CN203999759U - 同轴气氛保护电渣重熔炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴气氛保护电渣重熔炉，包括熔炼框架，熔炼框架上设有底水箱，底水箱上固设有结晶器，结晶器与气体保护罩密封相连，保护罩固定在升降主体上，升降主体与炉体相连，炉体与旋转底座相连；熔炼框架的周边均布有4根第一导电铜柱，结晶器设有自耗电极及导电水冷铜管；本实用新型的优点在于：A大电流回路是同轴布置和近距离平行布置的，减少了电能损失，重熔钢锭结晶组织更均匀；B保护罩与结晶器形成了惰性气体充斥的密闭空间，有效的保护了易烧损氧化的有益元素，减少了氢氧等有害元素含量；C先进的称重传感技术、位移传感技术、二次电流检测技术、水温自动控制技术的应用，使电脑自动控制更趋精细化、精确化、简单化。

Description

同轴气氛保护电渣重熔炉

技术领域

本实用新型涉及一种冶金重熔炉，具体地说是一种同轴气氛保护电渣重熔炉，属于电冶金领域。

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。但是，目前的电渣重熔炉能耗高，一些含易烧损成分的钢种不能保证成分含量，且增氢增氧严重。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种同轴气氛保护电渣重熔炉，能够使氢氧含量控制在目标范围之内，实现了节电节能效果，提高了产品质量，延长了设备使用寿命。

本实用新型的技术方案为：

同轴气氛保护电渣重熔炉，包括熔炼框架，所述熔炼框架上设有底水箱，所述底水箱上固设有结晶器，所述结晶器与气体保护罩密封相连，密封罩、结晶器、底水箱形成了一个密封环境。所述保护罩固定在升降主体上，所述升降主体设有升降平台，所述升降平台由液压缸驱动升降，实现了自耗电极的完全密封，且更换电极方便，所述升降主体与炉体相连，所述液压缸设置在所述炉体上，用于固定升降主体，所述炉体与旋转底座相连，由旋转底座支撑炉体与升降主体，旋转底座能沿其中心线左右旋转，完成双熔位交替生产；

所述熔炼框架的周边均布有4根第一导电铜柱，所述升降主体上设有第二导电铜柱，所述的第一导电铜柱与第二导电铜柱相对接并形成导电回路。

进一步地，所述结晶器是钢水快速凝固结晶的容器或者说是模具。所述自耗电极是二次重熔的原材料，在熔炼过程中慢慢熔化减少，熔化完成既完成一炉钢。所述导电水冷铜管是抓持和带动自耗电极上下动作并把熔炼电流馈送至自耗电极，所述自耗电极上焊接有假电极，方便自耗电极的抓持，所述假电极是一段加工过的过度电极，本身不损耗；所述导电水冷铜管由若干水冷铜管组成，所述水冷铜管包括中心铜管和外周铜管，电流通过内外铜管输送至假电极至自耗电极至渣池至熔池至钢锭至底水箱，然后有结晶器四周四根水冷导电铜柱返回至变压器。优势是采用同轴导电的方式，减少了电能的损失。

进一步地，所述短网为大电流平行和同轴导电回路组成，所述短网连接有滑动导电，由于在工作过程中自耗电极和导电水冷铜管的位置一直在变化，通过设置滑动导电，有效减少了短网的长度；所述短网还连接有补偿装置，所述补偿装置为软线电缆，由于自耗电极在调心对中过程中位置变化，大电流的短网回路需要通过软线来进行补偿；所述滑动导电是由120块碳刷和20块碳刷架组成，在于导电水冷铜管的相对运动中把大电流馈送至水冷铜管。

进一步地，所述自耗电极通过传动系统与驱动系统传动相连，由驱动系统通过所述传动系统使自耗电极在熔化过程中实现升降控制。其中，所述驱动系统为伺服电机；所述传动系统包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠通过减速机与所述伺服电机传动相连，通过滚珠丝杠的转动带动自耗电极升降。

进一步地，所述自耗电极的周围设有对位装置，所述对位装置分上下两层，之间通过直线滑轨连接，能在水平面四个方向调节，当自耗电极的位置不在结晶器的中间位置时，对位装置能够左右前后调节自耗电极对中，从而使自耗电极的位置一直保持在结晶器的中间位置；

进一步地，所述驱动系统的周围还设有护栏，便于设备检查保养维修；所述短网与变压器连接，由变压器输出低电压大电流，使电极把电能转化为热能实现金属熔化。

相对于开路短网布置的情形，在给定的熔化电流所产生的磁场，制约磁场的影响本身就是相对很小的，既同轴导电已经大大降低电感，同时减少了磁场对钢锭结晶过程的影响。

本实用新型的优点在于：

（1）在炼钢过程中创造一个惰性气体保护的密闭的环境达到保护成分含量防止增氢增氧的目的，满足了特殊钢种电渣重熔钢的质量要求，保证了易烧损元素的含量比例，把氢氧含量控制在目标范围之内；所述的保护罩是双层水冷结构，通过升降主体的下降，保护罩紧紧的压在结晶器上表面上，之间有密封圈密封，上部通过滑动密封装置与导电水冷铜管形成密封。这样保护罩结晶器形成了一个密封的环境，自耗电极就是在这个密封系统中慢慢熔化再次凝固结晶的；

（2）同轴导电技术的运用使磁场完全被控制在外部导电铜管的体积范围之内，实现了节电节能效果；

（3）先进的电脑自动控制技术结合检测到的电流信号、重量信号、位移信号等使炼钢过程实现恒熔速、恒功率或恒电流控制；

（4）依托先进精细设备再配合合适的生产工艺，生产出的产品质量有了显著提高，H13使用寿命提高了1.7-2.0倍。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例对位装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例对位装置的俯视图；

图中：1-熔炼框架、2-底水箱、3-结晶器、4-保护罩、5-自耗电极、6-补偿装置、7-导电水冷铜管、8-滑动导电、9-对位装置、10-传动系统、11-驱动系统、12-护栏、13-炉体、14-升降主体、15-短网、16-旋转底座、17-变压器、91-固定套、92-连接板、93-称重平台上面板、94-称重传感器、95-直线滑轨上面板、96-X向直线滑轨、97-直线滑轨中间板、98-直线滑轨下面板。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种同轴气氛保护电渣重熔炉，包括熔炼框架1，所述熔炼框架1上设有底水箱2，所述底水箱2上固设有结晶器3，所述结晶器3与气体保护罩4密封相连，所述保护罩4固定在升降主体14上，所述升降主体14设有升降平台，所述升降平台设置在液压缸上，由液压缸驱动升降，实现了自耗电极的完全密封，且更换电极方便，所述升降平台连接有横臂，所述升降主体14设置在炉体13上，所述液压缸设置在所述炉体13上，用于固定升降主体14，所述炉体13与旋转底座16相连，由旋转底座16支撑炉体13与升降主体14，旋转底座能沿其中心线左右旋转，完成双熔位交替生产；

所述熔炼框架1的周边均布有4根第一导电铜柱，所述升降主体上设有第二导电铜柱，所述的第一导电铜柱与第二导电铜柱相对接并形成导电回路；

所述结晶器3上有保护罩4形成了一个密封的空间，内部盛满氩气，形成微高压环境，使自耗电极的熔化过程一直处在惰性气体环境中进行。所述导电水冷铜管7的端部通过电极抓持器连接自耗电极5，所述熔炼框架设有两片半圆形抱箍，每片所述抱箍均与液压缸相连，由液压缸驱动使两片抱箍抱紧底水箱导电铜管，这样熔炼框架周边的4根第一导电铜柱通过抱箍与底水箱电流回路导通，电流通过升降主体上的第二导电铜柱至铜排至水冷电缆至铜排至变压器。所述自耗电极上焊接有假电极，方便自耗电极的抓持，所述假电极是一段加工过的过度电极，自身不损耗；所述导电水冷铜管7由双层铜管组成，所述水冷铜管包括中心铜管和外周铜管，电流通过双层铜管输送至假电极至自耗电极至渣池至金属熔池至钢锭至底水箱。由底水箱至4根导电铜柱，4根导电铜柱与导电水冷铜管形成同轴导电结构。中间是导电水冷铜管作为输入极，周边均布4根导电铜柱作为回路，形成中间进四周回的结构。采用同轴导电的方式，减少了电能的损失；

大电流导电回路主要由变压器出线铜排-进线水冷电缆-进线导电铜排-进线软连接-滑动导电系统-水冷导电铜管-假电极-自耗电极-渣池-金属熔池-重熔出的钢锭-底水箱-抱箍-熔炼框架软连接-4根第一导电铜柱-4根第二导电铜柱-回线软连接-回线导电铜排-回线水冷电缆-回线铜排-变压器构成。所述短网15包括出线铜排-出线水冷电缆-出线导电铜排和熔炼框架软连接-4根第一导电铜柱-4根第二导电铜柱-回线软连接-回线导电铜排-回线水冷电缆-回线铜排。所述短网15连接有滑动导电8，由于在工作过程中自耗电极5和导电水冷铜管7的位置一直在变化，通过设置滑动导电8与导电水冷铜管7相对直线运动中，使电流回路导通，有效减少了短网15的长度；所述短网15还连接有补偿装置（补充电路）6，所述补偿装置6为软线电缆（属于短网15的一部分），由于自耗电极5在调心对中过程中位置变化，大电流的短网15回路需要通过软线来进行补偿；

所述自耗电极5通过传动系统10与驱动系统11传动相连，由驱动系统11通过所述传动系统10使自耗电极在熔化过程中实现升降控制；其中，所述驱动系统为伺服电机，所述伺服电机设有减速机；所述传动系统为滚珠丝杠，通过滚珠丝杠的转动带动自耗电极5升降；

另外，所述自耗电极5的周围设有对位装置9，所述对位装置9设在升降主体14的横臂上，所述对位装置9分上下两层，上层在X方向移动，下层在Y方向移动，包括固定套91，所述固定套91套在导电水冷铜管7上，能使导电水冷铜管7跟着一起移动，所述固定套91通过连接板92与称重平台上面板93相连，所述称重平台上面板93下设有直线滑轨上面板95，所述的称重平台上面板93与直线滑轨上面板95之间设有称重传感器94，所述直线滑轨上面板95设置在X向直线滑轨96上，所述X向直线滑轨96设置在直线滑轨中间板97上，所述直线滑轨中间板下设有Y向直线滑轨，所述Y向直线滑轨设置在直线滑轨下面板98上；两层之间通过直线滑轨连接，能在水平面四个方向调节，当自耗电极5的位置不在结晶器3的中间位置时，对位装置9能够左右前后调节自耗电极5对中，从而使自耗电极5的位置一直保持在结晶器3的中间位置。

所述驱动系统11的周围还设有护栏，便于设备检查保养维修；所述短网15与变压器电连接，由变压器输出低电压大电流，使电极把电能转化为热能实现金属熔化。

整套设备的工作流程如下：

1、把准备好引弧及渣料的结晶器与底水箱放置于熔炼位；

2、使两片抱箍由液压缸驱动抱紧底水箱的导电铜管；

3、用行车吊入已经焊好的假电极与自耗电极；

4、使电极（假电极与自耗电极）置于结晶器中心；

5、使横臂（对位装置）升起；

6、使立柱旋转到假电极顶部准确位置；

7、使电极抓持器伸出导电铜管

8、使横臂下降或电极抓持器下降，使抓持器两抓撞开，假电极顶部进入电极抓持器；

9、查看位置是否妥当后、锁紧电极抓持器；

10、提起自耗电极至顶部位置；

11、使横臂下降，使保护罩压紧在结晶器上锁定；

12、使铜管下降压紧于熔炼位铜管；

13、使自耗电极下降至需要位置；

14、高压送电；

15、进行引弧-造渣-重熔-补缩生产流程；

16、停高压；

17、同轴导电铜管分离；

18、使横臂升起；

19、使立柱旋转至指定位置；

20、使假电极离地面400；

21、松开抓持器；

22、使横臂下降，抓持器下降，撞开压爪；

23、使横臂升起。

Claims (4)

1.同轴气氛保护电渣重熔炉，其特征在于：包括熔炼框架，所述熔炼框架上设有底水箱，所述底水箱上固设有结晶器，所述结晶器与气体保护罩密封相连，所述保护罩固定在升降主体上，所述升降主体设有升降平台，所述升降平台设置在液压缸上，所述升降主体与炉体相连，所述液压缸设置在所述炉体上，所述炉体与旋转底座相连；

所述熔炼框架的周边均布有4根第一导电铜柱，所述升降主体上设有第二导电铜柱，所述的第一导电铜柱与第二导电铜柱相对接并形成导电回路；

所述结晶器设有自耗电极及导电水冷铜管，所述自耗电极上焊接有假电极；所述导电水冷铜管由若干水冷铜管组成，所述水冷铜管包括中心铜管和外周铜管，所述中心铜管内设有进线导线，所述外周铜管内设有回线导线，所述回线导线均布有4路；

所述的导电水冷铜管与自耗电极之间连接有短网，所述短网为大电流导电回路，所述短网连接有滑动导电；

所述自耗电极通过传动系统与驱动系统传动相连。

2.根据权利要求1所述的同轴气氛保护电渣重熔炉，其特征在于：所述驱动系统为伺服电机，所述伺服电机设有减速机；所述传动系统为滚珠丝杠。

3.根据权利要求1或2所述的同轴气氛保护电渣重熔炉，其特征在于：所述自耗电极的周围设有对位装置，所述对位装置分上下两层，之间通过直线滑轨连接。

4.根据权利要求1所述的同轴气氛保护电渣重熔炉，其特征在于：所述驱动系统的周围还设有护栏，所述短网与变压器电连接。