ПЕЧНОЙ АГРЕГАТ
FURNACE UNIT

Изобретение относится к печному агрегату с печью, в частности электродуговой печью, для расплавления металла, с очистительным устройством для удаления и/или устранения блокирующего материала из или внутри люка для обслуживания печи, при этом очистительное устройство содержит перемещающийся рычаг ударного действия для выполнения ударного движения и средства для перемещения рычага ударного действия между парковочным уровнем и рабочим уровнем.
Печные агрегаты применяются, например, на сталелитейных предприятиях для изготовления стали. При этом металлолом и/или восстановленное железо (reduziertes Eisen) подаются к печи, например электродуговой печи, в которой металлический твердый материал переводят в жидкую фазу. Затем металлический расплав кондиционируют дальше, пока не будет достигнуто желательное качество жидкой стали.
Печь для изготовления металлического расплава часто имеет рабочее окно. Рабочее окно служит, как правило, дверцей для скачивания шлака перед выпуском металлического расплава из печи. Дверцу для скачивания шлака используют также для вдувания кислорода посредством позиционируемого через рабочее окно кислородного копья, чтобы кондиционировать жидкий металл.
Во время процесса плавки из-за брызг стали и шлака образуется закупоривающая рабочее окно настыль, которую необходимо удалять после каждой плавки.
Из европейской патентной публикации ЕР 0 663 061 А1 известна перемещающаяся по рельсам машина ударного действия для выполнения соответствующих функций в шлаковой летке электросталеплавильных печей, оснащенная выдвижным рычагом с головкой или щитом в передней части несколько меньшего поперечного сечения, чем шлаковая летка печи.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить печной агрегат вышеназванной конструкции, который позволяет сделать более гибким использование люка для обслуживания печи.
Эта задача решается за счет печного агрегата вышеназванной конструкции, при этом предусмотрена образующая рабочий уровень рабочая площадка, с которой доступен люк для обслуживания печи и на которой расположено очистительное устройство, при этом рабочий уровень имеет проем, через который может проходить рычаг ударного действия во время перемещения между находящимся выше рабочего уровня производственным уровнем и находящимся ниже рабочего уровня парковочным уровнем. Благодаря такому печному агрегату можно сделать гибким свободное пространство перед люком для обслуживания печи, который предпочтительно выполнен как дверца для скачивания шлака.
Образованный рабочей площадкой рабочий уровень образован, как правило, поверхностью рабочей площадки возле печи и представляет собой, как правило, плоскость. Рабочая площадка может быть оборудована для прохода людей, в частности, обслуживающего персонала, вследствие чего в таких случаях проходным является также рабочий уровень.
Преимущественным образом рычаг ударного действия расположен на парковочном уровне не выше рабочего уровня.
Так как при передвижении таким образом очистительное устройство расположено на рабочей площадке, то обеспечивается дальнейшая гибкость в использовании люка для обслуживания печи, в частности, дверцы для скачивания шлака. После того как очистительное устройство освобождает люк для обслуживания печи от блокирующего материала, в частности, металлической настыли и/или очистительное устройство предотвращает накапливание блокирующего материала в люке для обслуживания печи, и после перемещения рычага ударного действия очистительного устройства на парковочный уровень, в люке для обслуживания печи может быть использован, например, манипулятор, в частности, для измерения температуры ванны расплавленного металла, для отбора проб или для вдувания кислорода на металлическую ванну, и т.д.
Таким образом изобретение обеспечивает большее и быстрее подготовленное свободное пространство на рабочей площадке для обслуживающего персонала или для технологических операций в печи через люк для обслуживания печи. При необходимости, то есть в случае увеличивающейся закупорки люка для обслуживания печи, очистительное устройство может быть быстро и гибко подготовлено для использования. Кроме того, выигрыш в пространстве приводит к большей безопасности обслуживания в прилежащей к печи зоне рабочей площадки. В частности, люк для обслуживания печи, благодаря очистительному устройству, в частности, рычагу ударного действия, может оставаться свободным от загружаемого материала также в процессе загрузки печи шихтовым материалом. На этот случай перед загрузкой шихтового материала в печь рычаг ударного действия вводят в люк для обслуживания печи, что исключает накапливание во время загрузки металлолома в зоне люка для обслуживания печи.
На производственном уровне рычаг ударного действия перемещается в продольном направлении. За счет движения, или при необходимости повторного движения рычага ударного действия в продольном направлении блокирующий материал удаляют из зоны люка для обслуживания печи и люк для обслуживания печи, в частности, дверца для скачивания шлака, может быть использован, например, для регистрации параметров металлической ванны и/или печи, а также при необходимости для манипулирования ими.
На парковочном уровне очистительное устройство расположено предпочтительно как можно более компактно. Так, например, рычаг ударного действия задвинут, чтобы занимать как можно меньше места. Очистительное устройство на парковочном уровне предпочтительно максимально экранировано за счет огнеупорной обмуровки проема в рабочей площадке относительно исходящих от печи термических воздействий.
Проем в рабочем уровне, который приходится пересекать при перемещении рычага ударного действия между парковочным уровнем и производственным уровнем, может быть выполнен по усмотрению изготовителя. Предпочтительно проем выполнен прямоугольным. Существенным является то, что рычаг ударного действия может без преград или без повреждений перемещаться с парковочного уровня на производственный уровень и с производственного уровня на парковочный уровень. Рабочая площадка также имеет соответствующую проему выемку, в которую полностью помещается очистительное устройство при расположении рычага ударного действия на парковочном уровне. Поэтому проем в смысле настоящей заявки имеет двухмерную, то есть плоскую протяженность, а соответствующая выемка в рабочей площадке трехмерную, то есть пространственную протяженность.
Средства для перемещения рычага ударного действия между парковочным уровнем и производственным уровнем могут быть выполнены механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими или выполнены иным способом. Например, могут быть предусмотрены подъемные ножницы (Hubscheren).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, проем во время расположения рычага ударного действия на парковочном уровне закрыт защитным элементом. Это, в частности, может быть в том случае, если очистительное устройство с расположенным на парковочном уровне рычагом ударного действия расположено полностью не выше рабочего уровня. Защитный элемент может быть выполнен как часть очистительного устройства, например, в форме кожуха рычага ударного действия, или как отдельная, в частности, независимая от очистительного устройства деталь. Защитный элемент может приводиться в действие, например, вручную и/или автоматически. За счет такого защитного элемента происходит дальнейшее повышение безопасности на рабочей площадке, так как проем может быть закрыт, поскольку очистительное устройство в данный момент не используется. Запиранием или закрытием проема в рабочем уровне создается дополнительно полезное пространство на рабочей площадке, так как рабочая площадка может быть полностью использована, например, обслуживающим персоналом или передвижным роботом. Предпочтительным образом защитный элемент содержит ребра жесткости. Это, с одной стороны, обеспечивает безопасность на рабочей площадке и, кроме того, может быть улучшена эксплуатация печи.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, рабочая площадка и/или защитный элемент выполнены огнеупорными. Тем самым очистительное устройство на парковочном уровне защищено от слишком высокой жары, что продлевает срок службы очистительного устройства.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, защитный элемент перед перемещением или во время перемещения рычага ударного действия с парковочного уровня на производственный уровень смещается автоматически, открывая проем. Это достигается, например, особенно просто тем, что защитный элемент расположен на очистительном устройстве или связан с ним. Кроме того, защитный элемент может быть также составной частью, например, рабочей площадки. Во всяком случае, он не требует дополнительных мер со стороны обслуживающего персонала - например, открывания вручную защитного элемента -, чтобы переместить рычаг ударного действия очистительного устройства на производственный уровень, что повышает безопасность для обслуживающего персонала. Далее, это позволяет избежать столкновений рычага ударного действия с защитным элементом, что продлевает срок службы очистительного устройства.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, защитный элемент во время или после перемещения рычага ударного действия с производственного уровня на парковочный уровень автоматически смещается, закрывая проем. Это позволяет достичь того, что проем закрывается заблаговременно после перемещения очистительного устройства на парковочный уровень. Этим самым повышается безопасность для обслуживающего персонала на рабочей площадке. Обслуживающему персоналу не приходится беспокоиться о закрытии вручную проема, и он не подвергается вредным температурным воздействиям при осуществлении такой операции вблизи от печи.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, во время расположения рычага ударного действия на парковочном уровне загрузочное устройство для подачи шихтового материала к люку для обслуживания печи подается посредством направляющего устройства. Это позволяет повысить гибкость и улучшить использование люка для обслуживания печи и, следовательно, также режима эксплуатации печи или печного агрегата в целом. Загрузка литейного чугуна (Roheisen) может осуществляться также при «опущенном» очистительном устройстве. В качестве загрузочных устройств могут использоваться лотки, конвейерные ленты, загрузочные мульды или также загрузочные роботы и другие загрузочные устройства. В качестве направляющих устройств применяют, например, направляющие рельсы, направляющие желоба или другие направляющие устройства.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, рабочая площадка имеет, по меньшей мере, два направляющих рельса для подачи загрузочного устройства к рабочему окну, при этом проем расположен между двумя рельсами, в частности, парой направляющих рельсов. Такое конструктивное исполнение особенно предпочтительно для большегрузных загрузочных устройств, так как весовая нагрузка загрузочного устройства и помещенного на нем загрузочного материала могут быть переданы здесь, в частности, с хорошим распределением, непосредственно на рабочую площадку. Передача нагрузки возможна, в частности, за счет большого числа параллельно простирающихся направляющих рельсов. Таким образом укомплектованное расположенным на парковочном уровне рычагом ударного действия очистительное устройство не подвержено большим нагрузкам. Это продлевает срок службы очистительного устройства.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, линии энергоснабжения очистительного устройства расположены, по меньшей мере, на отдельных участках ниже рабочего уровня. Предпочтительным образом линии энергоснабжения, по меньшей мере, на отдельных участках расположены внутри рабочей площадки. Поэтому линии энергоснабжения, например, для электрики и рабочих сред, таких как газ для пневматических цилиндров или жидкость для гидроцилиндров, хорошо защищены от теплового воздействия при изготовлении металлических расплавов, по меньшей мере, в тех зонах, в которых они расположены ниже рабочего уровня, преимущественно внутри рабочей площадки.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, средства для перемещения включают расположенный на рабочей площадке, по меньшей мере, один поворотный направляющий элемент, который направляет рычаг ударного действия, а также подъемное устройство для подъема и опускания рычага ударного действия. Благодаря такому конструктивному исполнению средств для перемещения может быть обеспечена особенно простая экономически выгодная и надежная возможность перемещения рычага ударного действия очистительного устройства. Преимущественным образом, подъемное устройство захватывает непосредственно рычаг ударного действия или соответственно кожух рычага ударного действия и, по меньшей мере, один направляющий элемент перемещает рычаг ударного действия по траектории кривой в форме участка окружности между парковочным уровнем и производственным уровнем. Это позволяет добиться того, что выдвигающийся/задвигающийся рычаг ударного действия перемещается особенно близко и/или особенно глубоко относительно люка для обслуживания печи. За счет этого улучшается эффективность очистки.
Другие преимущества изобретения проистекают из примера осуществления, который поясняется ниже более детально на основе схематических чертежей. При этом показаны:
Фиг.1 - вид сбоку печного агрегата с рабочей площадкой, загрузочным устройством в положении парковки и очистительным устройством с рычагом ударного действия на производственном уровне,
Фиг.2 - вид сбоку печного агрегата с рабочей площадкой, загрузочным устройством в положении загрузки и очистительным устройством с рычагом ударного действия на парковочном уровне,
Фиг.3 - вид сверху на проем, расположенный между двумя направляющими рельсами и закрытый защитным элементом.
На фиг.1 показан печной агрегат с выполненной как электродуговая печь печью 1 для изготовления металлического расплава из твердого металла. Печь 1 включает большое число печных люков для обслуживания печи, так, например, отверстие под электроды для образования электрической дуги, отверстие для удаления пыли/газа из печи, летку для выпуска металла и шлаковыпускное отверстие.
В дальнейшем шлаковыпускное отверстие рассматривается как люк для обслуживания печи 2. На шлаковыпускном отверстии 2 в ходе эксплуатации электродуговой печи 1 образуется металлическая, затвердевающая настыль, которая может препятствовать доступу расплава через шлаковую дверцу. Такая настыль подпадает среди прочего под понятие блокирующего материала. Блокирующий материал на фиг.1 не показан.
Для устранения блокирующего материала предусмотрено очистительное устройство 3. Оно включает рычаг ударного действия 4, который расположен в кожухе 5. Рычаг ударного действия 4 может перемещаться в своем продольном направлении, преимущественным образом горизонтально. Рычаг ударного действия 4 содержит обладающую высокой прочностью головку, при помощи которой блокирующий материал может быть устранен без особого износа. Передвижение рычага ударного действия 4 в продольном направлении осуществляется в представленном примере посредством гидроцилиндра 18. Однако могут быть предусмотрены также альтернативные средства для передвижения рычага ударного действия 4 в продольном направлении, например, пневматический цилиндр, электромеханическое перемещение и т.д.
Очистительное устройство 3 включает далее средства 6 для перемещения рычага ударного действия 4, предпочтительно, по меньшей мере, на отдельных участках в вертикальном направлении. Посредством этих средств 6 рычаг ударного действия 4 может перемещаться между парковочным уровнем Р, см. фиг.2, и производственным уровнем В. Под парковочным уровнем Р, см. фиг.2, и производственным уровнем В понимаются, как правило, разные уровни высоты. На парковочном уровне Р, см. фиг.2, находится рычаг ударного действия 4 ниже производственного уровня В, в то время как на производственном уровне В он находится выше парковочного уровня Р.
Средства 6 для перемещения включают в предлагаемом примере осуществления первый направляющий элемент 15 и второй направляющий элемент 16, а также подъемное устройство 17. При помощи них рычаг ударного действия 4 вместе с кожухом 5 может подниматься с парковочного уровня Р на производственный уровень В и с производственного уровня В опускаться на парковочный уровень Р, см. фиг.2. При этом он проходит, как правило, через все промежуточные уровни между парковочным уровнем Р и производственным уровнем В. Подъемное устройство преимущественно приводится в действие гидравлически и, следовательно, имеет гидроцилиндр 19. Поэтому подъемное устройство 17 выполнено таким образом, что усилие подъема и опускания рычага ударного действия 4 переносится непосредственно на рычаг ударного действия 4 его кожух 5. Направляющие элементы 15 или 16 выполнены таким образом, что рычаг ударного действия 4 при перемещении между парковочным уровнем Р и производственным уровнем В, см. фиг.2, движется по траектории кривой в форме участка окружности. Это особенно простое и выгодное конструктивное исполнение средств 6 для перемещения рычага ударного действия 4.
Печной агрегат 1 включает рабочую площадку 7, которая своей поверхностью, обеспечивающей возможность перемещения обслуживающего персонала, образует рабочий уровень А. Рабочий уровень А находится между парковочным уровнем Р, см. фиг.2, и производственным уровнем В. Если рычаг ударного действия 4 находится на парковочном уровне Р, см. фиг.2, то в примере осуществления он расположен не выше, а преимущественно ниже рабочего уровня А. В частности, в этом положении преимущественно ни одна из частей очистительного устройства 3 не выступает за пределы рабочего уровня А.
Очистительное устройство 3 установлено на рабочей площадке 7. В частности, рабочая площадка 7 имеет выемку, внутри которой расположены средства 6 для перемещения рычага ударного действия 4. Выемке соответствует проем 8 на рабочем уровне А. Проем 8 на рабочем уровне А служит для перемещения рычага ударного действия 4 между парковочным уровнем Р и производственным уровнем В.
Далее, на кожухе 5 очистительного устройства 3 расположен защитный элемент 9. Защитный элемент 9 в предлагаемом примере осуществления жестко соединен с кожухом 5 рычага ударного действия 4. Защитный элемент 9 может быть реализован также, например, как часть кожуха 5. Если рычаг ударного действия 4 перемещается между парковочным уровнем Р, см. фиг.2, и производственным уровнем В, защитный элемент 9 перемечается вместе с ним. Защитный элемент 9 рассчитан таким образом, что проем 8 преимущественным образом может по существу полностью закрываться. Следовательно, защитный элемент 9 выполнен таким образом, что во время перемещения рычага ударного действия 4 с производственного уровня В на парковочный уровень Р, см. фиг.2, он перемещается, автоматически закрывая проем 8, в то время как при перемещении рычага ударного действия 4 с парковочного уровня Р, см. фиг.2, на производственный уровень В перемещается, открывая проем 8. В таком варианте осуществления можно отказаться от дополнительных приспособлений для автоматического закрывания и открывания проема 8. Представленный здесь вариант осуществления защитного элемента 9 технически выполнен особенно просто и мало подвержен отказам.
Защитный элемент 9 выполнен огнеупорным, то есть, например, облицован огнеупорным материалом. Это позволяет добиться хорошей теплоизоляции очистительного устройства 3.
На фиг.2 показано очистительное устройство 3 с фиг.1, при этом рычаг ударного действия 4 очистительного устройства 3 расположен на парковочном уровне Р. Расположенный на рычаге ударного действия 3 защитный элемент 9 по существу полностью закрывает проем 8, то есть вплоть до зазоров между рабочей площадкой 7 и защитным элементом 9, которыми можно пренебречь как фактор угрозы, или по преимуществу полностью.
Так как верхняя сторона защитного элемента 9 в закрытом положении смыкается по существу заподлицо с образованным поверхностью рабочей площадки 7 рабочим уровнем А, то загрузочное устройство 10 может быть подведено к шлаковой дверце 2, чтобы загружать в печь 1 шихтовый материал, предпочтительным образом литейный чугун, через освобожденную от блокирующего материала шлаковую дверцу 2.
Чтобы гарантировать целенаправленную подачу загрузочного устройства 10 к шлаковой дверце 2, оно может перемещаться, преимущественным образом автоматически, при помощи направляющего устройства 11. Загрузочное устройство 10 управляется преимущественным образом на расстоянии, перемещаясь посредством направляющего устройства 11 к шлаковой дверце 2 и назад от нее. С этой целью загрузочное устройство 10 имеет соответствующее включаемое и выключаемое приводное устройство (не показано).
Благодаря возможности перемещения рычага ударного действия 4 очистительного устройства 3 между парковочным уровнем Р и производственным уровнем В, см. фиг.1, производственное пространство может быть подготовлено таким образом быстро и гибко, например, для использования загрузочного робота или манипулятора. Автоматическое перемещение рычага ударного действия 4 между парковочным уровнем Р и производственным уровнем В, см. фиг.1, освобождает при этом рабочую силу человека, вследствие чего за счет параллельного протекания рабочего процесса может быть соответственно сокращено отведенное время для измерений, осуществляемых манипуляторами, загрузки и очистки шлаковой дверцы.
На фиг.3 показан вид сверху выреза в рабочей площадке 7 с фиг.1 и фиг.2 с направляющим устройством 11. Защитный элемент 9, соответственно очистительное устройство 3, расположены между первым направляющим рельсом 12 и вторым направляющим рельсом 13. В предлагаемом примере осуществления направляющие рельсы 12 и/или 13 включены в направляющее устройство 11 и служат для направления подводимых к шлаковой дверце устройств, например, загрузочного устройства. За счет соответствующего расположения очистительного устройства 3 относительно обоих направляющих рельсов 11 и/или 12 исключается, что весовая нагрузка направляемого к шлаковой дверце устройства передается на очистительное устройство 3. Весовая нагрузка воспринимается рабочей площадкой 7, которая сконструирована также для таких нагрузок. Соответствующее расположение очистительного устройства 3 или проема относительно пары направляющих рельсов 12 и/или 13 позволяет исключить механические пиковые нагрузки на очистительное устройство 3, вследствие чего очистительное устройство 3 может быть реализовано с большей выгодой и, вместе с тем, высокой продолжительностью службы.