CN103173630B - 电渣重熔炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电渣重熔炉，其目的在于提供一种三相供电，双臂轮番更换电极、交替工作的电渣重熔炉。该电渣重熔炉，包括升降平台及驱动升降平台上下移动的平台升降装置，升降平台上设置有机动平车，机动平车顶部设有结晶器，所述平台升降装置一旁设置有两根立柱，每根立柱上部设有一横臂，横臂与立柱通过连接装置连接，所述连接装置包括可驱动横臂绕立柱轴线旋转的回转装置及沿立柱轴向移动的升降装置，所述横臂的自由端设有用于夹持电极的夹头。本发明的有益效果是：网路负荷平衡，干扰小；提高了电渣锭的均匀性和致密度，适用于大吨位、大尺寸的金属材料特别是以核电主管道、堆内构件、超超临界转子等为主的高端大锻件用10～150顿重电渣锭生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种电渣冶炼设备，尤其涉及一种电渣重熔炉。
背景技术
能源工程、石化工程、冶金工程等重大型装备的高参数、大容量发展，使得大锻件质量性能要求越来越高，而钢锭的冶金质量是获得大锻件的基础和先决条件，在大锻件生产中起关键性作用。大锻件价值巨大，一件价值数百万乃至数千万元。电渣技术兼有强烈精炼净化和可控快速凝固等功能，电渣锭质地纯净夹杂物少且细小弥散，成分均匀偏析度小，组织致密无疏松缩孔等凝固缺陷，用电渣重熔法生产大锻件，不但质量可靠性高废品率少，而且钢锭利用率高，所用钢锭重量小，同时锻压火次少，热处理简化，具有独特的技术、质量和经济优势。为了保证大锻件质量，降低废品率和金属消耗，提高经济效益，大型电渣重熔法越来越受到青睐。
中国专利公告号CN102031388A公开了一种450吨电渣重熔炉，包括立柱装置、横臂、升降平台、电动平车、结晶器；立柱装置包括三根立柱，每根立柱设有一横臂，横臂的连接端通过横臂连接装置与立柱的上部连接，横臂的自由端设有电极夹头，电极夹头使电极固定于横臂上；横臂设有横臂升降装置和横臂回转装置；三根立柱所围成的空间内设有升降平台，升降平台与立柱的下部滑动连接；升降平台设有平台升降装置，平台升降装置驱动升降平台上下移动；升降平台上设置有电动平车，电动平车顶部设有水冷底板，结晶器设置于水冷底板上。该450吨电渣重熔炉采用叠加结晶器法，其采用三相双极串联及三台变压器分别对三个横臂单相供电、三横臂夹持电极同时作业，结构较复杂，更换电极较频繁；结晶器的升降平台与三立柱中心一致，整体厂房高度过高。
中国专利公告号CN202139283U公开了一种复合式电渣重熔炉，包括立柱旋转装置、安装在立柱旋转装置上的电极升降装置以及位于电极升降装置下方的结晶器，所述结晶器为固定式结晶器或抽锭式结晶器，所述电极升降装置的下方设有结晶器小车、立柱、结晶器升降装置以及固定架，所述结晶器小车通过升降装置竖向活动安装在立柱上，所述结晶器位于结晶器小车上，结晶器与所述固定架连接。该复合式电渣重熔炉取消了三立柱的设计，并将结晶器设置于地坑中，降低了厂房高度，但并未涉及更换电极设计。
发明内容
本发明的目的在于为解决背景技术中存在的问题而提供一种三相供电、双臂轮番更换电极、交替工作的电渣重熔炉，专门生产高性能、长寿命、环境友好的高技术含量、高附加值、大吨位、大尺寸的金属材料特别是以核电主管道、堆内构件、超超临界转子等为主的高端大锻件材料，以满足包括第三代核电AP1000、ACP1000、ACPR1000、CAP1400、CAP1700在内的主管道、堆内构件以及1000MW-1300MW超超临界转子等高端大锻件用电渣锭和舰艇用单重40吨-100吨宽厚板坯的需要，增强对国家重大需求的保障能力。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电渣重熔炉，包括升降平台及驱动升降平台上下移动的平台升降装置，升降平台上设置有电动平车，机动平车顶部设有结晶器，所述平台升降装置一旁设置有两根立柱，每根立柱上部设有一横臂，所述横臂与立柱通过连接装置连接，所述连接装置包括可驱动横臂绕立柱轴线旋转的回转装置及沿立柱轴向移动的升降装置，所述横臂的自由端设有用于夹持电极的夹头。该技术方案的设计思想是：设计两立柱，各立柱上设置横臂，横臂上设置夹头，夹头用于夹持电极，两横臂一工作一等待，一横臂工作完毕，由回转装置移位并重新安装电极，另一横臂则由回转装置移动就位进入工作状态，该电渣重熔炉换电极结构设计合理，提高了工作效率。
作为优选，所述夹头包括基座以及连接于所述基座上的三个在同一水平面上并排的支臂，各支臂末端均设有一电极夹，各支臂上还设有驱动相应支臂上电极夹开闭的驱动装置。一横臂的夹头上设置三电极夹，可减少电极长度，降低厂房高度。
作为优选，所述电极夹包括一固定部件和一活动部件，所述固定部件包括具有一缺口的圆环，所述活动部件一端铰接于圆环的缺口一端，所述驱动装置用于驱动活动部件开闭所述圆环的缺口。电极夹用于夹持电极。
作为优选，所述驱动装置包括气缸，气缸的一端设有活塞杆，活塞杆的末端通过连杆结构驱动所述活动部件摆动而开闭圆环的缺口。该项设计的驱动结构简单可靠。
作为优选，位于两边位置的支臂与基座铰接，铰轴为竖直方向设置，位于两边位置的支臂与中间位置的支臂之间均连接有连杆结构，位于两边位置的支臂上均铰接有气缸，气缸的一端设有活塞杆，活塞杆的末端连接连杆结构，活塞杆的伸缩可驱动两边位置的支臂摆动。
作为优选，位于中间位置的支臂可伸缩。该电渣重熔炉可生产10～150吨重的电渣钢锭，其直径范围在1300～2200mm之间，将中间支臂设计为可伸缩，可调整电极位置，使三电极大致在钢锭范围内均布。
作为优选，位于中间位置的支臂包括固定部分和滑动部分，所述固定部分为固定套筒，所述滑动部分为滑动筒，滑动筒的外径与固定套筒的内径适配。
作为优选，中间的电极夹设于滑动筒外侧末端，驱动中间电极夹的气缸设于滑动筒的内壁上。该项旨在使电极夹和气缸均随滑动筒联动，从而保证电极夹的有效开闭。
作为优选，所述两立柱间设有一台三相变压器，三相变压器的引出线与诸电极夹连接。采用三相供电方式，相对单相供电或多台变压器供电方式来说，大功率网路负荷平衡，干扰小，在电网供电半径范围内，高压端任一电压等级在负荷满足条件下电力输配电装备简单，经济实用投资少。
作为优选，所述结晶器包括上结晶器、下结晶器以及设于上结晶器顶部的炉盖，所述上结晶器上小下大，所述下结晶器上大下小，所述上结晶器的下端和下结晶器的上端可拆卸式连接。传统上结晶器为上下直径一致或上小下大带锥度的筒状结构，其内钢锭成形后，起吊结晶器时不易与钢锭脱离。本专利的结晶器设计成两头小中间大橄榄形的组合式上、下结晶器，有利于改善电渣锭的底部和顶部质量，有利于重熔过程中的凝固控制,提高整个电渣锭的均匀性和致密度，钢锭成形后，先起吊上结晶器，然后起吊出钢锭，吊装工作顺畅安全。
本发明电渣重熔炉的有益效果是：
1. 该电渣重熔炉由一台变压器三相供电，大功率网路负荷平衡，干扰小，在电网供电半径范围内，高压端任一电压等级在负荷满足条件下电力输配电装备简单，经济实用投资少；
2. 两立柱轮流交替更换电极结构并多电极重熔设计，既使电极制备简便易行，易于保证电极的高质量，又使炉子的行程短，机架玲珑小巧，降低厂房高度，还减少短网长度，提高电效率，特别是，还可以利用小炉子生产多炉电极重熔生产大钢锭，这种设计经济合理，效率和效益都很高；
3. 两头小中间大橄榄形的组合式结晶器设计，有利于改善电渣锭的底部和顶部质量，有利于重熔过程中的凝固控制,提高整个电渣锭的均匀性和致密度，有利于吊装脱模。
附图说明
图1为本发明电渣重熔炉的主视图；
图2为本发明电渣重熔炉的侧视图；
图3为本发明电渣重熔炉的俯视图；
图4为夹头闭合状态示意图；
图5为夹头打开状态示意图；
图6为支臂内摆示意图；
图7为支臂外摆示意图；
图8为结晶器的结构示意图。
图中标号分别为：10.立柱 20.横臂 21.连接装置 22.夹头 221.基座 222.支臂 223.气缸 224.固定部件 225.活动部件 30.升降平台 31.平台升降装置 40.机动平车 50.结晶器 51上结晶器 52.下结晶器 53.炉盖 60.三相变压器 70.厂房支架。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步的具体描述。
实施例：
一种电渣重熔炉，如图1至图8所示，包括升降平台30及驱动升降平台30上下移动的平台升降装置31，升降平台30上设置有机动平车40，机动平车40顶部设有结晶器50，所述平台升降装置31一旁设置有两根立柱10，每根立柱10上部设有一横臂20，所述横臂20与立柱10通过连接装置21连接，所述连接装置包括可驱动横臂20绕立柱10轴线旋转的回转装置及沿立柱轴向移动的升降装置，所述横臂20的自由端设有用于夹持电极的夹头22，所述夹头22包括基座221以及连接于所述基座221上的三个在同一水平面上并排的支臂222，各支臂222末端均设有一电极夹，所述电极夹包括一固定部件224和一活动部件225，所述固定部件包括具有一缺口的圆环，所述活动部件一端铰接于圆环的缺口一端，各支臂222上还设有驱动相应支臂222上电极夹开闭的驱动装置，所述驱动装置包括气缸223，气缸223的一端设有活塞杆，活塞杆的末端通过连杆结构驱动所述活动部件225摆动而开闭圆环的缺口。
位于中间位置的支臂222可伸缩，位于中间位置的支臂包括固定部分和滑动部分，所述固定部分为固定套筒，所述滑动部分为滑动筒，滑动筒的外径与固定套筒的内径适配。
位于两边位置的支臂222与基座221铰接，铰轴为竖直方向设置，位于两边位置的支臂222与中间位置的支臂222之间均连接有连杆结构，位于两边位置的支臂222上均铰接有气缸，气缸的一端设有活塞杆，活塞杆的末端连接连杆结构，活塞杆的伸缩可驱动两边位置的支臂摆动，这样三支臂的电极夹形成的圆半径在一定范围内调整，以适应不同规格产品需求，确保能够生产出10吨至150吨范围内的电渣锭。中间的电极夹设于滑动筒外侧末端，驱动中间电极夹的气缸设于滑动筒的内壁上。
所述两立柱10间设有一台三相变压器60，三相变压器60的引出线与诸电极夹连接。
所述结晶器50包括上结晶器51、下结晶器52以及设于上结晶器51顶部的炉盖53，所述上结晶器51上小下大，所述下结晶器52上大下小，所述上结晶器51的下端和下结晶器52的上端为企口式连接。
为了降低厂房高度，所述平台升降装置的下方设有地坑，所述平台升降装置31、升降平台30、机动平车40及结晶器50均设置于地坑内。
立柱10与厂房支架70固定连接，工作时，一横臂上夹持三电极，两横臂一工作一等待，一横臂工作完毕，由回转装置移位并重新安装电极，另一横臂则由回转装置移动就位进入工作状态。
上述所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作优选举例说明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改或补充或等同替代，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电渣重熔炉，包括升降平台及驱动升降平台上下移动的平台升降装置，升降平台上设置有机动平车，机动平车顶部设有结晶器，其特征在于：所述平台升降装置一旁设置有两根立柱，每根立柱上部设有一横臂，所述横臂与立柱通过连接装置连接，所述连接装置包括可驱动横臂绕立柱轴线旋转的回转装置及沿立柱轴向移动的升降装置，所述横臂的自由端设有用于夹持电极的夹头；
所述夹头包括基座以及连接于所述基座上的三个在同一水平面上并排的支臂，各支臂末端均设有一电极夹，各支臂上还设有驱动相应支臂上电极夹开闭的驱动装置；
所述电极夹包括一固定部件和一活动部件，所述固定部件包括具有一缺口的圆环，所述活动部件一端铰接于圆环的缺口一端，所述驱动装置用于驱动活动部件开闭所述圆环的缺口；
所述驱动装置包括气缸，气缸的一端设有活塞杆，活塞杆的末端通过连杆结构驱动所述活动部件摆动而开闭圆环的缺口；
位于两边位置的支臂与基座铰接，铰轴为竖直方向设置，位于两边位置的支臂与中间位置的支臂之间均连接有连杆结构，位于两边位置的支臂上均铰接有气缸，气缸的一端设有活塞杆，活塞杆的末端连接连杆结构，活塞杆的伸缩可驱动两边位置的支臂摆动；
位于中间位置的支臂可伸缩；
位于中间位置的支臂包括固定部分和滑动部分，所述固定部分为固定套筒，所述滑动部分为滑动筒，滑动筒的外径与固定套筒的内径适配；
中间的电极夹设于滑动筒外侧末端，驱动中间电极夹的气缸设于滑动筒的内壁上；
所述两立柱间设有一台三相变压器，三相变压器的引出线与诸电极夹连接；
所述结晶器包括上结晶器、下结晶器以及设于上结晶器顶部的炉盖，所述上结晶器上小下大，所述下结晶器上大下小，所述上结晶器的下端和下结晶器的上端可拆卸式连接；
平台升降装置的下方设有地坑，平台升降装置、升降平台、机动平车及结晶器均设置于地坑内。
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