CN113897531A - 一种利用vod法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：上料熔化，S2：安装帽体，S3：第一次抽真空，S4：脱碳、还原，S5：第二次抽真空，S6：去除炉渣，S7：钢水变性，S8：浇注。本发明通过VOD法代替AOD法对耐蚀不锈钢进行冶炼，尤其是可以对废钢进行回收利用，不仅降低了成本还节约了资源，通过VOD法在真空的状态下对钢水进行顶吹氧，使钢水快速完成脱碳、还原，减少了Cr元素的氧化损耗；而且本发明采用了两次抽真空，通过两次抽真空的方式降低了钢水中N和H元素，提高了钢水的质量。
Description
技术领域
本发明涉及耐蚀不锈钢冶炼技术领域，具体的涉及一种利用VOD法真空冶 炼耐蚀不锈钢的工艺。
背景技术
现有的耐蚀不锈钢往往采用AOD法进行冶炼，在精炼不锈钢时，它是在标 准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体(Ar，N2)，通过降低CO分压， 达到假真空的效果，从而使碳含量降到很低的水平，并且抑制钢中铬的氧化， 冶炼后钢水中的N元素和H元素含量都较高，并且钢水中Cr元素的氧化损失也 较大，因此为了解决上述问题设计一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺。
发明内容
本发明提供了一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，通过VOD法代 替AOD法对耐蚀不锈钢进行冶炼，尤其是可以对废钢进行回收利用，不仅降低 了成本还节约了资源，通过VOD法在真空的状态下对钢水进行顶吹氧，使钢水 快速完成脱碳、还原，减少了Cr元素的氧化损耗；而且本发明采用了两次抽真 空，通过两次抽真空的方式降低了钢水中N和H元素，提高了钢水的质量。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈 钢的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：上料熔化：通过自动上料机构将废钢输送进中频炉中，通过中频炉对 废钢进行熔化，废钢熔化后的钢水存有输送进钢包内进行储存；
S2：安装帽体：将存有钢水的钢包悬吊平移至VOD工位，启动旋转机构将 帽体旋转运输至钢包的正上方，通过下压气缸将帽体盖合安装在钢包顶部的连 接端处，并利用帽体对连接端进行密封；
S3：第一次抽真空：控制与帽体一侧压力阀相连的三向阀门使压力阀直接 与氧气罐相连通，打开帽体另一侧的电磁开关阀，利用真空泵对钢包进行第一 次抽真空；
S4：脱碳、还原：当钢包内的真空度达到20MPa时，压力阀会自动打开， 此时氧气罐内的氧气会被内外压差自动吸入钢包内对钢水进行顶吹氧，与此同 时继续抽真空，钢水在真空的环境下利用VOD法通过顶吹氧的方式进行脱碳和 还原，钢水经过脱碳和还原后关闭三向阀门停止吹氧，此时继续抽真空使真空 度达到67MPa，在真空度达到67MPa后关闭真空泵并控制三向阀门使压力阀与大 气相连通，使钢包内恢复正常气压，然后继续关闭三向阀门；
S5：第二次抽真空：在钢包内恢复正常气压后继续打开真空泵对钢包进行 抽真空，使真空度再次达到67MPa，通过第二次抽真空去除刚水中的H和N元素；
S6：去除炉渣：再次控制三向阀门使压力阀与大气相连通，使钢包再次恢 复到正常气压，启动下压气缸升起帽体使帽体与连接端分离，通过连接端对钢 的炉渣进行清理，去除漂浮在钢水表层的全部炉渣；
S7：钢水变性：在炉渣全部清理完毕后，通过连接端向钢包内喂入硅钙线， 硅钙线受热熔化后融入钢水中使钢水发生变性；
S8：浇注：钢包内钢水变性后将钢包运送至模具的正上方完成浇注作业。
进一步：所述步骤S1中的自动上料机构为传送带输送器，所述的传送带输 送器倾斜放置并且其的外侧设置有防护罩体，所述传送带输送器的上端连接有 出料导向罩，传送带输送器中的传送带伸入至出料导向罩内，所述出料导向罩 位于中频炉顶部出料口的正上方，所述出料口内水平连。
又进一步：所述步骤S2中的帽体连接在U型座的正下方，所述的U型座内 安装有下压气缸，下压气缸的出轴端与帽体的顶部相连，所述U型座的顶部通 过连接件与支撑板相连，所述的支撑板通过L型板与旋转机构相连，所述的帽 体通过旋转机构的驱动旋转至钢包的正上方，所述帽体的外侧还水平固定有安 装板，所述帽体两侧的安装板上各竖直设置有一根导柱，两侧的导柱穿过U型 座并与其活动连接，所述的U型座上开设有与导柱相匹配的导向通孔。
又进一步：所述的旋转机构包括第一伺服电机、旋转轴、第三齿轮、和第 四齿轮，所述L型板水平设置并且其的一端固定在支撑板的顶部，L型板的另一 端从支撑板的一侧伸出并固定在旋转轴上，所述第四齿轮套装在旋转轴上，所 述的第三齿轮套装在第一伺服电机的出轴端上并与第四齿轮相互齿接，所述的 支撑板通过第一伺服电机的驱动绕着旋转轴进行旋转。
又进一步：所述的安装板的底部安装有三个红外感应器，所述帽体一侧的 安装板上设置有一个红外感应器，另一侧的安装板上设置有两个红外感应器， 三个红外感应器呈三角形排布，所述钢包顶部的连接端的外侧还水平固定有定 位板，所述定位板上开设有与连接端相匹配的圆形通槽，所述连接端的外壁上 竖直设置有导向条，所述定位板上圆形通槽的内壁上相对于导向条的位置开设 有与之相匹配的导向槽，所述定位板的顶部还设置有三个红外发射器，三个红 外发射器也呈三角形排布并分别位于三个红外感应器的正下方。
又进一步：所述的帽体的一侧开设有第一流通通道，所述第一流通通道与 固定在帽体一侧外壁上的压力阀相连通，所述的压力阀又与氧气罐相连通，所 述帽体内固定有L型氧气输送管，L型氧气输送管水平的一端与第一流通通道相 连通，L型氧气输送管竖直的一端伸入至延长管道的一端内，所述延长管道上端 的外壁上设置有连接板，所述帽体的顶部安装有第一下压电动缸，第一下压电 动缸的出轴端伸入至帽体内与连接板相连，所述延长管道通过第一下压电动缸 的驱动上下滑动连接在L型氧气输送管竖直一端的外侧，所述延长管道的另一 端与吹氧管道相连，所述帽体的另一侧开设有第二流通通道，所述第二流通通 道与固定在帽体另一侧外壁上的电磁开关阀相连通，所述电磁开关阀与真空泵 相连，所述帽体的底部开设有与连接端相匹配的环形连接槽，所述环形连接槽 内通过第一弹簧连接有环形密封板，所述的环形密封板通过第一弹簧压紧在连 接端的顶部，所述环形连接槽的两侧内壁上各可拆卸地安装有一个密封橡胶圈， 所述连接端的内外壁上都设置有用于连接密封橡胶圈的密封圈连接槽。
又进一步：所述的压力阀包括阀体、第二弹簧和阀芯，所述的阀体内开设 有阀道、第一输送通道以及第二输送通道，所述第一输送通道的一端与第一流 通通道相连通，所述的阀芯活塞式连接在阀道内，所述阀道的一端通过第一输 送通道与第一流通通道相连通，所述阀道的另一端呈密封装，所述的第二弹簧 设置在阀道密封的一端与阀芯之间，所述第一输送通道的另一端与阀道的一侧 相连通并且其通过阀芯进行密封，所述第二输送通道的一端与氧气罐相连通， 所述第二输送通道的另一端与阀道密封一端的另一侧相连通，所述阀芯远离第 二弹簧一侧的阀道的内壁上开设有凹槽，所述凹槽内通过第三弹簧连接梯形卡 块，所述阀芯的外壁上开设有与梯形卡块相匹配的卡槽，所述阀体的外壁上安 装有复位气缸，复位气缸的出轴端伸入至阀道内并与推送块相连，所述推送块 正对着阀芯。
又进一步：所述的吹氧管道包括一根第一吹氧管道和两根第二吹氧管道， 所述第一吹氧管道水平设置并与延长管道的另一端固定连接，所述的延长管道 与第一吹氧管道相连，所述第一吹氧管道的两端分别活动连接在两根第二吹氧 管道的一端内，所述第二吹氧管道的另一端安装有密封盖，所述第二吹氧管道 和第一吹氧管道的底部都安装有若干个吹氧喷头，所述第二吹氧管道与第一吹 氧管道连接一端的顶部固定有竖板，所述竖板与延长管道的外壁之间设置有第 三弹簧，所述延长管道的外壁上还设置有套筒，所述所述套筒的两侧各设置有 一个第一连接耳座，所述的连接板上安装有第二下压电动缸，第二下压电动缸 的出轴端穿过连接板与套筒相连，所述的套筒通过第二下压电动缸的驱动上下 滑动连接在延长管道的外壁上，所述第二吹氧管道远离第一吹氧管道一端的顶 部设置有第二连接耳座，套筒两侧的第一连接耳座各通过一根连杆与两根第二 吹氧管道上的第二连接耳座相连，所述连杆的两端分别与第一连接耳座和第二 连接耳座相连。
又进一步：所述的钢包连接在输送升降机构的下方，所述的输送升降机构 包括水平设置在丝杠前后两侧的电动滑轨组件、支撑座、第二伺服电机、第二 丝杠、第二活灵、滑动座、第三伺服电机、第一侧板、第二侧板、第一卷绳轴、 第二卷绳轴、绳索和空心伸缩杆，所述支撑座两侧的顶部各开设有一个用于连 接电动滑轨组件的安装槽，所述支撑座的底部开设有用于滑动座滑动的第二滑 槽，所述第二丝杠水平转动连接在滑槽内并与第二伺服电机相连，所述滑动座 通过第二活灵连接在第二丝杠上，所述第二滑槽的内壁上还水平设置有滑轨， 所述滑动座的外壁上相对于滑轨的位置开设有限位滑槽，所述第一侧板和第二 侧板竖直固定在滑动座的底部，所述第一侧板与所述第二侧板之间的滑动座的 底部还依次竖直设置有第三侧板和第四侧板，所述第一卷绳轴的一端连接在第 一侧板上并与第三伺服电机相连，所述第一卷绳轴的另一端穿过第三侧板转动 连接在第四侧板上，所述的第一卷绳轴与第三侧板也活动连接，所述第二卷绳 轴的一端转动连接在第二侧板上，所述第二卷绳轴的另一端穿过第四侧板转动 连接在第三侧板上，所述的第二卷绳轴也与第四侧板活动连接，所述第三侧板 与第四侧板之间的第一卷绳轴上固定有第一齿轮，所述第三侧板与第四侧板之 间的第二卷绳轴上固定有第二齿轮，所述第一齿轮与所述的第二齿轮相互齿接， 所述的第一卷绳轴和所述的第二卷绳轴上各收放缠绕连接有一根绳索，所述第一侧板和第二侧板的底部各水平固定有一块第二安装板，两块第二安装板的底 部各设置有一根空心伸缩杆，所述的第二安装板通过空心伸缩杆与钢包相连， 所述第二安装板的顶部安装有导向轮并且其上开设有与空心伸缩杆相连通的通 孔，所述绳索的一端连接在卷绳轴上，所述绳索的另一端绕过导向轮并通过通 孔伸入至空心伸缩杆内连接在钢包的顶部。
再进一步：所述的空心伸缩杆包括空心外杆体、空心中间杆体和空心内杆 体，所述空心外杆体的上端固定在第二安装板的底部，所述的通孔位于空心外 杆体的正上方，所述空心外杆体的下端固定有第一环形限位盖体，所述空心中 间杆体的上端通过第一滑块上下滑动连接在空心外杆体内，所述的第一滑块通 过第一环形限位盖体限制在空心外杆体内，所述第一环形限位盖体的内壁上设 置有第一限位块，所述空心中间杆体的外壁上开设有与第一限位块相匹配的第 一限位槽，所述空心中间杆体的下端固定有第二环形限位盖体，所述空心内杆 体的上端通过第二滑块上下滑动连接在空心中间杆体内，所述的第二滑块通过 第二环形限位盖体限制在空心中间杆体内，所述第二环形限位盖体的内壁上设置有第二限位块，所述空心内杆体的外壁上开设有与第二限位块相匹配的第二 限位槽，所述空心内杆体的下端固定在钢包的顶部，所述第一滑块和所述第二 滑块的中心处都开设有用于绳索穿过的第二通孔。
采用上述结构后，本发明通过VOD法代替AOD法对耐蚀不锈钢进行冶炼， 尤其是可以对废钢进行回收利用，不仅降低了成本还节约了资源，通过VOD法 在真空的状态下对钢水进行顶吹氧，使钢水快速完成脱碳、还原，减少了Cr元 素的氧化损耗；而且本发明采用了两次抽真空，通过两次抽真空的方式降低了 钢水中N和H元素，提高了钢水的质量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为输送升降机构的结构图。
图3为图2中局部的结构图。
图4为空心伸缩杆的结构图。
图5为图1中局部的结构图。
图6为旋转机构的俯视结构图。
图7为帽体的内部结构图。
图8为吹氧管道的结构图。
图9为定位板的结构图。
图10为压力阀的内部结构图。
图11为图9中A的放大图。
具体实施方式
本发明提供了一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其包括以下步 骤：
S1：上料熔化：通过自动上料机构将废钢输送进中频炉中，通过中频炉对 废钢进行熔化，废钢熔化后的钢水存有输送进钢包内进行储存；
S2：安装帽体：将存有钢水的钢包悬吊平移至VOD工位，启动旋转机构将 帽体旋转运输至钢包的正上方，通过下压气缸将帽体盖合安装在钢包顶部的连 接端处，并利用帽体对连接端进行密封；
S3：第一次抽真空：控制与帽体一侧压力阀相连的三向阀门使压力阀直接 与氧气罐相连通，打开帽体另一侧的电磁开关阀，利用真空泵对钢包进行第一 次抽真空；
S4：脱碳、还原：当钢包内的真空度达到20MPa时，压力阀会自动打开， 此时氧气罐内的氧气会被内外压差自动吸入钢包内对钢水进行顶吹氧，与此同 时继续抽真空，钢水在真空的环境下利用VOD法通过顶吹氧的方式进行脱碳和 还原，钢水经过脱碳和还原后关闭三向阀门停止吹氧，此时继续抽真空使真空 度达到67MPa，在真空度达到67MPa后关闭真空泵并控制三向阀门使压力阀与大 气相连通，使钢包内恢复正常气压，然后继续关闭三向阀门；
S5：第二次抽真空：在钢包内恢复正常气压后继续打开真空泵对钢包进行 抽真空，使真空度再次达到67MPa，通过第二次抽真空去除H和N元素；
S6：去除炉渣：再次控制三向阀门使压力阀与大气相连通，使钢包再次恢 复到正常气压，启动下压气缸升起帽体使帽体与连接端分离，通过连接端对钢 的炉渣进行清理，去除漂浮在钢水表层的全部炉渣；
S7：钢水变性：在炉渣全部清理完毕后，通过连接端向钢包内喂入硅钙线， 硅钙线受热熔化后融入钢水中使钢水发生变性；
S8：浇注：钢包内钢水变性后将钢包运送至模具的正上方完成浇注作业。
本发明通过VOD法代替AOD法对耐蚀不锈钢进行冶炼，尤其是可以对废钢 进行回收利用，不仅降低了成本还节约了资源，通过VOD法在真空的状态下对 钢水进行顶吹氧，使钢水快速完成脱碳、还原，减少了Cr元素的氧化损耗；而 且本发明采用了两次抽真空，通过两次抽真空的方式降低了钢水中N和H元素， 提高了钢水的质量。
如图1所示，上述步骤S1中的自动上料机构为传送带输送器7，所述的传 送带输送器倾斜放置并且其的外侧设置有防护罩体，所述传送带输送器的上端 连接有出料导向罩8，传送带输送器中的传送带伸入至出料导向罩内，所述出料 导向罩位于中频炉9顶部出料口的正上方。
如图1和图5所示，上述步骤S2中的帽体6连接在U型座35的正下方， 所述的U型座35内安装有下压气缸33，下压气缸的出轴端与帽体的顶部相连， 所述U型座的顶部通过连接件31与支撑板4相连，所述的支撑板通过L型板3 与旋转机构相连，所述的帽体通过旋转机构的驱动旋转至钢包的正上方，所述 帽体的外侧还水平固定有安装板34，所述帽体两侧的安装板上各竖直设置有一 根导柱36，两侧的导柱穿过U型座并与其活动连接，所述的U型座上开设有与 导柱相匹配的导向通孔。
如图5和图6所示的的旋转机构包括第一伺服电机、旋转轴32、第三齿轮 30、和第四齿轮29，所述L型板水平设置并且其的一端固定在支撑板的顶部，L 型板的另一端从支撑板的一侧伸出并固定在旋转轴上，所述第四齿轮套装在旋 转轴上，所述的第三齿轮套装在第一伺服电机的出轴端38上并与第四齿轮相互 齿接，所述的支撑板通过第一伺服电机的驱动绕着旋转轴进行旋转。
如图7和图9所示的安装板的底部安装有三个红外感应器47，所述帽体一 侧的安装板上设置有一个红外感应器，另一侧的安装板上设置有两个红外感应 器，三个红外感应器呈三角形排布，所述中频炉的顶部以及所述钢包的顶部都 设置有与帽体相连的连接端11，所述连接端的外侧还水平固定有定位板12，所 述定位板上开设有与连接端相匹配的圆形通槽12-1，所述连接端的外壁上竖直 设置有导向条，所述定位板上圆形通槽的内壁上相对于导向条的位置开设有与 之相匹配的导向槽12-2，所述定位板的顶部还设置有三个红外发射器48，三个 红外发射器也呈三角形排布并分别位于三个红外感应器的正下方。本发明通过 三角定位的方式保证了对准的准确性，防止了不必要意外的发生。
如图7所示的帽体的一侧开设有第一流通通道6-1，所述第一流通通道与固 定在帽体一侧外壁上的压力阀相连通，所述的压力阀又与氧气罐相连通，所述 帽体内固定有L型氧气输送管41，L型氧气输送管水平的一端与第一流通通道 相连通，L型氧气输送管竖直的一端伸入至延长管道42的一端内，所述延长管 道上端的外壁上设置有连接板49，所述帽体的顶部安装有第一下压电动缸43， 第一下压电动缸的出轴端伸入至帽体内与连接板相连，所述延长管道通过第一 下压电动缸的驱动上下滑动连接在L型氧气输送管竖直一端的外侧，所述延长 管道的另一端与吹氧管道相连，所述帽体的另一侧开设有第二流通通道6-2，所 述第二流通通道与固定在帽体另一侧外壁上的电磁开关阀40相连通，所述电磁 开关阀与真空泵相连，所述帽体的底部开设有与连接端相匹配的环形连接槽， 所述环形连接槽内通过第一弹簧连接有环形密封板，所述的环形密封板通过第 一弹簧压紧在连接端的顶部，所述环形连接槽的两侧内壁上各可拆卸地安装有 一个密封橡胶圈，所述连接端的内外壁上都设置有用于连接密封橡胶圈的密封 圈连接槽。
如图10和图11所示的压力阀包括阀体39-1、第二弹簧39-5和阀芯39-4， 所述的阀体内开设有阀道39-2、第一输送通道39-3以及第二输送通道39-6， 所述第一输送通道的一端与第一流通通道相连通，所述的阀芯活塞式连接在阀 道内，所述阀道的一端通过第一输送通道与第一流通通道相连通，所述阀道的 另一端呈密封装，所述的第二弹簧设置在阀道密封的一端与阀芯之间，所述第 一输送通道的另一端与阀道的一侧相连通并且其通过阀芯进行密封，所述第二 输送通道的一端与氧气罐相连通，所述第二输送通道的另一端与阀道密封一端 的另一侧相连通，所述阀芯远离第二弹簧一侧的阀道的内壁上开设有凹槽39-2-1，所述凹槽内通过第三弹簧39-10连接梯形卡块39-9，所述阀芯的外壁 上开设有与梯形卡块相匹配的卡槽39-4-1，所述阀体的外壁上安装有复位气缸 39-7，复位气缸的出轴端伸入至阀道内并与推送块39-8相连，所述推送块正对 着阀芯。在中频炉或者钢包内被抽真空后，阀芯在内外压差的作用下会沿着阀 道进行移动拉伸弹簧，随着阀芯的移动梯形卡块会卡入卡槽内，此时压力阀打 开第一输送通道通过阀道与第二输送通道相连通，通过氧气罐向中频炉或者钢 包内进行吹氧；在需要关闭压力阀时，启动复位气缸通过推送块推动阀芯回复 到原位，通过阀芯再次对第一输送通道进行密封。
如图7和图8所示的吹氧管道包括一根第一吹氧管道45和两根第二吹氧管 道46，所述第一吹氧管道水平设置并与延长管道的另一端固定连接，所述的延 长管道与第一吹氧管道相连，所述第一吹氧管道的两端分别活动连接在两根第 二吹氧管道的一端内，所述第二吹氧管道的另一端安装有密封盖52，所述第二 吹氧管道和第一吹氧管道的底部都安装有若干个吹氧喷头54，所述第二吹氧管 道与第一吹氧管道连接一端的顶部固定有竖板53，所述竖板与延长管道的外壁 之间设置有第三弹簧55，所述延长管道的外壁上还设置有套筒44，所述所述套 筒的两侧各设置有一个第一连接耳座，所述的连接板上安装有第二下压电动缸 50，第二下压电动缸的出轴端穿过连接板与套筒相连，所述的套筒通过第二下压电动缸的驱动上下滑动连接在延长管道的外壁上，所述第二吹氧管道远离第 一吹氧管道一端的顶部设置有第二连接耳座，套筒两侧的第一连接耳座各通过 一根连杆51与两根第二吹氧管道上的第二连接耳座相连，所述连杆的两端分别 与第一连接耳座和第二连接耳座相连。本发明采用上述结构后可以调节吹氧管 道的整体的长度，直接增加了顶吹氧的面积，大大增加了实用性能。
如图1、图2和图3所示，上述步骤S6中的钢包10连接在输送升降机构的 下方，所述的输送升降机构包括水平设置在丝杠前后两侧的电动滑轨组件、支 撑座2、第二伺服电机19、第二丝杠、第二活灵15、滑动座14、第三伺服电机 17、第一侧板19、第二侧板20、第一卷绳轴23、第二卷绳轴24、绳索28和空 心伸缩杆13，所述支撑座两侧的顶部各开设有一个用于连接电动滑轨组件的安 装槽2-1，所述支撑座的底部开设有用于滑动座滑动的第二滑槽，所述第二丝杠 水平转动连接在滑槽内并与第二伺服电机相连，所述滑动座通过第二活灵连接 在第二丝杠上，所述第二滑槽的内壁上还水平设置有滑轨16，所述滑动座的外 壁上相对于滑轨的位置开设有限位滑槽，所述第一侧板和第二侧板竖直固定在 滑动座的底部，所述第一侧板与所述第二侧板之间的滑动座的底部还依次竖直 设置有第三侧板26和第四侧板22，所述第一卷绳轴的一端连接在第一侧板上并 与第三伺服电机相连，所述第一卷绳轴的另一端穿过第三侧板转动连接在第四 侧板上，所述的第一卷绳轴与第三侧板也活动连接，所述第二卷绳轴的一端转 动连接在第二侧板上，所述第二卷绳轴的另一端穿过第四侧板转动连接在第三 侧板上，所述的第二卷绳轴也与第四侧板活动连接，所述第三侧板与第四侧板 之间的第一卷绳轴上固定有第一齿轮17，所述第三侧板与第四侧板之间的第二 卷绳轴上固定有第二齿轮27，所述第一齿轮与所述的第二齿轮相互齿接，所述 的第一卷绳轴和所述的第二卷绳轴上各收放缠绕连接有一根绳索，所述第一侧 板和第二侧板的底部各水平固定有一块第二安装板18，两块第二安装板的底部 各设置有一根空心伸缩杆，所述的第二安装板通过空心伸缩杆与钢包相连，所 述第二安装板的顶部安装有导向轮25并且其上开设有与空心伸缩杆相连通的通 孔，所述绳索的一端连接在卷绳轴上，所述绳索的另一端绕过导向轮并通过通 孔伸入至空心伸缩杆内连接在钢包的顶部。
如图4所示的空心伸缩杆包括空心外杆体13-1、空心中间杆体13-2和空心 内杆体，所述空心外杆体的上端固定在第二安装板的底部，所述的通孔位于空 心外杆体的正上方，所述空心外杆体的下端固定有第一环形限位盖体13-3，所 述空心中间杆体的上端通过第一滑块13-4上下滑动连接在空心外杆体内，所述 的第一滑块通过第一环形限位盖体限制在空心外杆体内，所述第一环形限位盖 体的内壁上设置有第一限位块13-5，所述空心中间杆体的外壁上开设有与第一 限位块相匹配的第一限位槽13-6，所述空心中间杆体的下端固定有第二环形限 位盖体，所述空心内杆体的上端通过第二滑块上下滑动连接在空心中间杆体内， 所述的第二滑块通过第二环形限位盖体限制在空心中间杆体内，所述第二环形 限位盖体的内壁上设置有第二限位块，所述空心内杆体的外壁上开设有与第二 限位块相匹配的第二限位槽，所述空心内杆体的下端固定在钢包的顶部，所述 第一滑块和所述第二滑块的中心处都开设有用于绳索穿过的第二通孔。本发明 通过采用上述结构可以有效防止钢包在输送过程中发生晃动，保证了结构的温 度性。
Claims (10)
1.一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：上料熔化：通过自动上料机构将废钢输送进中频炉中，通过中频炉对废钢进行熔化，废钢熔化后的钢水存有输送进钢包内进行储存；
S2：安装帽体：将存有钢水的钢包悬吊平移至VOD工位，启动旋转机构将帽体旋转运输至钢包的正上方，通过下压气缸将帽体盖合安装在钢包顶部的连接端处，并利用帽体对连接端进行密封；
S3：第一次抽真空：控制与帽体一侧压力阀相连的三向阀门使压力阀直接与氧气罐相连通，打开帽体另一侧的电磁开关阀，利用真空泵对钢包进行第一次抽真空；
S4：脱碳、还原：当钢包内的真空度达到20MPa时，压力阀会自动打开，此时氧气罐内的氧气会被内外压差自动吸入钢包内对钢水进行顶吹氧，与此同时继续抽真空，钢水在真空的环境下利用VOD法通过顶吹氧的方式进行脱碳和还原，钢水经过脱碳和还原后关闭三向阀门停止吹氧，此时继续抽真空使真空度达到67MPa，在真空度达到67MPa后关闭真空泵并控制三向阀门使压力阀与大气相连通，使钢包内恢复正常气压，然后继续关闭三向阀门；
S5：第二次抽真空：在钢包内恢复正常气压后继续打开真空泵对钢包进行抽真空，使真空度再次达到67MPa，通过第二次抽真空去除H和N元素；
S6：去除炉渣：再次控制三向阀门使压力阀与大气相连通，使钢包再次恢复到正常气压，启动下压气缸升起帽体使帽体与连接端分离，通过连接端对钢的炉渣进行清理，去除漂浮在钢水表层的全部炉渣；
S7：钢水变性：在炉渣全部清理完毕后，通过连接端向钢包内喂入硅钙线，硅钙线受热熔化后融入钢水中使钢水发生变性；
S8：浇注：钢包内钢水变性后将钢包运送至模具的正上方完成浇注作业。
2.根据权利要求1所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：所述步骤S1中的自动上料机构为传送带输送器(7)，所述的传送带输送器倾斜放置并且其的外侧设置有防护罩体，所述传送带输送器的上端连接有出料导向罩(8)，传送带输送器中的传送带伸入至出料导向罩内，所述出料导向罩位于中频炉(9)顶部出料口的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：所述步骤S2中的帽体(6)连接在U型座(35)的正下方，所述的U型座(35)内安装有下压气缸(33)，下压气缸的出轴端与帽体的顶部相连，所述U型座的顶部通过连接件(31)与支撑板(4)相连，所述的支撑板通过L型板(3)与旋转机构相连，所述的帽体通过旋转机构的驱动旋转至钢包的正上方，所述帽体的外侧还水平固定有安装板(34)，所述帽体两侧的安装板上各竖直设置有一根导柱(36)，两侧的导柱穿过U型座并与其活动连接，所述的U型座上开设有与导柱相匹配的导向通孔。
4.根据权利要求3所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：所述的旋转机构包括第一伺服电机、旋转轴(32)、第三齿轮(30)、和第四齿轮(29)，所述L型板水平设置并且其的一端固定在支撑板的顶部，L型板的另一端从支撑板的一侧伸出并固定在旋转轴上，所述第四齿轮套装在旋转轴上，所述的第三齿轮套装在第一伺服电机的出轴端(38)上并与第四齿轮相互齿接，所述的支撑板通过第一伺服电机的驱动绕着旋转轴进行旋转。
5.根据权利要求3所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特征在于：所述的安装板的底部安装有三个红外感应器(47)，所述帽体一侧的安装板上设置有一个红外感应器，另一侧的安装板上设置有两个红外感应器，三个红外感应器呈三角形排布，所述钢包(10)顶部的连接端(11)的外侧还水平固定有定位板(12)，所述定位板上开设有与连接端相匹配的圆形通槽(12-1)，所述连接端的外壁上竖直设置有导向条，所述定位板上圆形通槽的内壁上相对于导向条的位置开设有与之相匹配的导向槽(12-2)，所述定位板的顶部还设置有三个红外发射器(48)，三个红外发射器也呈三角形排布并分别位于三个红外感应器的正下方。
6.根据权利要求5所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特性在于：所述的帽体的一侧开设有第一流通通道(6-1)，所述第一流通通道与固定在帽体一侧外壁上的压力阀相连通，所述的压力阀又与氧气罐相连通，所述帽体内固定有L型氧气输送管(41)，L型氧气输送管水平的一端与第一流通通道相连通，L型氧气输送管竖直的一端伸入至延长管道(42)的一端内，所述延长管道上端的外壁上设置有连接板(49)，所述帽体的顶部安装有第一下压电动缸(43)，第一下压电动缸的出轴端伸入至帽体内与连接板相连，所述延长管道通过第一下压电动缸的驱动上下滑动连接在L型氧气输送管竖直一端的外侧，所述延长管道的另一端与吹氧管道相连，所述帽体的另一侧开设有第二流通通道(6-2)，所述第二流通通道与固定在帽体另一侧外壁上的电磁开关阀(40)相连通，所述电磁开关阀与真空泵相连，所述帽体的底部开设有与连接端相匹配的环形连接槽，所述环形连接槽内通过第一弹簧连接有环形密封板，所述的环形密封板通过第一弹簧压紧在连接端的顶部，所述环形连接槽的两侧内壁上各可拆卸地安装有一个密封橡胶圈，所述连接端的内外壁上都设置有用于连接密封橡胶圈的密封圈连接槽。
7.根据权利要求6所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特性在于：所述的压力阀包括阀体(39-1)、第二弹簧(39-5)和阀芯(39-4)，所述的阀体内开设有阀道(39-2)、第一输送通道(39-3)以及第二输送通道(39-6)，所述第一输送通道的一端与第一流通通道相连通，所述的阀芯活塞式连接在阀道内，所述阀道的一端通过第一输送通道与第一流通通道相连通，所述阀道的另一端呈密封装，所述的第二弹簧设置在阀道密封的一端与阀芯之间，所述第一输送通道的另一端与阀道的一侧相连通并且其通过阀芯进行密封，所述第二输送通道的一端与氧气罐相连通，所述第二输送通道的另一端与阀道密封一端的另一侧相连通，所述阀芯远离第二弹簧一侧的阀道的内壁上开设有凹槽(39-2-1)，所述凹槽内通过第三弹簧(39-10)连接梯形卡块(39-9)，所述阀芯的外壁上开设有与梯形卡块相匹配的卡槽(39-4-1)，所述阀体的外壁上安装有复位气缸(39-7)，复位气缸的出轴端伸入至阀道内并与推送块(39-8)相连，所述推送块正对着阀芯。
8.根据权利要求6所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特性在于：所述的吹氧管道包括一根第一吹氧管道(45)和两根第二吹氧管道(46)，所述第一吹氧管道水平设置并与延长管道的另一端固定连接，所述的延长管道与第一吹氧管道相连，所述第一吹氧管道的两端分别活动连接在两根第二吹氧管道的一端内，所述第二吹氧管道的另一端安装有密封盖(52)，所述第二吹氧管道和第一吹氧管道的底部都安装有若干个吹氧喷头(54)，所述第二吹氧管道与第一吹氧管道连接一端的顶部固定有竖板(53)，所述竖板与延长管道的外壁之间设置有第三弹簧(55)，所述延长管道的外壁上还设置有套筒(44)，所述所述套筒的两侧各设置有一个第一连接耳座，所述的连接板上安装有第二下压电动缸(50)，第二下压电动缸的出轴端穿过连接板与套筒相连，所述的套筒通过第二下压电动缸的驱动上下滑动连接在延长管道的外壁上，所述第二吹氧管道远离第一吹氧管道一端的顶部设置有第二连接耳座，套筒两侧的第一连接耳座各通过一根连杆(51)与两根第二吹氧管道上的第二连接耳座相连，所述连杆的两端分别与第一连接耳座和第二连接耳座相连。
9.根据权利要求1所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特性在于：所述步骤S6中的钢包(10)连接在输送升降机构的下方，所述的输送升降机构包括水平设置在丝杠前后两侧的电动滑轨组件、支撑座(2)、第二伺服电机(19)、第二丝杠、第二活灵(15)、滑动座(14)、第三伺服电机(17)、第一侧板(19)、第二侧板(20)、第一卷绳轴(23)、第二卷绳轴(24)、绳索(28)和空心伸缩杆(13)，所述支撑座两侧的顶部各开设有一个用于连接电动滑轨组件1的安装槽(2-1)，所述支撑座的底部开设有用于滑动座滑动的第二滑槽，所述第二丝杠水平转动连接在滑槽内并与第二伺服电机相连，所述滑动座通过第二活灵连接在第二丝杠上，所述第二滑槽的内壁上还水平设置有滑轨(16)，所述滑动座的外壁上相对于滑轨的位置开设有限位滑槽，所述第一侧板和第二侧板竖直固定在滑动座的底部，所述第一侧板与所述第二侧板之间的滑动座的底部还依次竖直设置有第三侧板(26)和第四侧板(22)，所述第一卷绳轴的一端连接在第一侧板上并与第三伺服电机相连，所述第一卷绳轴的另一端穿过第三侧板转动连接在第四侧板上，所述的第一卷绳轴与第三侧板也活动连接，所述第二卷绳轴的一端转动连接在第二侧板上，所述第二卷绳轴的另一端穿过第四侧板转动连接在第三侧板上，所述的第二卷绳轴也与第四侧板活动连接，所述第三侧板与第四侧板之间的第一卷绳轴上固定有第一齿轮(17)，所述第三侧板与第四侧板之间的第二卷绳轴上固定有第二齿轮(27)，所述第一齿轮与所述的第二齿轮相互齿接，所述的第一卷绳轴和所述的第二卷绳轴上各收放缠绕连接有一根绳索，所述第一侧板和第二侧板的底部各水平固定有一块第二安装板(18)，两块第二安装板的底部各设置有一根空心伸缩杆，所述的第二安装板通过空心伸缩杆与钢包相连，所述第二安装板的顶部安装有导向轮(25)并且其上开设有与空心伸缩杆相连通的通孔，所述绳索的一端连接在卷绳轴上，所述绳索的另一端绕过导向轮并通过通孔伸入至空心伸缩杆内连接在钢包的顶部。
10.根据权利要求9所述的一种利用VOD法真空冶炼耐蚀不锈钢的工艺，其特性在于：所述的空心伸缩杆包括空心外杆体(13-1)、空心中间杆体(13-2)和空心内杆体，所述空心外杆体的上端固定在第二安装板的底部，所述的通孔位于空心外杆体的正上方，所述空心外杆体的下端固定有第一环形限位盖体(13-3)，所述空心中间杆体的上端通过第一滑块(13-4)上下滑动连接在空心外杆体内，所述的第一滑块通过第一环形限位盖体限制在空心外杆体内，所述第一环形限位盖体的内壁上设置有第一限位块(13-5)，所述空心中间杆体的外壁上开设有与第一限位块相匹配的第一限位槽(13-6)，所述空心中间杆体的下端固定有第二环形限位盖体，所述空心内杆体的上端通过第二滑块上下滑动连接在空心中间杆体内，所述的第二滑块通过第二环形限位盖体限制在空心中间杆体内，所述第二环形限位盖体的内壁上设置有第二限位块，所述空心内杆体的外壁上开设有与第二限位块相匹配的第二限位槽，所述空心内杆体的下端固定在钢包的顶部，所述第一滑块和所述第二滑块的中心处都开设有用于绳索穿过的第二通孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Address after: No.150 Xiaxi North Road, Jiaze, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province 213148 Patentee after: Sanxin Special Materials (Changzhou) Co.,Ltd. Address before: No.150 Xiaxi North Road, Jiaze, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province 213148 Patentee before: SANXIN HEAVY INDUSTRY MACHINERY Co.,Ltd. |