CN209276587U - 高硅硅锆合金冶炼系统 - Google Patents

Abstract

一种高硅硅锆合金冶炼系统，包括上料系统、多级输送混料系统、旋转布料系统、炉体、电极控制系统，上料系统的出料端与多级输送混料系统的入口连接，多级输送混料系统的出口与布料系统的入口连接，电极控制系统包括电极、把持筒、压放组件、调整组件、导电组件，所述压放组件、调整组件和导电组件从上向下依次设置于把持筒外壁，调整组件包括调整油缸、连接座，导电组件包括铜瓦、压力环，压力环的上方通过第一拉杆与把持筒固定连接，铜瓦的上沿通过第二拉杆与把持筒固定连接，压力环包括压力油缸，以通过压力油缸将铜瓦与电极之间紧密接触，本实用新型中，通过粗调整和微调整的配合，实现了电极在烧损状态和工况状态的分别调整。

Description

高硅硅锆合金冶炼系统

技术领域

本实用新型涉及合金冶炼技术领域，尤其涉及一种高硅硅锆合金冶炼系统。

背景技术

高硅硅锆合金是利用矿热炉碳热法生产的不同于普通硅锆合金的一种铁合金新产品。作为硅系孕育剂，含硅量高孕育效果好，断面均匀性好，厚薄表面硬度差小。锆是很强的碳化物形成元素，增加奥氏体基底，细化晶粒，从而提高铸铁强度。

现有技术中生产的硅锆合金中硅的含量为70-80%，高硅系列合金中硅含量的提高是该生产工艺的瓶颈技术，如何生产出高硅硅锆合金、并使其中的杂质含量控制到较低是本行业一直存在的问题。

发明内容

有必要提出一种高硅硅锆合金冶炼系统。

一种高硅硅锆合金冶炼系统，包括上料系统、多级输送混料系统、旋转布料系统、炉体、电极控制系统，上料系统的出料端与多级输送混料系统的入口连接，多级输送混料系统的出口与布料系统的入口连接，布料系统的出口设置与炉体上方，以将物料布置于炉体内部，电极控制系统包括电极、把持筒、压放组件、调整组件、导电组件，电极为竖直设置的圆柱体，电极的下端伸入至炉体内部，以与炉体内的物料靠近，把持筒沿着电极轴向套设于电极外壁上，所述压放组件、调整组件和导电组件从上向下依次设置于把持筒外壁，压放组件包括压放环件、压放油缸，压放油缸的油缸座与把持筒固定设置，活塞端与压放环件的底部连接，压放环件环抱于电极外壁上，以通过压放油缸控制电极向下移动，调整组件包括调整油缸、连接座，调整油缸的油缸座与外部机架固定连接，调整油缸的活塞端与连接座的底部连接，连接座与把持筒固定连接，以通过调整油缸带动把持筒上下移动，导电组件包括铜瓦、压力环，压力环的上方通过第一拉杆与把持筒固定连接，铜瓦的上沿通过第二拉杆与把持筒固定连接，压力环包括压力油缸，压力油缸的活塞端与铜瓦的外壁接触连接，铜瓦的内壁环抱于电极的外壁上，以通过压力油缸将铜瓦与电极之间紧密接触，铜瓦用于与外部供电系统连接，以将电能传导至电极。

本实用新型中采用压放组件和调整组件相互配合对电极的位置分别进行定时粗调整和随时微调整，压放组件是粗调整，调整组件是微调整。由于电极采用自赔电极，电极的下端是工作端，正常冶炼过程中，工作端存在烧损，烧损后需要将电极向下压放，从而保证电极与熔池保持合适的高度。

附图说明

图1为高硅硅锆合金冶炼系统的主视示意图。

图2为图1中表达电极控制系统的局部放大图。

图3为图2中表达导电组件的局部放大图。

图4为图3中表达压力环、铜瓦的局部放大图。

图5为图4中表达压力环的局部放大图。

图6为炉体及电极的俯视示意图。

图7为压力环、铜瓦的结构示意图。

图8为图7的剖视图。

图9为图7中隐藏铜瓦的结构示意图。

图10为图9中的局部放大图。

图中：上料系统10、多级输送混料系统20、一级料仓21、输送带22、转运料仓23、二级料仓24、下料管25、旋转布料系统30、炉体40、电极控制系统50、电极51、三角形区域511、把持筒52、压放组件53、压放环件531、压放油缸532、调整组件54、调整油缸541、连接座542、导电组件55、铜瓦551、竖直长槽5511、绝缘层5512、压力环553、内环554、外环555、梅花口5551、上盖556、封板557、冷却件558、小圆环板5581、侧盖板5582、进水小管5583、回水小管5584、导流弧形板5585、压力油缸559、螺旋凹槽5591。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。

参见图1至图5，本实用新型实施例提供了一种高硅硅锆合金冶炼系统，包括上料系统10、多级输送混料系统20、旋转布料系统30、炉体40、电极控制系统50，上料系统10的出料端与多级输送混料系统20的入口连接，多级输送混料系统20的出口与布料系统的入口连接，布料系统的出口设置与炉体40上方，以将物料布置于炉体40内部，电极控制系统50包括电极51、把持筒52、压放组件53、调整组件54、导电组件55，电极51为竖直设置的圆柱体，电极51的下端伸入至炉体40内部，以与炉体40内的物料靠近，把持筒52沿着电极51轴向套设于电极51外壁上，所述压放组件53、调整组件54和导电组件55从上向下依次设置于把持筒52外壁，压放组件53包括压放环件531、压放油缸532，压放油缸532的油缸座与把持筒52固定设置，活塞端与压放环件531的底部连接，压放环件531环抱于电极51外壁上，以通过压放油缸532控制电极51向下移动，调整组件54包括调整油缸541、连接座542，调整油缸541的油缸座与外部机架固定连接，调整油缸541的活塞端与连接座542的底部连接，连接座542与把持筒52固定连接，以通过调整油缸541带动把持筒52上下移动，导电组件55包括铜瓦551、压力环553，压力环553的上方通过第一拉杆与把持筒52固定连接，铜瓦551的上沿通过第二拉杆与把持筒52固定连接，压力环553包括压力油缸559，压力油缸559的活塞端与铜瓦551的外壁接触连接，铜瓦551的内壁环抱于电极51的外壁上，以通过压力油缸559将铜瓦551与电极51之间紧密接触，铜瓦551用于与外部供电系统连接，以将电能传导至电极51。

本实用新型中的导电组件55具有两个作用，一、用于对电极51提供电能，铜瓦551与外部供电系统连接，导电组件55中的压力环553对铜瓦551和电极51之间施加锁紧力，以使铜瓦551与电极51充分接触，以增大铜瓦551与电极51的接触面积，保证电流流动的最大面积，降低接触电阻，使电阻最小，避免电能损耗；二、导电组件55的压力环553、铜瓦551和调整组件54都固定于把持筒52上，调整组件54是通过作用于把持筒52上向上或向下的作用力来带动铜瓦551和压力环553上下移动，由于铜瓦551和压力环553与电极51紧密接触，也就实现了通过调整组件54的调整油缸541带动电极51上下移动。

本实用新型中采用压放组件53和调整组件54相互配合对电极51的位置分别进行定时粗调整和随时微调整，压放组件53是粗调整，调整组件54是微调整。由于电极51采用自赔电极51，电极51的下端是工作端，正常冶炼过程中，工作端存在烧损，烧损后需要将电极51向下压放，从而保证电极51与熔池保持合适的高度。

压放组件53的压放油缸532按照程序设定，每隔两小时自动启动，驱动压放环件531带动电极51向下移动固定的高度，此过程为：压放组件53的压放环件531抱紧电极51，导电组件55的压力环553先卸除对铜瓦551的锁紧压力，避免阻碍电极51下移，然后压放油缸532动作，带动电极51向下移动，移动到预设位置后，压力环553顶紧铜瓦551，铜瓦551抱紧电极51，压放油缸532回位，并卸除压放环件531对电极51的抱紧力。

在正常冶炼时，如果工况有变化，或者不稳定时，电流存在跳动或波动的现象，为了保持电流的稳定性，通过微调整电极51与熔池之间的距离或相对位置来调整电流，此微调整的过程为：调整油缸541上下动作，带动把持筒52上下动作，把持筒52带动下方固定的压力环553和铜瓦551上下动作，此时，压力环553和铜瓦551与电极51之间处于锁紧状态，从而由铜瓦551带动电极51同步上下动作，实现了电极51的微调整。

可见，在正常冶炼时，压放组件53处于不工作的状态，即，压放环件531与电极51之间未锁紧，而调整组件54和导电组件55处于工作状态，即铜瓦551和压力环553与电极51之间处于锁紧状态。

所述压放组件53的压放环件531为抱闸。

参见图7-10，进一步，所述导电组件55的压力环553包括内环554、外环555、上盖556、封板557、若干压力油缸559、冷却件558，内环554和外环555同心同轴设置，上盖556和封板557分别设置于内环554、外环555的顶部和底部，以形成密封的环形腔体，所述环形腔体内部用于充满循环冷却水，若干压力油缸559沿着圆周方向均匀布置于外环555内部，在外环555和内环554侧壁上开设通孔，压力油缸559的油缸座设置于外环555和内环554的通孔内，活塞端从内环554内侧伸出，用于与铜瓦551的外壁接触，冷却件558为水冷套，设置于外环555的通孔外侧，以对外环555通孔处的油缸座进行冷却，所述水冷套包括小圆环板5581、侧盖板5582、进水小管5583、回水小管5584，小圆环板5581的直径大于压力油缸559的外径，侧盖板5582设置于小圆环板5581的一侧以形成另一侧开口的半封闭腔体，半封闭腔体的开口端盖合于外环555的通孔上，以将压力油缸559的油缸座覆盖，进水小管5583的一端与小圆环板5581的侧壁连接，另一端穿过外环555侧壁，以与环形腔体内连通，回水小管5584与进水小管5583相对设置与小圆环板5581的两侧，并与环形腔体内连通。

现有的压力环553只包括环形板和压力油缸559，环形板的设置是为了安装压力油缸559，但存在压力油缸559受热严重导致寿命短的问题。由于压力环553与冶炼熔池距离较近，热辐射很大，设置于环形腔体内的压力油缸559有循环水冷却，而安装于外环555通孔内的油缸座的端部，有的直接外露与外环555外侧，有的在外环555外侧设置盖板，用于遮挡熔池对油缸的热辐射，然后外露式的热辐射对油缸的烧损影响很严重，而设置盖板的方式也存在很大缺点，由于高温环境中，只能选择金属盖板，即使对油缸进行了隔离保护，但是，金属盖板的导热系数很高，熔池的热量经过盖板全部传递至油缸座上，油缸受热依然很严重。

本方案中，采用在环形腔体内通入循环冷却水的方式对压力油缸559的主体进行冷却，又采用水冷套对外环555通孔内的油缸座进行循环冷却水冷却，全方面冷却，冷却效果好，油缸使用寿命也得到了很大的提高。

进一步，进水小管5583设置的高度低于回水小管5584设置的高度，且进水小管5583与外环555侧壁连接的进水端的高度低于与小圆环板5581连接的出水端的高度，回水小管5584与小圆环板5581连接的进水端的高度低于与外环555侧壁连接的出水端的高度。

参见图10，进一步，还在外环555内壁上设置若干导流弧形板5585，若干导流弧形板5585与压力油缸559一一对应设置，导流弧形板5585设置于进水小管5583的进水端的后方，以对流进压力油缸559的冷却水导流至向进水小管5583的进水端流动。

导流弧形板5585的设置有利于冷却水向进水小管5583内流动，而进水小管5583的进水端靠下设置，导致导流弧形板5585也向下设置，如此，避免了导流弧形板5585对流经油缸座的冷却水的阻挡。

进一步，还在位于环形腔体内的压力油缸559的油缸座的外壁上设置螺旋凹槽5591，从而增大油缸座的与冷却水接触的换热面积。

进一步，所述外环555上的通孔的口部为梅花口5551，所述油缸座的端部也为梅花口5551，以使油缸座插入通孔内部，并与通孔的梅花口5551形成限位。

还在外环555下方设置承接槽，用于承接泄漏或留下的冷却水。当冷却水泄漏时，首先落在承接槽上，而承接槽也处于高温环境中，落在承接槽内的水被迅速加热蒸发成气体挥发，如此，避免了冷却水直接落在熔池中而导致的冷热接触的安全事故。

进一步，还在环形腔体内设置供油管和回油管，以为每个压力油缸559提供液压油，还在环形腔体上方的上盖556上设置进水管和回水管，以与环形腔体连通。

进一步，还在铜瓦551的外壁上开设竖直长槽5511，以为压力油缸559的活塞端和铜瓦551之间上下位移提供缓冲空间。

还在竖直长槽5511内设置绝缘层5512，以将二者电性隔离。

铜瓦551和压力环553分别悬挂固定于把持筒52上，实现了二者只有水平方向的作用力，而无竖直方向的作用力，避免了高温环境中某部件受热变形而造成二者之间存在应力的问题。

进一步，所述多级输送混料系统20包括一级料仓21、输送带22、转运料仓23、二级料仓24，一级料仓21与上料系统10的出料端连接，一级料仓21为锥形仓体，输送带22设置于一级料仓21和转运料仓23之间，转运料仓23为锥形仓体，转运料仓23设置于二级料仓24的上方，二级料仓24设置于所述旋转布料系统30的上方，旋转布料机的出料溜槽设置于炉体40的上方，以将物料输送至炉体40内部。

该冶炼系统中用到的原料有硅石、锆英石、兰炭、烟煤、石灰石等，这些物料粒度大小不一、硬度不一，在进入炉体40之前，要求这些物料充分混合，避免进炉后造成的偏料，影响炉况，但本系统未设置单独的混料装置，而是将上料系统10按照工艺配比配好的物料依次输送至一级料仓21、输送带22、转运料仓23、二级料仓24、旋转布料机，通过边输送、边混料的方式，实现了混合充分的目的，一举两得。

参见图6，进一步，所述电极控制系统50为三组，三组电极51系统包括三根电极51，旋转布料系统3为三组，以与三根电极51一一对应，三根电极51呈等边三角形布置于炉体40内部，以使三根电极51中间形成三角形区域511，所述多级输送混料系统20还包括中间下料管25，中间下料管25的上端与二级料仓24的出料端连通，下端设置于三角形区域511上方，以将物料布置在此区域。

三角形区域511由三根电极51包围形成，其温度高于炉体40熔池的其他位置的温度，所以此处的物料熔化的也最快，熔化后的物料成为合金液，向熔池下方流动，造成此三角形区域511的合金液液面下陷，如果不及时单独补料，此处热量富集，却不能别充分利用，造成热量损失，而且此处富集的热量和电极51外侧温差大，造成对电极51的局部烧损，所以及时在此三角形区域511补料，充分利用此处热量，能够解决上述问题。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：包括上料系统、多级输送混料系统、旋转布料系统、炉体、电极控制系统，上料系统的出料端与多级输送混料系统的入口连接，多级输送混料系统的出口与布料系统的入口连接，布料系统的出口设置与炉体上方，以将物料布置于炉体内部，电极控制系统包括电极、把持筒、压放组件、调整组件、导电组件，电极为竖直设置的圆柱体，电极的下端伸入至炉体内部，以与炉体内的物料靠近，把持筒沿着电极轴向套设于电极外壁上，所述压放组件、调整组件和导电组件从上向下依次设置于把持筒外壁，压放组件包括压放环件、压放油缸，压放油缸的油缸座与把持筒固定设置，活塞端与压放环件的底部连接，压放环件环抱于电极外壁上，以通过压放油缸控制电极向下移动，调整组件包括调整油缸、连接座，调整油缸的油缸座与外部机架固定连接，调整油缸的活塞端与连接座的底部连接，连接座与把持筒固定连接，以通过调整油缸带动把持筒上下移动，导电组件包括铜瓦、压力环，压力环的上方通过第一拉杆与把持筒固定连接，铜瓦的上沿通过第二拉杆与把持筒固定连接，压力环包括压力油缸，压力油缸的活塞端与铜瓦的外壁接触连接，铜瓦的内壁环抱于电极的外壁上，以通过压力油缸将铜瓦与电极之间紧密接触，铜瓦用于与外部供电系统连接，以将电能传导至电极。

2.如权利要求1所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：所述导电组件的压力环包括内环、外环、上盖、封板、若干压力油缸、冷却件，内环和外环同心同轴设置，上盖和封板分别设置于内环、外环的顶部和底部，以形成密封的环形腔体，所述环形腔体内部用于充满循环冷却水，若干压力油缸沿着圆周方向均匀布置于外环内部，在外环和内环侧壁上开设通孔，压力油缸的油缸座设置于外环和内环的通孔内，活塞端从内环内侧伸出，用于与铜瓦的外壁接触，冷却件为水冷套，设置于外环的通孔外侧，以对外环通孔处的油缸座进行冷却，所述水冷套包括小圆环板、侧盖板、进水小管、回水小管，小圆环板的直径大于压力油缸的外径，侧盖板设置于小圆环板的一侧以形成另一侧开口的半封闭腔体，半封闭腔体的开口端盖合于外环的通孔上，以将压力油缸的油缸座覆盖，进水小管的一端与小圆环板的侧壁连接，另一端穿过外环侧壁，以与环形腔体内连通，回水小管与进水小管相对设置与小圆环板的两侧，并与环形腔体内连通。

3.如权利要求2所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：进水小管设置的高度低于回水小管设置的高度，且进水小管与外环侧壁连接的进水端的高度低于与小圆环板连接的出水端的高度，回水小管与小圆环板连接的进水端的高度低于与外环侧壁连接的出水端的高度。

4.如权利要求3所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：还在外环内壁上设置若干导流弧形板，若干导流弧形板与压力油缸一一对应设置，导流弧形板设置于进水小管的进水端的后方，以对流进压力油缸的冷却水导流至向进水小管的进水端流动。

5.如权利要求2所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：还在位于环形腔体内的压力油缸的油缸座的外壁上设置螺旋凹槽，从而增大油缸座的与冷却水接触的换热面积。

6.如权利要求2所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：所述外环上的通孔的口部为梅花口，所述油缸座的端部也为梅花口，以使油缸座插入通孔内部，并与通孔的梅花口形成限位。

7.如权利要求2所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：还在铜瓦的外壁上开设竖直长槽，以为压力油缸的活塞端和铜瓦之间上下位移提供缓冲空间。

8.如权利要求2所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：所述多级输送混料系统包括一级料仓、输送带、转运料仓、二级料仓，一级料仓与上料系统的出料端连接，一级料仓为锥形仓体，输送带设置于一级料仓和转运料仓之间，转运料仓为锥形仓体，转运料仓设置于二级料仓的上方，二级料仓设置于所述旋转布料系统的上方，旋转布料机的出料溜槽设置于炉体的上方，以将物料输送至炉体内部。

9.如权利要求8所述的高硅硅锆合金冶炼系统，其特征在于：所述电极控制系统为三组，三组电极系统包括三根电极，所述旋转布料系统为三组，以与三根电极一一对应，三根电极呈等边三角形布置于炉体内部，以使三根电极中间形成三角形区域，所述多级输送混料系统还包括中间下料管，中间下料管的上端与二级料仓的出料端连通，下端设置于三角形区域上方，以将物料布置在此区域。