CN114576995A - 一种应用于连铸工艺的熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于连铸工艺的熔炉，属于熔炉技术领域，包括炉体，所述炉体内具有依次连通的第一炉膛、第二炉膛和第三炉膛，所述第一炉腔内设有用于熔化物料的第一加热装置，所述第三炉膛内设有用于保温熔液的第二加热装置；所述第三炉膛上设有相对设置的待包覆产品进口和待包覆产品出口，所述待包覆产品出口上连接有用于穿过待包覆产品的第一结晶器。本发明提供的应用于连铸工艺的熔炉，有利于稳定保持结晶器所在的炉膛内溶液的温度和压力，从而利于保证包覆效果。

Description

一种应用于连铸工艺的熔炉

技术领域

本发明涉及熔炉设备技术领域，具体涉及一种应用于连铸工艺的熔炉。

背景技术

在采用连铸法制造铜覆钢双金属材料时，其生产工艺过程为：将处理干净的钢芯穿过铜液，然后通过结晶器的冷却作用使钢芯的外表面覆盖一定厚度的铜。

在使用该方法时，用于包覆钢芯的铜液需要保持稳定的温度及压力，受钢芯伸入铜液中对铜液进行消耗以及新铜液补充的影响，铜液的温度和压力容易产生波动，当铜液的温度和压力不稳定时，容易产生包覆误差，导致包覆后的铜液厚度不均匀。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于铜液的温度和压力不稳定导致容易产生包覆误差的缺陷，从而提供一种应用于连铸工艺的熔炉。

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于连铸工艺的熔炉，包括：炉体，所述炉体内具有依次连通的第一炉膛、第二炉膛和第三炉膛，所述第一炉腔内设有用于熔化物料的第一加热装置，所述第三炉膛内设有用于保温熔液的第二加热装置；

所述第三炉膛上设有相对设置的待包覆产品进口和待包覆产品出口，所述待包覆产品出口上连接有用于穿过待包覆产品的第一结晶器。

进一步地，所述第一炉膛、第二炉膛和第三炉膛的内衬为耐火砖。

进一步地，所述第一结晶器连接在第一支撑件上，所述第一支撑件为中心具有穿孔的砖结构，所述第一结晶器插入所述第一支撑件的穿孔后通过卡固连接。

进一步地，所述第一支撑件嵌设在所述第三炉膛的内衬的耐火砖内。

进一步地，所述第三炉膛的待包覆产品进口上连接有用于穿过待包覆产品的第二结晶器，所述第二结晶器卡固在第二支撑件上，所述第二支撑件为中心具有穿孔的砖结构，所述第二结晶器插入所述第二支撑件的穿孔后通过卡固连接。

进一步地，所述第二支撑件嵌设在所述第三炉膛的内衬的耐火砖内。

进一步地，所述第一支撑件和所述第二支撑件之间通过约束件进行间隔设置，所述约束件为具有限位台阶的型砖。

进一步地，所述炉体的外壳与内衬之间填充有捣打料。

进一步地，所述捣打料与所述炉体的外壳之间设有隔热材料。

进一步地，所述第一炉膛和第二炉膛之间通过第一石墨连通器连通，所述第二炉膛和所述第三炉膛之间通过第二石墨连通器连通，所述第一石墨连通器和所述第二石墨连通器分别设置在所述第二炉膛的底部。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的应用于连铸工艺的熔炉，通过设置有第二炉膛将第一炉膛和第三炉膛隔开，从而避免从第一炉膛内熔化的新物料直接进入第三炉膛中对第三炉膛内的熔液产生冲击，有利于保证第三炉膛内熔液的温度及压力的稳定；将结晶器直接连接在第三炉膛上，由于第三炉膛时刻保持用于包覆在产品上的熔液的稳定性，又可保证结晶器的包覆效果。

2.本发明提供的应用于连铸工艺的熔炉，利用第一支撑件将第一结晶器安装至第三炉膛中，并利用第二支撑件将第二结晶器安装至第三炉膛中，第一支撑件和第二支撑件之间通过约束件限位卡固连接，避免了第一支撑件和第二支撑件沿轴向偏移，从而有利于结晶器在第三炉膛内的包覆效果。

3.本发明提供的应用于连铸工艺的熔炉，通过设置第二炉膛，第二炉膛可以进一步进行对溶液进行除氧操作，避免第三炉膛内溶液由于存在氧气而影响包覆效果。

4.本发明提供的应用于连铸工艺的熔炉，通过在第三炉膛的出口处设置第一结晶器、并在进口处设置第二结晶器进行包覆工作，有利于校准并提高对进入熔炉产品的同轴度，从而利于减小包覆误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中应用于连铸工艺的熔炉的剖视图；

图2为本发明的实施例中应用于连铸工艺的熔炉的俯视图；

图3为本发明的实施例中第二结晶器的剖面示意图；

图4为本发明的实施例中约束件的结构示意图；

图5为本发明的实施例中第一结晶器和套筒的装配示意图。

附图标记说明：

1、第一炉膛；2、第二炉膛；3、第三炉膛；4、耐火砖；5、捣打料；

11、第一石墨连通器；12、环形熔沟；13、直形熔沟；14、铁芯；15、绝缘板；16、水套；17、铜线圈；21、第二石墨连通器；

31、第一结晶器；32、第一支撑件；33、约束件；34、第二支撑件；35、第二结晶器；311、套筒；312、内胆；331、限位台阶；313、定芯模具。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供了一种应用于连铸工艺的熔炉。

如图1所示，本实施例所述的熔炉包括炉体，炉体具有依次连通的第一炉膛1，第二炉膛2和第三炉膛3，第一炉腔内设有用于熔化物料的第一加热装置，第三炉膛3内设有用于保温熔液的第二加热装置，第三炉膛3上设有相对设置的待包覆产品进口和待包覆产品出口，待包覆产品出口上连接有用于穿过待包覆产品的第一结晶器31。

在此，通过设置有第二炉膛2将第一炉膛1和第三炉膛3隔开，从而避免从第一炉膛1内熔化的新物料直接进入第三炉膛3中对第三炉膛3内的熔液产生冲击，有利于保证第三炉膛3内熔液的温度及压力的稳定；将结晶器直接连接在第三炉膛3上，由于第三炉膛3时刻保持用于包覆在产品上的熔液的稳定性，又可保证结晶器的包覆效果。

需要说明的是，对于上述的包覆产品，本实施例通过生产铜覆钢双金属材料进行说明，生产工艺步骤为：处理干净的钢芯水平方向穿过铜熔化炉的铜液，通过水平安装的结晶器在出口处连续铸造一定厚度的铜。作为一种可替换的实施方式，该熔炉也可以用于生产其他采用热浸镀工艺成型的包覆产品。

如图1所示，本实施例中所述的第一炉膛1、第二炉膛2和第三炉膛3内衬采用耐火砖4，炉膛和耐火砖4之间填充有捣打料5，以起到良好的绝热和支撑作用。在此，捣打料5可以采用现有成熟的耐火不定型捣打料5材料。进一步的，炉体的外壳和捣打料5之间还铺设有另一层耐火砖4，位于炉膛内侧的耐火砖4用于直接接触铜液；位于外侧的耐火砖4外还铺设有一层石棉层，以增强炉体的绝热效果。在此，以炉体的中心向外的方向为本实施例中所述的外侧方向，以炉体的外壳向中心的方向为本实施例中所述的内侧方向。

本实施例中的第一炉膛1、第二炉膛2和第三炉膛3的顶部均设置有炉盖，以便于向炉膛内部添加固态的铜料或除氧材料。第一加热装置连接于第一炉膛1的下方，并包括一环形熔沟12，环形熔沟12与第一炉膛1之间通过直形熔沟13连通，以便于融化的溶液与位于第一炉膛1的铜料热交换。

仍如图1所示，环形熔沟12内设有电磁感应组件，该电磁感应组件包括由内向外依次设置的铁芯14、绝缘板15和水套16，铜线圈17穿经铁芯14中心并环绕两侧的熔沟设置，铜线圈17在通电后，受电磁感应作用，融化的溶液在环形熔沟12内进行顺时针转动，并与第一炉膛1的铜料进行热交换。

进一步地，第二加热装置连接于第三炉膛3的下方，第二加热装置可以参照第一加热装置的结构设置，以对位于第三炉膛3内的铜液起到加热或保温效果。作为一种可替换的实施方式，第二加热装置也可以采用其他加热方式，只要能使第三炉膛3内的铜液始终处于一稳定的温度区间内即可。

如图1所示，本实施例中第一炉膛1和第二炉膛2之间通过第一石墨连通器11连通，第二炉膛2和第三炉膛3之间通过第二石墨连通器21连通，采用石墨材料的连通器连通第一炉膛1、第二炉膛2和第三炉膛3，能够保护炉膛内的铜液不被氧化，并能还原氧化铜及氧化亚铜，从而有利于保证钢芯的包覆效果。在此，第一石墨连通器11和第二石墨连通器21分别设置在第二炉膛2的底部，以避免掺杂铜液上漂浮的除氧杂质。

本实施例中，第二炉膛2中用于投放可燃的除氧材料，例如木炭，设置第二炉膛2可以避免第一炉膛1加热过程中被投放的除氧材料干预而影响铜液的对流效果；作为一种可替换的实施方式，第一炉膛1、第二炉膛2及第三炉膛3中均可以投放除氧材料，以增强炉膛内的除氧效果。

本实施例中的第一结晶器31上设有适于输入惰性气体的接口，通过向第一结晶器31内输入惰性气体，能够避免钢芯在进入熔炉时带入空气，从而避免影响正常的包覆效果。

如图3所示，第二结晶器35上设置有约束待包覆产品包覆厚度的定芯模具313，具有定芯模具313的一端朝向熔炉1的内部设置，定芯模具313可拆地连接在第二结晶器35的内壁上，具体的，定芯模具313可以是由陶瓷材料制成的高精度模具，第二结晶器35的内壁上设有环形凹槽，定芯模具313嵌设于该环形凹槽中，待包覆的钢芯进入第二结晶器35中后，铜液的包覆厚度受到定芯模具313的约束，从而有效保持钢芯的同轴度和铜层包覆均匀性。在此，将定芯模具313可拆的设于第二结晶器35上，当定芯模具313受钢芯磨损影响铜层包覆均匀性时，可以拆下旧定芯模具313换上新定芯模具313，从而有利于保持钢芯覆铜的均匀性。

在此，为了成本和便于装配考虑，优选的第一结晶器31上设置惰性气体接口、不设置定芯模具313，第二结晶器35上设置定芯模具313、不设置惰性气体接口；作为一种可替换的实施方式，第一结晶器31和第二结晶器35可以采用相同的结晶器产品，即二者均设置有惰性气体的接口和定芯模具313，第一结晶器31上仅使用惰性气体接口、第二结晶器35上仅使用定芯模具313功能。

如图2所示，本实施例中所述的第一结晶器31连接在第一支撑件32上，第一支撑件32为中心具有穿孔的砖结构，第一结晶器31插入第一支撑件32的穿孔后通过卡固连接。具体的，第一支撑件32嵌设于第三炉膛3内衬的耐火砖4内，由于炉膛两层耐火砖4层之间填充有捣打料5，第一支撑件32的外侧壁面被捣打料5抵接顶紧，第一支撑件32的两侧端被耐火砖4抵接顶紧，从而形成第一支撑件32在第三炉膛3内的固定状态。

如图2和图5所示，本实施例中的第一结晶器31和第一支撑件32之间通过一套筒311卡接连接，套筒311的一端卡接于第一结晶器31的外部凸台上，套筒311与第一支撑件32之间过盈的连接配合，形成第一结晶器31和第一支撑件32之间的固定作用，并起到阻挡第一结晶器31轴向向内或向外移动的效果。在此，第一结晶器31用于穿经第三炉膛3的待包覆产品出口的部分套设有内胆312，以起到保护和保温的效果。

在设置第一结晶器31的结构基础上，本实施例的第三炉膛3的待包覆产品进口上连接有用于穿过待包覆产品的第二结晶器35，第二结晶器35卡固在第二支撑件34上，第二支撑件34为中心具有穿孔的砖结构，第二结晶器35插入所述第二支撑件34的穿孔后通过卡固连接。具体的，第二支撑件34嵌设于第三炉膛3内衬的耐火砖4内，由于炉膛两层耐火砖4层之间填充有捣打料5，第二支撑件34的外侧壁面被捣打料5抵接顶紧，第二支撑件34的两侧端被耐火砖4抵接顶紧，从而形成第二支撑件34在第三炉膛3内的固定状态。

在此，需要说明的是，第二结晶器35和第二支撑件34之间的固定方式可参照上述第一结晶器31和第一支撑件32之间的固定方式进行装配。设置第一结晶器31和第二结晶器35能够对进入的钢芯起到定芯、使其与结晶器同轴的作用，从而有利于减小包覆误差。

如图2和图4所示，本实施例中的第一支撑件32和第二支撑件34之间通过约束件33进行间隔设置，约束件33为两端分别形成有限位台阶331的型砖，在此，第一支撑件32和第二支撑件34的相对的两端端面均为直角面，型砖上的限位台阶331分别卡接于两直角面上，从而使型砖分别抵接于第一支撑件32和第二支撑件34上，由于型砖本身为刚性砖体，抵接后的第一支撑件32和第二支撑件34受型砖约束，从而起到阻挡二者相对运动的作用，有利于保证第一结晶器31和第二结晶器35的安装固定状态。

工作原理：

启动第一加热装置和第二加热装置，向第一炉膛1内投入固体铜料，融化后的铜液经过第二炉膛2进入第三炉膛3中，由于第三炉膛3的下方连接有第二加热装置，铜液能够在第三炉膛3中保持稳定的液相状态；将钢芯经由待包覆产品进口穿入，在第一结晶器31的作用下形成有覆铜钢芯，在穿出带待包覆产品出口时，在第二结晶器35的作用下再次进行覆铜工序，穿出后的覆铜钢芯用于进行下一步工序。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，包括：炉体，所述炉体内具有依次连通的第一炉膛(1)、第二炉膛(2)和第三炉膛(3)，所述第一炉腔内设有用于熔化物料的第一加热装置，所述第三炉膛(3)内设有用于保温熔液的第二加热装置；

所述第三炉膛(3)上设有相对设置的待包覆产品进口和待包覆产品出口，所述待包覆产品出口上连接有用于穿过待包覆产品的第一结晶器(31)。

2.根据权利要求1所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第一炉膛(1)、第二炉膛(2)和第三炉膛(3)的内衬为耐火砖(4)。

3.根据权利要求2所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第一结晶器(31)连接在第一支撑件(32)上，所述第一支撑件(32)为中心具有穿孔的砖结构，所述第一结晶器(31)插入所述第一支撑件(32)的穿孔后通过卡固连接。

4.根据权利要求3所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第一支撑件(32)嵌设在所述第三炉膛(3)的内衬的耐火砖(4)内。

5.根据权利要求3所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第三炉膛(3)的待包覆产品进口上连接有用于穿过待包覆产品的第二结晶器(35)，所述第二结晶器(35)卡固在第二支撑件(34)上，所述第二支撑件(34)为中心具有穿孔的砖结构，所述第二结晶器(35)插入所述第二支撑件(34)的穿孔后通过卡固连接。

6.根据权利要求5所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第二支撑件(34)嵌设在所述第三炉膛(3)的内衬的耐火砖(4)内。

7.根据权利要求5所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第一支撑件(32)和所述第二支撑件(34)之间通过约束件(33)进行间隔设置，所述约束件(33)为具有限位台阶(331)的型砖。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述炉体的外壳与内衬之间填充有捣打料(5)。

9.根据权利要求8所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述捣打料(5)与所述炉体的外壳之间设有隔热材料。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的应用于连铸工艺的熔炉，其特征在于，所述第一炉膛(1)和第二炉膛(2)之间通过第一石墨连通器(11)连通，所述第二炉膛(2)和所述第三炉膛(3)之间通过第二石墨连通器(21)连通，所述第一石墨连通器(11)和所述第二石墨连通器(21)分别设置在所述第二炉膛(2)的底部。

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