CN102189247A - 大电流短网直连式气体保护三相电渣炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，包括龙门式移动炉体、熔铸升降平台、结晶器、底水箱、端部加热装置、自耗电极定位装置立柱、结晶器升降平台、电极升降系统立柱导杆、炉体下平台、自耗电极定位导板支架，熔铸升降平台上部安装系统称重平台，系统称重平台上面安装电极夹紧与提拉系统，电极夹紧与提拉系统上固定有呈对称布置的3至6根承重导电料杆，每根承重导电料杆的下边装卡有自耗电极，每根承重导电料杆上套有集电滑环，集电滑环内设有导电电刷，承重导电料杆和集电滑环之间为滑动接触，集电滑环连接到直连式短网的一端，直连式短网的另一端通过大电流开关直接与三相变压器的变压器出线端子相连，从而提高电能利用率。

Description

大电流短网直连式气体保护三相电渣炉

技术领域

本发明涉及一种大电流短网直连式气体保护三相电渣炉。

背景技术

随着我国装备制造业的快速发展，用于满足制造核电、飞机等国家重大工程项目所需的低[H]、低[O]、高致密无缺陷电渣熔铸产品的需求越来越多，但是目前国内所能设计制造的大吨位三相电渣炉还存在着一定的不足，进而还不能完全满足市场的需求，这是因为：

1、现有的三相电渣炉没有实现气体保护。目前在工业上已投入生产的三相电渣炉所使用的气体保护罩在电极穿过处没有实现密封，与外界空气没有做到充分隔绝，因此没有从根本上解决钢锭凝固时的增[H]、增[O]问题。

2、现有的三相电渣炉短网排布不够完善。国内依靠单台变压器供电的三相电渣炉大电流短网，结构上基本采用铜排连接着电缆或铜排连接着铜管再连接电缆的方式，从变压器到渣池短网的排布形式多次发生变化，大电流窗口较大，传导介质较长，热损失大，浪费了能源。

3、现有的三相电渣炉炉体结构与工艺的衔接不够完善。目前国内大吨位三相电渣炉均为三机架结构，电极悬挂系统不合理：①现有的电极悬挂方式不利于实现三相独立熔速调节和电极称重的实现；②大吨位电渣炉支臂较长，交换电极时易造成设备的不稳定；③现有的三相电渣炉的电极悬挂系统不利于气体保护条件的实现；④现有的三相电渣炉电极更换依靠人工在位进行，所以安装起来比较困难，需要躲避各个设备构件造成的安装障碍，耗费时间比较长，同时电极对中比较困难，依靠肉眼进行校正，精度得不到保证，既影响有效的作业时间，又不利于产品结晶成分的均匀分布。

发明内容

本发明的一方面提供一种大电流短网直连式三相电渣炉，从而减小了磁场对炉体结构的损害及对凝固的影响，提高电能利用率。

本发明的另一方面提供一种双炉体可移动龙门式电渣炉，从而实现在线造渣和更换电极的功能。

本发明的另一方面提供一种电渣炉，所述电渣炉具有能够精确地测量和控制熔炼速度的伺服控制系统，从而保证电渣产品质量。

本发明的另一方面提供一种全封闭气体保护式电渣炉，从而实现整个熔炼过程的全程气体保护，有效地防止增[H]增[O]。

根据一方面，本发明提供一种大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，该大电流短网直连式气体保护三相电渣炉包括龙门式移动炉体、熔铸升降平台、结晶器、底水箱、端部加热装置、自耗电极定位装置立柱、结晶器升降平台、电极升降系统立柱导杆、炉体下平台、自耗电极定位导板支架，其中，熔铸升降平台上部安装有系统称重平台，系统称重平台上面安装电极夹紧与提拉系统，电极夹紧与提拉系统上固定有呈对称布置的3至6根承重导电料杆，每根承重导电料杆的下边装卡有自耗电极，每根承重导电料杆上套有集电滑环，集电滑环内设有导电电刷，承重导电料杆和集电滑环之间为滑动接触，集电滑环连接到直连式短网的一端，直连式短网的另一端通过大电流开关直接与三相变压器的变压器出线端子相连接。

所述大电流短网直连式气体保护三相电渣炉还可包括炉体移动导轨，龙门式移动炉体可包括两个互为对称的龙门式移动炉体，在每个龙门式移动炉体的下部可装有轨道滑轮，炉体通过轨道滑轮在炉体移动导轨上对照不同的工位左右移动。

在龙门式移动炉体的顶部平台上可安装有伺服控制系统，该伺服控制系统可通过滚珠丝杠副与熔铸升降平台相连，以带动熔铸升降平台、系统称重平台和电极夹紧与提拉系统沿着电极升降系统立柱导杆上下滑动。

在炉体下平台的下表面可固定安装有气体保护罩，气体保护罩的下口与结晶器有效密封。

自耗电极定位装置立柱的底端可固定在地坑地板上，自耗电极定位装置立柱的顶端可通过支臂固定在地坑侧墙上，自耗电极定位导板支架的一端可套在立柱上，自耗电极定位导板支架的另一端可呈悬臂梁状态，自耗电极定位导板支架的平面上可设有3至6个对称的普通自耗电极夹持装置。

本发明与现有的电渣炉相比较，其有益效果在于：

1、本设备为三相双炉体可移动龙门式结构电渣炉，其结构简单、承载能力强、运行稳定。设备工作时，双龙门式炉体可实现在线造渣和更换电极的功能。即：能够实现石墨电极在线造渣，从而实现液渣启动，钢锭的下端部成型质量好，无夹渣；更换电极的功能实现了在较小的充填比和行程的条件下得到大吨位的电渣产品。

2、直连式大电流短网结构，采用近似同轴结构的短网排布，以快速连接的形式实现双龙门式炉体分别与变压器出线端子的直连，达到完全良好的连接，并最大限度地缩小了短网窗口和不利的磁场干扰；从而减小了磁场对炉体结构的损害及对凝固的影响，提高电能利用率。

3、本发明在其具体使用中，通过电极的伺服控制系统能够精确地测量和控制整个设备的熔炼速度、凝固速度与状态，从而得到组织致密的电渣产品，使得用户对于铸锭质量的严格要求得到有效满足。

4、三相气体保护装置对炉口实现完全密封，可实现3至6支电极的全封闭保护，有效地控制炉内气氛，有效地防止增[H]增[O]，现场操作简便、运行稳定可靠、响应速度快、寿命长、维护量小。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉结构示意图的主视图；

图2为根据本发明的实施例的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉结构示意图的俯视图；

图3为根据本发明的实施例的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉的短网结构示意图的俯视图；

图中主要部件的具体说明如下：1为龙门式移动炉体，2为炉体移动导轨，3为电极夹紧与提拉系统，4为系统称重平台，5为熔铸升降平台，6为承重导电料杆，7为集电滑环，8为气体保护罩，9为结晶器，10为底水箱，11为自耗电极，12为端部加热装置，13为自耗电极定位装置立柱，14为结晶器升降平台，15为直连式短网，16为伺服控制系统，17为三相变压器，18为变压器出线端子，19为大电流开关，20为电极升降系统立柱导杆，21为轨道滑轮，22为炉体下平台，23为自耗电极定位导板支架，24为地坑侧墙。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图1、图2和图3所示。根据本发明的电渣炉包括龙门式移动炉体1、熔铸升降平台5、结晶器9、底水箱10、端部加热装置12、自耗电极定位装置立柱13、结晶器升降平台14、电极升降系统立柱导杆20、炉体下平台22、自耗电极定位导板支架23。

如图1所示，熔铸升降平台5上部安装有系统称重平台4，系统称重平台4上面安装电极夹紧与提拉系统3；电极夹紧与提拉系统3上固定有呈对称布置的3至6根承重导电料杆6，每根承重导电料杆6的下边装卡有自耗电极11；每根承重导电料杆6上套有集电滑环7，集电滑环7内设有导电电刷，以保证承重导电料杆6和集电滑环7之间的滑动与紧密接触，有效传导大电流；如图2和图3所示，直连式短网15的一端与集电滑环7相连接，直连式短网15的另一端通过大电流开关19直接与三相变压器17的变压器出线端子18相连接。从而实现大电流线路连接紧密且窗口最小。因此，根据本发明的电渣炉能够实现直连式大电流短网设计。

此外，本发明可应用于双炉体可移动龙门式电渣炉。如图1所示，两个互为对称的龙门式移动炉体1的下部装有轨道滑轮21，炉体通过轨道滑轮21可在炉体移动导轨2上对照不同的工位左右移动，从而完好实现各项功能，有效体现了可移动的龙门式双炉体结构。根据本发明的实施例的龙门式移动炉体1共设有三个工位，中间为主熔炼工位，两侧分别是辅助工位。主熔炼工位设有结晶器升降平台14，承载着结晶器9和底水箱10升降，便于熔炼时自耗电极11插入结晶器内；两侧设有辅助工位，可以进行自耗电极11的装卡和对中，也可以对通过端部加热装置12对自耗电极11进行端部预热，并造液体渣。根据本发明的电渣炉可选择三相电带动三根电极的方式，设有两个机构完全一致的龙门式移动炉体。

优选地，根据本发明的电渣炉的传动系统采用伺服控制系统控制导电料杆的快慢速升降。如图1所示，在龙门式移动炉体1的顶部平台上安装有伺服控制系统16，该伺服控制系统通过滚珠丝杠副与熔铸升降平台5相连；工作时伺服控制系统16带动熔铸升降平台5、系统称重平台4、电极夹紧与提拉系统3沿着电极升降系统立柱导杆20上下滑动，从而实现自耗电极的给进与提升。

进一步地，根据本发明的电渣炉可安装有全封闭气体保护罩。如图1所示，在炉体下平台22的下表面固定安装有气体保护罩8，气体保护罩8的下口与结晶器9有效密封；气体保护罩8上安装有冷却水进出水口、封闭式带氩气保护加渣口与合金加料口、保护气体进口、排烟口。从而实现整个熔炼过程，即从加渣到熔炼完成、补缩完毕的全程惰性气体保护。

此外，根据本发明的电渣炉还可设有电极自动对正装置。在两侧辅助工位分别设有自耗电极定位装置。在地坑两侧各固定一自耗电极定位装置，如图1所示，该自耗电极定位装置由自耗电极定位装置立柱13和自耗电极定位导板支架23组成，自耗电极定位装置立柱13的底端固定在地坑地板上，自耗电极定位装置立柱13的顶端通过支臂固定在地坑侧墙24上，自耗电极定位导板支架23的一端套在自耗电极定位装置立柱13上，并保证上下可调，自耗电极定位导板支架23的另一端呈悬臂梁状态，自耗电极定位导板支架23平面上设有3至6个对称的普通自耗电极夹持装置，自动夹持自耗电极并实现自耗电极的准确对位。

如上所述，根据本发明的实施例的龙门式移动炉体1可以分别在三个不同工位上交替工作。其中一个炉体装卡石墨电极在主熔炼工位造渣熔炼，另一个炉体在辅助工位做自耗电极预热、装卡等准备工作。气体保护罩8、系统称重平台4、伺服控制系统16均装载于龙门式移动炉体1上，当龙门式移动炉体1移动到主熔炼工位时，通过自耗电极位置对正，伺服控制系统16移动熔铸升降平台5带动自耗电极11插入结晶器9内的合适位置。

此外，根据本发明的实施例的气体保护罩8与结晶器9的上口紧密结合；直连式短网15与变压器出线端子18快速连接后自耗电极熔炼开始。通过由系统称重平台4构成的称重系统和由伺服控制系统16控制自耗电极11的熔炼与凝固速度，从而得到高质量的电渣产品。

本发明采用直连式大电流短网结构、可移动的稳定龙门式炉体结构、全封闭的气体保护装置，从而实现合理的大电流短网结构形式，稳固的恒熔速控制，有效的[H]、[O]控制。

由此可见：根据本发明的电渣炉可实现直连式短网、双炉体、三工位、密闭性气体保护结构。

Claims (5)

1.一种大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，该大电流短网直连式气体保护三相电渣炉包括龙门式移动炉体(1)、熔铸升降平台(5)、结晶器(9)、底水箱(10)、端部加热装置(12)、自耗电极定位装置立柱(13)、结晶器升降平台(14)、电极升降系统立柱导杆(20)、炉体下平台(22)、自耗电极定位导板支架(23)，其特征在于，熔铸升降平台(5)上部安装有系统称重平台(4)，系统称重平台(4)上面安装电极夹紧与提拉系统(3)，电极夹紧与提拉系统(3)上固定有呈对称布置的3至6根承重导电料杆(6)，每根承重导电料杆(6)的下边装卡有自耗电极(11)，每根承重导电料杆(6)上套有集电滑环(7)，集电滑环(7)内设有导电电刷，承重导电料杆(6)和集电滑环(7)之间为滑动接触，集电滑环(7)连接到直连式短网(15)的一端，直连式短网(15)的另一端通过大电流开关(19)直接与三相变压器(17)的变压器出线端子(18)相连接。

2.根据权利要求1所述的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，其特征在于：

所述大电流短网直连式气体保护三相电渣炉还包括炉体移动导轨(2)，

龙门式移动炉体(1)包括两个互为对称的龙门式移动炉体(1)，在每个龙门式移动炉体(1)的下部装有轨道滑轮(21)，炉体通过轨道滑轮(21)在炉体移动导轨(2)上对照不同的工位左右移动。

3.根据权利要求1所述的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，其特征在于，在龙门式移动炉体(1)的顶部平台上安装有伺服控制系统(16)，该伺服控制系统通过滚珠丝杠副与熔铸升降平台(5)相连，以带动熔铸升降平台(5)、系统称重平台(4)和电极夹紧与提拉系统(3)沿着电极升降系统立柱导杆(20)上下滑动。

4.根据权利要求1所述的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，其特征在于，在炉体下平台(22)的下表面固定安装有气体保护罩(8)，气体保护罩(8)的下口与结晶器(9)有效密封。

5.根据权利要求1所述的大电流短网直连式气体保护三相电渣炉，其特征在于，自耗电极定位装置立柱(13)的底端固定在地坑地板上，自耗电极定位装置立柱(13)的顶端通过支臂固定在地坑侧墙(24)上，自耗电极定位导板支架(23)的一端套在立柱(13)上，自耗电极定位导板支架(23)的另一端呈悬臂梁状态，自耗电极定位导板支架(23)的平面上设有3至6个对称的普通自耗电极夹持装置。