канала, в котором закрывающая панель частично или полностью поднята;

- шлакоудаляющее устройство, установленное на каркасе и подвижное относительно него, снабженное по меньшей мере рычагом очистки, имеющим на своем конце элемент очистки, выполненный с возможностью перемещения вдоль рабочей оси внутри шлакового канала, когда закрывающая панель находится в положении открытия; шлакоудаляющее устройство имеет активное рабочее положение, когда скользящая закрывающая панель находится в поднятом положении открытия, в котором элемент очистки может перемещаться до тех пор, пока он не проникнет через отверстие в плавильной печи вдоль шлакового канала и не произведет его очистку и удаление наслоений, присутствующих в шлаковом канале, и неактивное рабочее положение, в котором оно поднимается и выходит за пределы объема отверстия плавильной печи. Таким образом шлакоудаляющее устройство не загрязняется и не засоряется шлаком во время этапа его извлечения из печи, поэтому оно не требует дополнительных операций по очистке и техническому обслуживанию.

В одном варианте осуществления соединение между шлакоудаляющим устройством и каркасом является шарнирного типа. В частности, рычаг очистки может быть шарнирно закреплен на подходящей части каркаса с тем, чтобы обеспечить его перемещение из активного рабочего положения в неактивное рабочее положение, и наоборот.

Указанная выше закрывающая панель, ввиду того, что в ней предусмотрено независимое перемещение в отношении устройства для очистки и удаления шлака, и поскольку объемы двух перемещений не соприкасаются, может быть легко открыта, позволяя загружать добавочные материалы, собирать пробы, измерять температуру, вставлять горелки и инжекторы кислорода и/или углерода, а также осматривать внутреннюю часть печи и удалять шлак при помощи шлакоудаляющего устройства.

В одном варианте осуществления датчик давления связан с закрывающей панелью и в положении закрытия определяет давление, оказываемое нижней частью панели на поверхность основания шлакового канала.

Это позволяет гарантировать полное уплотнение шлакового канала, поскольку нижняя часть закрывающей панели всегда примыкает к поверхности основания шлакового канала, даже когда указанная выше поверхность основания изнашивается в результате непрерывных операций по удалению наслоений и очистке.

В соответствии с другим вариантом осуществления шлакоудаляющее устройство снабжено рычагом перемещения, шарнирно прикрепленным первым его концом к каркасу, а вторым его концом к рычагу очистки, образуя, таким образом, рычаг с двойным сочленением. Не исключено, что рычаг может состоять из большего количества сочленений.

Преимущественно, в этом решении шлакоудаляющее устройство, благодаря перемещение с множественным сочленением, позволяет иметь ход очистки, который является гибким и более глубоким, поэтому в общем более эффективным, и, следовательно, уменьшает вмешательство операторов с тем, чтобы гарантировать большую безопасность на рабочем месте и сокращение простоев между одной операцией плавления лома и последующей.

Целью настоящего изобретения также является плавильная печь для производства стали, снабженная отверстием, выполненным в одной из ее боковых стенок, с шлаковым каналом, связанным с отверстием и проходящим к внутренней части плавильной печи, и шлаковой дверцей в соответствии с настоящим изобретением, выполненной с возможностью взаимодействия со шлаковым каналом.

Целью настоящего изобретения также является способ очистки и удаления шлака из шлакового канала плавильной печи для производства стали через шлаковую дверцу, как описано выше, который обеспечивает очистку и удаление шлака с помощью шлакоудаляющего устройства во время этапа выпуска плавки.

Преимущественно, благодаря удалению шлака одновременно с выпуском плавки, этот способ позволяет сократить время простоя между одной отливкой и последующей, увеличивая производительность плавильной печи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания некоторых вариантов осуществления, приведенных в качестве не имеющего ограничительного характера примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

- фиг. 1 -- вид в местном разрезе шлаковой дверцы плавильной печи в первой конфигурации в соответствии с настоящим изобретением;

- фиг. 2 -- вид в местном разрезе шлаковой дверцы по фиг. 1 во второй конфигурации;

- фиг. 3 -- вид в местном разрезе шлаковой дверцы по фиг. 1 в третьей конфигурации.

Чтобы облегчить восприятие, для указания идентичных общих элементов на чертежах по возможности использованы одни и те же номера позиций. Понятно, что элементы и отличительные признаки одного варианта осуществления могут быть для удобства включены в другие варианты осуществления без дальнейших пояснений.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Теперь будут подробно рассмотрены различные варианты осуществления настоящего изобретения, один или несколько примеров которых показаны на приложенных чертежах. Каждый пример приводится в качестве иллюстрации изобретения и не носит ограничивающий характер. Например, характеристики, показанные или описанные в связи с одним вариантом осуществления, могут быть применены в других вариантах осуществления или скомбинированы с ними с тем, чтобы получить еще один вариант осуществления. Подразумевается, что настоящее изобретение включает все такие модификации и варианты.

Прежде чем перейти к описанию этих вариантов осуществления, следует пояснить, что настоящее описание не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, как описано в последующем описании с использованием прилагаемых чертежей. Настоящее описание может предусматривать другие варианты осуществления и может быть реализовано на практике другими путями. Кроме того, следует пояснить, что целью формулировок или терминов, использованных в настоящем документе, является исключительно описание, а не ограничение.

Ссылаясь на прилагаемые чертежи, показана шлаковая дверца 10, связанная с отверстием 34, выполненным в боковой стенке 33 плавильной печи 11 для производства стали из лома. Шлаковая дверца 10 расположена по существу в согласованном положении со шлаковым каналом 13, имеющимся или предусмотренным внутри плавильной печи 11, через который выгружается часть шлака, которая покрывает расплавленный металл.

Шлаковая дверца 10 может быть использована, помимо прочего, для удаления по меньшей мере части шлакового слоя, который образуется над массой расплавленного металла в ходе плавления лома, а также для введения добавочных материалов во время этого процесса, полезных для правильного плавление лома, и/или отбора проб.

Плавильная печь 11, схематично и частично показанная на прилагаемых чертежах, представляет собой неограничивающий пример печи известного электродугового типа (EAF - Electric Arc Furnace (электродуговая печь)).

Шлаковая дверца 10 снабжена каркасом 12, предпочтительно выполненным в виде моноблока, содержащим в нижней части коробчатое основание 35, которое во время использования по существу совмещается в нижней части с поверхностью 23 основания шлакового канала 13. В частности, шлаковой канал 13 облицован огнеупорным материалом.

Шлаковая дверца 10 может быть легко установлена в плавильной печи 11 и, возможно, удалена из нее путем перемещения каркаса 12 в направлении плавильной печи 11 и в сторону от нее, соответственно.

Шлаковая дверца 10 содержит по существу установленные в едином теле на каркасе 12:

- скользящую закрывающую панель 14, связанную с каркасом 12 и выполненную с возможностью выборочного перемещения из поднятого положения открытия для выгрузки шлака или для выполнения других указанных выше функций в опущенное положение закрытия для выборочного уплотнения шлакового канала 13 или в любое промежуточное положение в соответствии с потребностями;

- шлакоудаляющее устройство 15, установленное на каркасе 12 и подвижное относительно него, снабженное по меньшей мере рычагом 17 очистки, имеющим на своем конце элемент 18 очистки, выполненный с возможностью перемещения вдоль рабочей оси Х всего шлакового канала 13, когда закрывающая панель 14 находится в поднятом положении открытия.

Шлакоудаляющее устройство 15 имеет активное рабочее положение, когда скользящая закрывающая панель 14 находится в поднятом положении открытия, в котором элемент 18 очистки может проникать через отверстие 34, находящееся на боковой стенке 33 плавильной печи 11 и вдоль шлакового канала 13; оно также имеет неактивное положение, в котором оно расположено полностью за закрывающей панелью 14 относительно стенки плавильной печи 11 и в поднятом положении невмешательства в объем отверстия в боковой стенке печи 11.

В показанном варианте осуществления шлакоудаляющее устройство 15 снабжено рычагом 16 перемещения, шарнирно прикрепленным с одной стороны к каркасу 12, а с другой - к рычагу 17 очистки, тем самым образуя перемещение с двойным сочленением, хотя допускается и перемещение, полученное сочленениями, число которых больше двух. Преимущественно, двойное сочленение облегчает и улучшает перемещением элемента 18 очистки внутри шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления закрывающая панель 14 выполнена таким образом, чтобы она выборочно размещалась втянутой из каркаса 12 в ее поднятом положении открытия.

Однако в объем настоящего изобретения входит выполнение рычага 17 очистки в виде единого элемента, непосредственно шарнирно прикрепленного к каркасу 12 и вращающегося относительно него между двумя активным и неактивным положениями.

Кроме того, в опущенном положении закрывающей панели 14 нижняя часть закрывающей панели 14 выполнена с возможностью примыкания к поверхности 23 основания шлакового канала 13.

В поднятом положении открытия закрывающая панель 14 частично или полностью втягивается в каркас 12, позволяя выгрузить шлак через шлаковой канал 13.

Переход из опущенного положения закрытия в поднятое положение открытия и наоборот закрывающей панели 14 может быть инициирован вручную или автоматически с помощью блока 31 управления и контроля.

Согласно одному варианту осуществления закрывающая панель 14 расположена вдоль оси скольжения Y, наклоненной на угол наклона α относительно рабочей оси X. Этот угол наклона α может составлять от 45° до 85°.

Преимущественно, этот наклон и это втягивающее скользящее движение закрывающей панели 14 облегчают удаление возможных наслоений, которые могут образоваться на поверхности 23 основания шлакового канала 13 в ходе плавления лома.

Кроме того, на этапе загрузки и начала плавления лом давит на закрывающую панель 14, дополнительно способствуя закрытию дверцы и дополнительно ограничивая возможное поступление воздуха снаружи.

В частности, каркас 12 снабжен посадочным местом 20, предусмотренным для размещения закрывающей панели 14, скользящей вдоль оси скольжения Y, когда шлаковый канал 13 открыт.

Эта закрывающая панель 14 может быть шторного или гильотинного типа.

В некоторых вариантах осуществления посадочное место 20 может быть снабжено средством, которое облегчает удаление шлака, который, возможно, осел на закрывающей панели 14, когда последняя переходит из опущенного положения, в котором шлаковый канал 13 закрыт, в поднятое положение, в котором шлаковый канал 13 открыт.

Кроме того, шлаковая дверца 10 может содержать моторизованный элемент (не показан), связанный с закрывающей панелью 14, с тем, чтобы выборочно управлять скользящим перемещением закрывающей панели 14 внутри каркаса 12.

Согласно одному варианту осуществления каркас 12 может быть снабжен первым охлаждающим средством 19 для охлаждения закрывающей панели 14 водой, обеспечивая тем самым ее правильное функционирование в условиях высоких рабочих температур плавильной печи 11.

В частности, закрывающая панель 14 может быть снабжена внутренними каналами для прохода воды с помощью первого охлаждающего средства 19.

Ссылаясь на прилагаемые чертежи, первое охлаждающее средство 19 может представлять собой, например, трубы, соединенные непосредственно с закрывающей панелью 14.

Согласно одному варианту осуществления закрывающая панель 14 может быть снабжена по меньшей мере двумя металлическими слоями 21, 22, в которых:

- первый металлический слой 21, имеющий высокую теплопроводность, предусмотрен на внутренней стороне закрывающей панели 14, обращенной к плавильной печи 11, с тем, чтобы не создавать неравномерность распределения температур внутри плавильной печи 11 и увеличить ее эффективность;

- второй металлический слой 22, имеющий высокую механическую прочность, предусмотрен на внешней стороне закрывающей панели 14, противоположной внутренней стороне, с тем, чтобы обеспечить прочность конструкции самой закрывающей панели 14.

Согласно одному варианту осуществления первый металлический слой 21 выполнен из меди.

Согласно одному варианту осуществления второй металлический слой 22 выполнен из стали.

Согласно одному варианту осуществления два металлических слоя 21, 22 накладываются друг на друга и соответствующим образом скрепляются друг с другом, образуя биметаллическую закрывающую панель 14.

Согласно одному варианту осуществления, как показано в качестве примера на фиг. 1 и 3, закрывающая панель 14 имеет большую длину, также с учетом описанного выше наклона, чем размер по высоте отверстия 34 боковой стенки 33 плавильной печи 11.

Это позволяет всегда гарантировать правильное и полное закрытие шлакового канала 13, даже в условиях, когда поверхность 23 основания шлакового канала 13 изнашивается в результате многократных циклов работы плавильной печи 11. В частности, нижняя часть закрывающей панели 14 может быть вставлена, когда она находится в положении закрытия, в подходящее посадочное место 30, предусмотренное на поверхности 23 основания шлакового канала 13, таким образом гарантируя герметичное и более надежное уплотнение шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления закрывающая панель 14 снабжена датчиком 24 давления, который определяет, когда закрывающая панель 14 находится в упоре в поверхность 23 основания шлакового канала 13 с тем, чтобы всегда гарантировать правильное уплотнение шлакового канала 13 в опущенном положении закрытия закрывающей панели 14.

В качестве альтернативы датчику 24 давления может быть предусмотрен датчик другого типа, например, контактный, бесконтактный, оптический, магнитный датчик и т. д.

Согласно одному варианту осуществления, ссылаясь на фиг. 1, в неактивном рабочем положении рычаг 17 очистки сложен над рычагом 16 перемещения, и они оба утоплены в каркас 12 в конфигурации с минимальным объемом с задней стороны закрывающей панели 14 относительно боковой стенки 33 плавильной печи 11.

В частности, в неактивном рабочем положении все шлакоудаляющее устройство 15 перемещается в поднятое положение полностью над объемом отверстия 34, присутствующего в боковой стенке 33 плавильной печи 11.

Следовательно, шлакоудаляющее устройство 15 не перекрывает шлаковый канал 13 во время операций отбора проб, операций проверки внутренней части плавильной печи 11 или введения добавочных материалов при плавлении лома, когда закрывающая панель 14 находится в положении, в котором шлаковый канал 13 открыт. Эта конфигурация с минимальным объемом, таким образом, обеспечивает выборочный и легкий доступ внутрь плавильной печи 11. Кроме того, шлакоудаляющее устройство 15 не загрязняется и не засоряется шлаком, извлеченным из плавильной печи 11.

Согласно одному варианту осуществления шлакоудаляющее устройство 15 в неактивном рабочем положении утоплено в каркас 12 в конфигурации с минимальным объемом и находится параллельно оси скольжения Y.

Согласно одному варианту осуществления возможно, что в неактивном рабочем положении рычаг 17 очистки может втягиваться в рычаг 16 перемещения в подходящее посадочное место, предусмотренное внутри рычага 16 перемещения.

Согласно другому варианту осуществления в неактивном рабочем положении рычаг 17 очистки может вращаться до тех пор, пока он не окажется вдоль рычага 16 перемещения.

Согласно одному варианту осуществления, ссылаясь на фиг. 2, в активном рабочем положении рычаг 16 перемещения вращается внутри шлакового канала 13, а рычаг 17 очистки вращается относительно рычага 16 перемещения таким образом, чтобы иметь возможность входить в шлаковой канал 13, когда закрывающая панель 14 находится в поднятом положении, в котором шлаковой канал 13 открыт.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 16 перемещения, шарнирно прикрепленный к каркасу 12, вращается относительно первой шарнирной оси М1, составляющей одно целое с каркасом 12.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки, шарнирно прикрепленный к рычагу 16 перемещения, вращается относительно второй шарнирной оси М2, находящейся вне каркаса 12.

Согласно одному варианту осуществления первая шарнирная ось M1 рычага 16 перемещения параллельна второй шарнирной оси M2 рычага 17 очистки.

В частности, рычаг 16 перемещения шлакоудаляющего устройства 15 имеет первый конец 25, шарнирно прикрепленный к каркасу 12 в соответствии с первой осью М1 над шлаковым каналом 13, и второй конец 26, противоположный первому концу 25.

Рычаг 16 перемещения может вращаться вокруг первой шарнирной оси М1, принимая множество промежуточных положений, начиная с неактивного рабочего положения до положения максимального вращения, в котором рычаг 16 перемещения расположен по существу близко к отверстию 34 в боковой стенке 33 плавильной печи 11, внутри шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления максимальный угол вращения рычага 16 перемещения из неактивного рабочего положения в положение максимального вращения может составлять от 0° до 200°.

Согласно одному варианту осуществления вращение вокруг первой шарнирной оси M1 первого конца 25 рычага 16 перемещения может осуществляться одной или несколькими двигательными установками (не показаны).

Согласно одному варианту осуществления вращение вокруг первой шарнирной оси M1 первого конца 25 рычага 16 перемещения может управляться вручную или автоматически с помощью блока 31 управления и контроля.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки шарнирно прикреплен ко второму концу 26 рычага 16 перемещения в соответствии со второй шарнирной осью М2.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки вращается относительно рычага 16 перемещения с тем, чтобы всегда гарантировать правильное положение элемента 18 очистки в шлаковом канале 13.

Согласно одному варианту осуществления взаимное вращение между рычагом 17 очистки и рычагом 16 перемещения может управляться блоком 31 управления и контроля автоматически и таким образом, который является безопасным для операторов.

Преимущественно, шлакоудаляющее устройство 15 обеспечивает полную и эффективную очистку шлакового канала 13 благодаря комбинированной конфигурации закрывающей панели 14 и шарниров рычага 16 перемещения и рычага 17 очистки; кроме того, приводу шлаковой дверцы 10 не нужно ждать снижения температуры шлакового канала 13, следовательно, нет простоев, и плавильная печь 11 может работать непрерывно, гарантируя высокую производительность. Кроме того, также можно проводить очистку шлакового канала 13 во время выпуска металла из печи 11. Эта операция фактически выполняется путем наклона кожуха для облегчения оттока стали и, следовательно, подъема шлаковой дверцы 10 относительно плоскости, на которой установлена плавильная печь 11. В этом положении невозможно задействовать системы ручной очистки, в то время как шлакоудаляющее устройство 15, являющееся предметом настоящего изобретения, может эффективно использоваться также на этом этапе производственного процесса.

Преимущественно, форма рычага 17 очистки подходит для складывания поверх рычага 16 перемещения в неактивной конфигурации с тем, чтобы уменьшить объем и не перекрывать шлаковый канал 13.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки может иметь Г- или J-образную форму.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки может иметь коленчатый изгиб.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки имеет поворотную часть 17а, шарнирно прикрепленную к рычагу 16 перемещения, и продолговатую часть 17b, расположенную относительно поворотной части 17a под углом γ, составляющим от 100° до 140° и образующим Г- или J-образную форму, как указано выше.

Продолговатая часть 17b соединена как одно целое с одной стороны с поворотной частью 17а, а с другой стороны - с элементом 18 очистки.

Согласно одному варианту осуществления продолговатая часть 17b имеет большую длину, чем поворотная часть 17а.

Согласно одному варианту осуществления продолговатая часть 17b выполнена в едином теле с поворотной частью 17а.

Согласно одному варианту осуществления продолговатая часть 17b имеет прямолинейную протяженность вдоль оси W, наклоненной на угол γ относительно поворотной части 17а.

Согласно одному варианту осуществления ось W продолговатого участка 17b по существу параллельна рабочей оси X, когда шлакоудаляющее устройство 15 находится в активном рабочем положении.

Согласно одному варианту осуществления длина продолговатой части 17b составляет от 0,3 до 0,8, умноженное на длину шлакового канала 13, с тем, чтобы рычаг 17 очистки был способен гарантировать полную и оптимальную очистку шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления продольная ось Z рычага 16 перемещения и ось W продолговатой части 17b рычага 17 очистки в неактивном рабочем положении шлакоудаляющего устройства 15 могут быть наклонены на угол покоя δ, составляющий от 0° до 15°.

Согласно одному варианту осуществления шлакоудаляющее устройство 15 и рычаг 16 перемещения в активном рабочем положении шлакоудаляющего устройства 15 принимают множество положений взаимного вращения с тем, чтобы элемент 18 очистки удерживал шлак, а затем вытаскивал его наружу шлакового канала 13 вдоль рабочей оси X изнутри плавильной печи 11 в направлении наружу вдоль шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления множество положений взаимного вращения характеризуются углом взаимного вращения β, образуемым между продольной осью Z рычага 16 перемещения и осью W прямолинейной протяженности продолговатой части 17b рычага 17 очистки.

Согласно одному варианту осуществления угол взаимного вращения β может варьироваться от 50° до 120°.

Согласно одному варианту осуществления каркас 12 может быть снабжен вторым охлаждающим средством 27 для охлаждения шлакоудаляющего устройства 15 после воздействия высоких температур, которым подвергается само шлакоудаляющее устройство 15, когда оно находится в рабочей конфигурации.

Это второе охлаждающее средство 27 может содержать трубы, соединенные с одной стороны с каркасом 12, а с другой стороны с рычагом 16 перемещения, и выполненные с возможностью распыления воды на рычаг 16 перемещения.

Кроме того, второе охлаждающее средство 27 может содержать внутренние каналы в рычаге 16 перемещения, в рычаге 17 очистки и в элементе 18 очистки с тем, чтобы вода могла распределяться по всему шлакоудаляющему устройству 15.

Согласно одному варианту осуществления рычаг 17 очистки может быть демонтирован с рычага 16 перемещения для операций по техническому обслуживанию.

Например, демонтаж рычага 17 очистки относительно рычага 16 перемещения может быть легко выполнен, когда они находятся в положении технического обслуживания.

Возможное положение для технического обслуживания показано на фиг. 3, в котором шлакоудаляющее устройство 15 расположено снаружи каркаса 12 и шлакового канала 13, а поворотная часть 17a рычага 17 очистки по существу совмещена с продольной осью Z рычага 16 перемещения.

Таким образом, вмешательства по техническому обслуживанию упрощаются и ускоряются с тем, чтобы повысить производительность плавильной печи, предотвращая чрезмерные простои даже во время операций по техническому обслуживанию.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может иметь продолговатую форму с размером, равным или немного меньшим ширины, поперечной рабочей оси X, отверстия 34 плавильной печи 11 с тем, чтобы удалять шлак по всей ширине поверхности 23 основания шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может иметь множество скребковых зубьев 28 для облегчения удаления наслоений в шлаковом канале 13.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может иметь выступающий компонент 29, выполненный с возможностью удержания и удаления шлака, накопленного на поверхности 23 основания шлакового канала 13 вдоль рабочей оси X.

В частности, выступающий компонент 29 обращен к поверхности 23 основания шлакового канала 13, когда шлакоудаляющее устройство 15 находится в рабочей конфигурации.

Этот выступающий компонент 29 может представлять собой пластину, которая влияет на всю длину элемента 18 очистки.

Этот выступающий компонент 29 может содержать множество выступающих зубцов 32 для одновременного удаления шлака из шлакового канала 13 и наслоений с поверхности 23 основания шлакового канала 13.

Этот выступающий компонент 29 может быть расположен наклонно в диапазоне 45° и 90° относительно элемента 18 очистки с тем, чтобы лучше удерживать удаляемый шлак, выполняя функцию, аналогичную функции грабель.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может вращаться вокруг своей продольной оси, параллельной поверхности 23 основания шлакового канала 13 с тем, чтобы лучше облегчать удаление наслоений, присутствующих на стенках шлакового канала 13 и, в частности, на его поверхности 23 основания.

Это вращение может быть независимым от взаимного вращения рычага 17 очистки и рычага 16 перемещения.

Это вращение может происходить вокруг оси, параллельной шарнирной оси рычага 16 перемещения на каркасе 12.

Это вращение может управляться блоком 31 управления и контроля и основываться на степени наслоений и препятствий шлакового канала 13.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может иметь цилиндрическое поперечное сечение.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может иметь многоугольное или звездообразное поперечное сечение для облегчения удаления шлака и отложений.

Согласно одному варианту осуществления элемент 18 очистки может быть демонтирован с рычага 17 очистки для операций по техническому обслуживанию или замены.

Эта операция может быть выполнена в подходящем положении для технического обслуживания шлакоудаляющего устройства 15, таком как показано на фиг. 3.

Понятно, что в шлаковую дверцу 10, как описано выше, можно внести изменения и/или добавить детали в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Также ясно, что, хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на некоторые конкретные примеры, специалист в данной области, конечно, сможет получить множество других эквивалентных форм шлаковой дверцы 10, имеющих отличительные признаки, как это предусмотрено в формуле изобретения, и, следовательно, все они входят в объем охраны, определяемый ею.

В приведенной ниже формуле изобретения единственная цель ссылок в скобках состоит в том, чтобы облегчить чтение: они не должны рассматриваться как ограничивающие факторы в отношении области защиты, заявленной в конкретных пунктах формулы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к шлаковой дверце плавильной печи для производства стали. Шлаковая дверь содержит каркас, на котором установлена скользящая закрывающая панель, выполненная с возможностью выборочного принятия опущенного положения для закрытия указанного шлакового канала, и шлакоудаляющее устройство, установленное на указанном каркасе и подвижное относительно него, снабженное, по меньшей мере, рычагом очистки и имеющее на своем конце элемент очистки, выполненный с возможностью перемещения внутри шлакового канала, когда закрывающая панель находится в поднятом положении, причем упомянутое устройство имеет активное и неактивное рабочее положение. Изобретение позволяет безопасно и без простоев удалять шлак во время выпуска плавки, сократить время по техническому обслуживанию печи, а также повышает производительность печи, гарантирует безопасность работы операторов и может быть использовано на любой плавильной печи. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шлаковая дверь плавильной печи (11) для производства стали, выполненная с возможностью взаимосвязи с отверстием (34), предусмотренным в боковой стенке (33) плавильной печи (11), и для взаимодействия со шлаковым каналом (13), предусмотренным внутри плавильной печи (11), отличающаяся тем, что она содержит:

- каркас (12), на котором установлена скользящая закрывающая панель (14), выполненная с возможностью выборочного принятия опущенного положения для закрытия указанного шлакового канала (13), в котором нижняя часть закрывающей панели (14) упёрта в поверхность (23) основания шлакового канала (13), и поднятого положения для открытия указанного шлакового канала (13), в котором закрывающая панель (14) частично или полностью поднята; и

- шлакоудаляющее устройство (15), установленное на указанном каркасе (12) и подвижное относительно него, снабженное, по меньшей мере, рычагом очистки (17) и имеющее на своем конце элемент (18) очистки, выполненный с возможностью перемещения внутри шлакового канала (13), когда закрывающая панель (14) находится в поднятом положении, причем упомянутое устройство (15) имеет активное рабочее положение, когда скользящая закрывающая панель (14) находится в поднятом положении открытия, в котором элемент (18) очистки выполнен с возможностью перемещения до его проникновения через отверстие (34) в плавильной печи (11) вдоль шлакового канала (13) и проведения его очистки и удаления наслоений, присутствующих в указанном шлаковом канале (13), и неактивное рабочее положение, в котором упомянутое устройство (15) поднимается и выходит за пределы объема указанного отверстия (34) плавильной печи (11), при этом соединение между шлакоудаляющим устройством (15) и каркасом (12) является шарнирного типа.

2. Шлаковая дверь по п. 1, отличающаяся тем, что шлакоудаляющее устройство (15) снабжено рычагом (16) перемещения, шарнирно прикрепленным первым его концом (25) к каркасу (12), а вторым его концом (26) - к рычагу (17) очистки, с возможностью образования рычага с двойным сочленением.

3. Шлаковая дверь по любому из пп.1, 2, отличающаяся тем, что упомянутая закрывающая панель (14) расположена вдоль оси скольжения (Y), наклоненной на угол наклона (α), составляющий от 45 до 85°, относительно рабочей оси (X), и имеет большую длину, с учетом указанного наклона, чем размер по высоте отверстия (34) боковой стенки (33) плавильной печи (11).

4. Шлаковая дверь по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что упомянутая закрывающая панель (14) снабжена датчиком (24) давления для определения нахождения закрывающей панели (14) в упоре в поверхность (23) основания шлакового канала (13) в опущенном положении закрытия.

5. Шлаковая дверь по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что упомянутая закрывающая панель (14) снабжена по меньшей мере двумя металлическими слоями (21, 22), в которых:

- первый металлический слой (21), имеющий высокую теплопроводность, предусмотрен на внутренней стороне закрывающей панели (14), обращенной к плавильной печи (11);

- второй металлический слой (22), имеющий высокую механическую прочность, предусмотрен на внешней стороне закрывающей панели (14), противоположной внутренней стороне.

6. Шлаковая дверь по любому из пп.2-5, отличающаяся тем, что указанный рычаг (17) очистки имеет поворотную часть (17а), шарнирно прикрепленную к рычагу (16) перемещения, и продолговатую часть (17b), расположенную относительно поворотной части (17a) под углом (γ), составляющим от 100 до 140° и образующим Г- или J-образную форму рычага (17) очистки, причем указанная продолговатая часть (17b) соединена как одно целое с одной стороны с поворотной частью (17а), а с другой стороны - с элементом (18) очистки.

7. Шлаковая дверь по п. 6, отличающаяся тем, что указанный рычаг (16) перемещения и рычаг (17) очистки в активном рабочем положении шлакоудаляющего устройства (15) выполнены с возможностью принятия положений взаимного вращения с углом взаимного вращения (β), образуемым между продольной осью (Z) и осью (W) прямолинейной протяженности продолговатой части (17b) рычага 17 очистки, который варьируется между 50 и 120°.

8. Шлаковая дверь по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что указанный элемент (18) очистки имеет продолговатую форму с размером, равным или немного меньшим ширины отверстия (34) плавильной печи (11).

9. Шлаковая дверь по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что указанный элемент (18) очистки имеет скребковые зубья (28) для облегчения удаления наслоений в шлаковом канале (13).

10. Шлаковая дверь по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что указанный элемент (18) очистки выполнен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси, параллельной поверхности (23) основания шлакового канала (13).

11. Плавильная печь для производства стали, имеющая отверстие (34) в одной из ее боковых стенок (33), шлаковый канал (13), связанный с упомянутым отверстием (34) и проходящий к внутренней части плавильной печи (11), и шлаковую дверь (10) по любому из пп.1-10, выполненную с возможностью взаимодействия с упомянутым шлаковым каналом (13).

12. Способ удаления шлака и очистки шлакового канала (13) плавильной печи (11) для производства стали, характеризующийся тем, что во время этапа выпуска плавки через шлаковую дверь (10) по любому из пп.1-10 обеспечивают удаление шлака и очистку шлакового канала (13) с помощью шлакоудаляющего устройства (15).