CN210104039U - 一种保护气体电渣熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保护气体电渣熔炼炉，包括结晶器、底水箱、自耗电极、假电极、夹持臂、升降驱动机构等；还设有2个半圆柱筒状的保护罩，分别为第一保护罩，第二保护罩，保护罩上均固定有连接臂通过连接件安装在连接座上；所述连接座包括一支承座，通过2个支承夹臂抱在所述竖直滑道的两侧，并通过夹臂紧固件进行锁紧；所述第一保护罩、第二保护罩的顶部中心设有半圆形的电极过孔；在所述第一保护罩、或第二保护罩上设有充气口，与保护气体罐进行连接。本实用新型通过两瓣式的保护罩，合拢后罩在结晶器上，实现一个密闭的保护气体环境，满足了高洁净度模具钢的电渣熔炼要求。

Description

一种保护气体电渣熔炼炉

技术领域

本实用新型涉及一种电渣熔炼炉，特别是一种保护气体装置的电渣熔炼炉。

背景技术

电渣熔炼炉，以电流通过作为电阻体的电渣使电能转化为热能来熔炼金属或合金的火法精炼设备，因多采用经电弧炉、感应炉及其他熔炼炉熔铸的锭坯为自耗电极，或其碎块废料作炉料，以CaF2-Al2O3基电渣为熔剂，在水冷铜质坩埚中和电渣保护下进行重熔，故又常称为电渣重熔。

电渣熔炼可以获得纯度较高的金属坯材，故被广泛应用在模具钢等特种钢的冶炼生产中。因冶炼金属要求的纯度较高，故电渣熔炼如果在大气环境下进行，易受到空气中的氧气、二氧化碳等气体影响，导致产品中的稀有金属被发生氧化反应，而影响钢材性能。

故，在要求较高的模具钢生产过程中，需要对电渣熔炼炉进行一定的遮蔽，并在遮蔽罩内充入保护气体，如氮气、氩气等，通过保护气体来防止含氧空气进入到高温熔炼环境中，对金属的熔炼产生影响。

在此领域，已经有很多厂家开展了一系列的研究，如中国专利公开号为CN206751887U的一种气体保护电渣炉，其先在炉体上套一个气体保护腔，同时在自耗电极上套一个带点的密封罩，通过密封罩压在炉体内的结晶器上，以此获得一个两层的气体保护腔，但由于其进行充气的气管设置在外层的气体保护腔的底部，而真正的金属冶炼却发生在密封罩和结晶器内，而且密封罩的顶部还设有自耗电极的开口，故还是会存在外界空气从该裸露在大气中的接口部位，进入到密封罩内，除非需要在气体保护腔内持续注入大量的保护性气体，但这样浪费巨大，不够经济、环保。

还有，如中国专利公开号为CN205917319U的一种电渣重熔精炼过程中的气体保护装置，其通过两层气体保护环，来试图确保在结晶器内的保护气体不会被泄漏，从而节约用气量，但这样设置后，(1)自耗电机需要精准的插入到预留的孔内，且需要盲穿下部气体保护环的孔，操作难度较大；(2)该气体保护环基本是固定在结晶器上的，这样对结晶器内的电渣、原料添加带来了巨大的不便，因为节约用气，反而大大影响了生产效率，得不偿失。

当然，随着技术的进步，市场上已经有了一些自带保护气体装置的电渣熔炼炉；但对于现存一些冶炼厂，本身就有传统的电渣熔炼炉，在产品升级时，需要加装气体保护罩，但希望尽量减少对现有设备的破坏，以免影响设备的使用寿命，故还是有必要进一步加大对电渣熔炼炉的气体保护装置的研究，在现有电渣熔炼炉的结构基础上，进行设备改进、升级，以满足更高纯净度钢材的冶炼要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提一种保护气体电渣熔炼炉，能够利用现有的电渣熔炼炉的结构，加装一套专用的气体保护罩，从而实现保护气体电渣熔炼炉。

为达到上述实用新型的目的，提供了一种保护气体电渣熔炼炉，包括结晶器，其放置在带铜电极的底水箱上；自耗电极焊接在假电极上，通过夹持臂悬持在所述结晶器的上方；所述夹持臂通过升降驱动机构实现升降运动，所述升降驱动机构包括与所述夹持臂相固定的驱动机头，以及固定在地面的竖直滑道及与之平行的竖直螺杆，相应的所述驱动机头上设有与所述竖直滑道相匹配的直线轴承，及与所述竖直螺杆相匹配的驱动螺母；所述竖直螺杆通过螺杆电动机进行驱动旋转；

还设有2个半圆柱筒状的保护罩，分别为第一保护罩，第二保护罩；所述第一保护罩，第二保护罩上均固定有连接臂，所述连接臂上设有安装通孔或轴承座，通过连接件安装在连接座上，所述第一保护罩，第二保护罩均可沿所述连接座进行旋转运动；所述连接座包括一支承座，其上固定有所述第一保护罩、第二保护罩的连接臂；所述支承座通过支承夹臂固定在所述竖直滑道上，通过2个支承夹臂抱在所述竖直滑道的两侧，并通过夹臂紧固件进行锁紧；所述第一保护罩、第二保护罩的顶部中心设有半圆形的电极过孔；在所述第一保护罩、或第二保护罩上设有充气口，与保护气体罐进行连接。

优选的，在所述夹持臂上装有驱动装置，所述驱动装置的一端固定在外部机架上，与固定设备相固定；所述驱动装置的输出端铰接固定在所述夹持臂上；所述驱动装置带动所述第一保护罩、第二保护罩沿所述支承座进行旋转运动。

优选的，在所述第一保护罩，第二保护罩的合拢位置两侧装有锁紧机构。

优选的，所述锁紧机构为插销，或挂钩。

优选的，所述第一保护罩，第二保护罩的合拢部位上设有密封机构。

优选的，所述密封机构为，在所述第一保护罩的合拢开口面上设有凸起斜面，在所述第二保护罩的合拢开口面上设有与之相匹配的凹陷斜面，在所述凸起斜面上固定有耐高温密封材料。

再进一步的，在所述第一保护罩、第二保护罩的弧形底部内侧面上，固定有耐高温密封材料。

再进一步的，在所述第一保护罩、第二保护罩的顶部，所述电极过孔处，在半圆形孔的内侧壁面上，固定有耐高温密封材料。

再进一步的，所述耐高温密封材料是石英棉、玻璃纤维毯、或气凝胶纤维毯；耐高温温度高于1500℃。

一种保护气体电渣熔炼炉，第一保护罩，第二保护罩可以沿连接座进行旋转运动；使用时，两侧的第一保护罩，第二保护罩先保持打开状态，可以对结晶器内添加物料，也可以更换电极。

准备妥当后，螺杆电动机启动，通过夹持臂带动自耗电极及假电极下降，当自耗电极降至结晶器内时，驱动所述第一保护罩、第二保护罩进行旋转运动，2个半圆柱筒状的保护罩合拢，形成一个完整的圆筒状保护罩，所述假电极正好落在第一保护罩、第二保护罩上开设的电极过孔内；第一保护罩，第二保护罩合拢形成一个相对密闭的保护气体腔室。

第一保护罩，第二保护罩合拢完毕后，对保护罩内充入保护性气体，如氩气、氮气，具体根据生产需要进行选择；充气口可以设置在第一保护罩或第二保护罩的顶端，也可以设置在夹持臂内；高压的保护性气体注入保护罩内后，将其中的空气从缝隙中压出，从而保护罩内确保保持有较高浓度的保护性气体；然后对电极通电，进行电渣熔炼。

本实用新型的一种保护气体电渣熔炼炉，与现有技术相比具有以下优点：

(1)基于的现有电渣熔炼炉进行改进，不损坏现有的电渣熔炼炉，更新升级更方便；

(2)结构简单，可以根据企业需求添加不同的功能；

(3)在保护罩的缝隙上设置密封机构，通过填充耐高温密封材料来提高气密性。

附图说明

图1为本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的整体结构示意图1；

图2为本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的整体结构示意图2；

图3为本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的整体结构示意图3；

图4为本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的整体结构示意图4；

图5为本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的整体结构示意图5。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

本实用新型提供了一种保护气体电渣熔炼炉，其整体结构如图1-5所示，常规的电渣熔炼炉包括结晶器11，其放置在带铜电极12的底水箱上；自耗电极13焊接在假电极14上，通过夹持臂15悬持在所述结晶器11的上方；所述夹持臂15通过升降驱动机构实现升降运动，所述升降驱动机构包括与所述夹持臂15相固定的驱动机头16，以及固定在地面的竖直滑道17及与之平行的竖直螺杆18，相应的所述驱动机头16上设有与所述竖直滑道17相匹配的直线轴承，及与所述竖直螺杆18相匹配的驱动螺母；所述竖直螺杆18通过螺杆电动机19进行驱动旋转，从而带动所述驱动机头16沿所述竖直滑道17进行升降运动，从而实现所述假电极14及自耗电极13升降运动；

本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉的改进之处在于，设有2个半圆柱筒状的保护罩，分别为第一保护罩21，第二保护罩22；所述第一保护罩21，第二保护罩22上均固定有连接臂25，所述连接臂25上设有安装通孔或轴承座，通过连接件24安装在连接座23上；所述连接座23包括一支承座2301，其上固定有所述第一保护罩21，第二保护罩22的连接臂25；所述支承座2301通过支承夹臂2302固定在升降驱动机构的竖直件上，特别是所述竖直滑道17，通过2个支承夹臂2302抱在所述竖直滑道17的两侧，并通过夹臂紧固件2303进行锁紧；所述驱动机头16虽然沿所述竖直滑道17进行升降运动，但由于自耗电极13及假电极14长度较长，故所述驱动机头16在工作中不会降到底部，而本实用新型正利用该部分竖直滑道17的空间，将第一保护罩21，第二保护罩22铰接固定在其上。

所述第一保护罩21，第二保护罩22沿所述连接座23进行旋转运动；使用时，两侧的第一保护罩21，第二保护罩22呈打开状态，可以对结晶器11内添加物料，也可以更换电极。

准备妥当后，所述螺杆电动机19启动，通过所述夹持臂15带动自耗电极13及假电极14下降，当自耗电极13降至结晶器11内时，驱动所述第一保护罩21，第二保护罩22进行运动，2个半圆柱筒状的保护罩合拢，形成一个完整的圆筒状保护罩，所述假电极14正好落在第一保护罩21，第二保护罩22上开设的电极过孔26内，电极过孔26分别在第一保护罩21，第二保护罩22设有半圆孔，当保护罩合拢时，2个半圆孔正好合成一个完整的电极过孔26，方便假电极14穿过，继续升降运动；所述第一保护罩21，第二保护罩22的下端低于所述结晶器11的上平面，合拢后抱合在所述结晶器11的外侧壁面上，贴合在结晶器11的外壁，实现保护罩内的密封。

所述第一保护罩21，第二保护罩22合拢完毕后，对保护罩内充入保护性气体，如氩气、氮气，具体根据生产需要进行选择；充气口可以设置在第一保护罩21或第二保护罩22的顶端，也可以设置在夹持臂15内；高压的保护性气体注入保护罩内后，将其中的空气从缝隙中压出，从而保护罩内确保保持有较高浓度的保护性气体；然后对电极通电，进行电渣熔炼。

如图所示，所述第一保护罩21，第二保护罩22的开合，可以采用手动操作的方式进行，也可以在所述夹持臂15上加装驱动装置进行驱动；为了确保合拢后的稳定性，在所述第一保护罩21，第二保护罩22的合拢位置两侧还可以加装锁紧机构，如插销、挂钩，来确保合拢后所述第一保护罩21，第二保护罩22能够维持在合拢位置。

再进一步的，所述第一保护罩21，第二保护罩22的合拢部位上设有密封机构；所述密封机构为，在所述第一保护罩21的合拢开口面上设有凸起斜面，在所述第二保护罩22的合拢开口面上设有与之相匹配的凹陷斜面，在所述凸起斜面上固定有耐高温密封材料，所述耐高温密封材料可以是石英棉、玻璃纤维毯、气凝胶纤维毯等市售的具有一定的压缩弹性及密封效果的耐高温(1500℃-1700℃)材料。使用时，先驱动第一保护罩21，使其合拢到贴合到假电极14；然后再驱动第二保护罩22，向所述第一保护罩21合拢，这样第二保护罩22上的凹陷斜面会压紧在凸起斜面的耐高温密封材料上，实现较好的密封效果。

再进一步的，在所述第一保护罩21、第二保护罩22的弧形底部内侧面上，也固定有耐高温密封材料，该部位因直接与所述结晶器11相接触，故耐高温要求要高于上述凸起斜面上固定的耐高温密封材料，耐高温需要达到1750℃以上，这样保护罩合拢后，第一保护罩21、第二保护罩22与结晶器11的外圆面之间还夹有耐高温密封材料，起到了良好的气密性，同时也避免第一保护罩21、第二保护罩22直接与高温的结晶器11接触，使其因长期接收高温而发生形变，形状合拢精度、气密性。

考虑到假电极14需要在保护罩的电极过孔26内做下降运动，从而将自耗电极13逐步浸没、消耗在结晶器11的电渣中；故电极过孔26的内径尺寸需要大于所述假电极14的外径尺寸，这样该处就成为保护性气体的主要泄漏位置。为了提高气密性，从而节省保护性气体的消耗量，在所述第一保护罩21、第二保护罩22的顶部，所述电极过孔26处，在半圆形孔的内侧壁面上，固定一定厚度的耐高温密封材料，这样当保护罩合拢时，此部位的耐高温密封材料就能贴合到假电极14的外壁上，耐高温密封材料具有一定的弹性，可以在假电极14的使用过程中实现较好的密封贴合；但由于此处的假电极14使用过程中，需要沿电极过孔26进行下降，故会对耐高温密封材料进行摩擦，加速该部位耐高温密封材料的消耗，故每次更换电极后，需要检查该部位的耐高温密封材料的完好情况，及时进行更换。

本实用新型一种保护气体电渣熔炼炉，在不破坏现有的电渣熔炼炉结构的基础上，加装一个可拆卸式的气体保护罩，从而实现产品升级后的保护气体电渣熔炼，简单方便。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利的技术方案和简化描述，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专利申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，包括结晶器，其放置在带铜电极的底水箱上；自耗电极焊接在假电极上，通过夹持臂悬持在所述结晶器的上方；所述夹持臂通过升降驱动机构实现升降运动，所述升降驱动机构包括与所述夹持臂相固定的驱动机头，以及固定在地面的竖直滑道及与之平行的竖直螺杆，相应的所述驱动机头上设有与所述竖直滑道相匹配的直线轴承，及与所述竖直螺杆相匹配的驱动螺母；所述竖直螺杆通过螺杆电动机进行驱动旋转；

还设有2个半圆柱筒状的保护罩，分别为第一保护罩，第二保护罩；所述第一保护罩，第二保护罩上均固定有连接臂，所述连接臂上设有安装通孔或轴承座，通过连接件安装在连接座上，所述第一保护罩，第二保护罩均可沿所述连接座进行旋转运动；所述连接座包括一支承座，其上固定有所述第一保护罩、第二保护罩的连接臂；所述支承座通过支承夹臂固定在所述竖直滑道上，通过2个支承夹臂抱在所述竖直滑道的两侧，并通过夹臂紧固件进行锁紧；所述第一保护罩、第二保护罩的顶部中心设有半圆形的电极过孔；在所述第一保护罩、或第二保护罩上设有充气口，与保护气体罐进行连接。

2.据权利要求1所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，在所述夹持臂上装有驱动装置，所述驱动装置的一端固定在外部机架上，与固定设备相固定；所述驱动装置的输出端铰接固定在所述夹持臂上；所述驱动装置带动所述第一保护罩、第二保护罩沿所述支承座进行旋转运动。

3.据权利要求1所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，在所述第一保护罩，第二保护罩的合拢位置两侧装有锁紧机构。

4.据权利要求3所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，所述锁紧机构为插销，或挂钩。

5.据权利要求1所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，所述第一保护罩，第二保护罩的合拢部位上设有密封机构。

6.据权利要求5所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，所述密封机构为，在所述第一保护罩的合拢开口面上设有凸起斜面，在所述第二保护罩的合拢开口面上设有与之相匹配的凹陷斜面，在所述凸起斜面上固定有耐高温密封材料。

7.据权利要求1所述的一种保护气体电渣熔炼炉，其特征在于，在所述第一保护罩、第二保护罩的弧形底部内侧面上，固定有耐高温密封材料。

8.据权利要求1所述的一种保护气体电渣熔炼炉，在所述第一保护罩、第二保护罩的顶部，所述电极过孔处，在半圆形孔的内侧壁面上，固定有耐高温密封材料。

9.据权利要求6-8中任一条所述的一种保护气体电渣熔炼炉，所述耐高温密封材料是石英棉、玻璃纤维毯、或气凝胶纤维毯；耐高温温度高于1500℃。

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