CN212316205U - 惰性气体保护电渣炉 - Google Patents
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Abstract
一种惰性气体保护电渣炉，包括立柱、固定于立柱侧壁的滚动直线滑轨、设置于滚动直线滑轨的上下滑动平台、固定于上下滑动平台背离滚动直线滑轨一侧的铜柱固定底座、固定于铜柱固定底座的导电铜柱、与导电铜柱导电连接的自耗电极、烟气保护罩、结晶器、导电底水箱、上同轴导电柱、下同轴导电柱；所述自耗电极与上同轴导电柱、下同轴导电柱形成的磁场方向相反，相互抵消了大部分，减少了冶炼过程中磁场对金属熔池的扰动，使结晶组织成分分布更均匀，结晶组织更具轴向性，产品质量更高，由于磁场相互抵消，很大程度上降低了电耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电渣炉技术领域，具体为一种惰性气体保护电渣炉。
背景技术
电渣炉是一种利用重熔电流产生热能熔化插入渣池的自耗电极，金属熔滴通过渣液清洗后，在水冷结晶器中结晶成电渣锭的一种特殊冶炼设备；由于渣液的去夹杂作用和良好的结晶条件，电渣重熔金属具有良好的纯净度，铸态组织细致均匀，无白点及年轮状偏析，硫含量极低，夹杂物细小弥散等优良性能。
现有技术的电渣炉不能执行熔速控制冶炼以及惰性气体保护效果差，熔化速度与结晶速度不匹配，冶炼过程中磁场对金属熔池的扰动，使结晶组织成分分布不均匀，产品质量较差，而且磁场的存在增加了电能消耗。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本实用新型提供一种惰性气体保护电渣炉，解决了现有技术中电渣炉不能执行熔速控制冶炼以及惰性气体保护效果差等不足，实现了熔化速度与结晶速度匹配，保护了易烧损元素，使结晶组织更均匀、更具轴向性，很大程度上提高了产品质量。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种惰性气体保护电渣炉，包括立柱、固定于立柱侧壁的滚动直线滑轨、设置于滚动直线滑轨的上下滑动平台、固定于上下滑动平台背离滚动直线滑轨一侧的铜柱固定底座、固定于铜柱固定底座的导电铜柱、与导电铜柱导电连接的自耗电极、烟气保护罩、结晶器、导电底水箱、上同轴导电柱、下同轴导电柱；烟气保护罩密封罩设于自耗电极上端外围，烟气保护罩外围固定多个上同轴导电柱，烟气保护罩底端密封连接固定结晶器，结晶器密封罩设于自耗电极外围，结晶器外围固定多个下同轴导电柱，每个上同轴导电柱底端对应导电连接其中一个下同轴导电柱，结晶器底端密封固定导电底水箱，烟气保护罩、结晶器、导电底水箱形成一个密闭空间，自耗电极内置于此密闭空间内完成熔化、结晶过程，烟气保护罩、结晶器、导电底水箱形成的上述密闭空间内部充入惰性气体；所述结晶器、导电底水箱、自耗电极、导电铜柱、上同轴导电柱、下同轴导电柱形成电流回路，所述自耗电极与上同轴导电柱、下同轴导电柱形成的磁场方向相反。
进一步地，所述立柱底端可旋转地设置于一立柱底座上方，立柱底座通过螺钉固定于一设备地基上，一回转支撑套设于立柱外围且通过螺钉固定于立柱底座，一立柱旋转驱动电机设于立柱底座上，用于驱动立柱旋转，立柱顶端通过一加固杆加固固定。
进一步地，所述滚动直线滑轨上设置上下滑动小车，上下滑动小车侧壁通过螺钉固定烟气保护罩，上下滑动小车底部连接固定烟气保护罩驱动油缸，烟气保护罩驱动油缸用于驱动上下滑动小车沿着滚动直线滑轨上下滑动，进而带动烟气保护罩上下移动。
进一步地，所述滚动直线滑轨上端设置称重支座，称重支座顶部通过螺钉固定驱动电机减速机，驱动电机减速机输出轴上连接固定滚珠丝杠，滚珠丝杠贯穿上下滑动平台且通过螺纹与上下滑动平台配合，铜柱固定底座通过螺钉固定于上下滑动平台背离滚动直线滑轨的一侧，铜柱固定底座顶部通过螺钉固定电极对位直线滑轨，驱动电机减速机用于驱动滚珠丝杠转动，带动上下滑动平台同时沿着滚珠丝杠及滚动直线滑轨上下移动，进而带动导电铜柱上下移动。
进一步地，所述导电铜柱采用内外双层结构，包括外导电铜柱及内导电铜柱，外导电铜柱通过螺钉及固定件固定于所述铜柱固定底座，内导电铜柱顶端通过螺钉固定于称重模块，所述内导电铜柱与所述外导电铜柱之间由软铜线导电连接，外导电铜柱与内导电铜柱之间用不透气软材料密封件密封，内导电铜柱底端设置环状匝箍，固定导电环设置于环状匝箍内侧且通过螺钉固定于内导电铜柱底端，用于与辅助电极导电接触。
进一步地，所述导电铜柱内侧设置自动抓持导电卡头及夹持油缸，辅助电极顶端夹持固定于自动抓持导电卡头且与内导电铜柱底端的固定导电环导电接触，辅助电极底端连接固定自耗电极；夹持油缸与自动抓持导电卡头连接固定，用于驱动自动抓持导电卡头上下移动。
进一步地，所述导电铜柱内侧设置与自动抓持导电卡头连接固定的拉杆及固定基座，辅助电极包括设置于顶端的头部，所述自动抓持导电卡头包括两个对开卡爪，每个对开卡爪顶端通过一固定轴与固定基座铰接，每个对开卡爪底端开设一用于卡置辅助电极头部的卡槽，卡槽的大小和形状设置成与辅助电极头部相匹配。
进一步地，所述导电铜柱底端与烟气保护罩顶端之间通过螺钉连接固定烟气保护罩密封装置，导电底水箱底部设置同轴熔炼站。
进一步地，所述导电铜柱外围套置滑动导电刷架装置，滑动导电刷架装置整体呈环形，包括位于内侧的多个碳刷及位于外侧的多个导电铜管，该多个碳刷与导电铜柱滑动导电接触，每个导电铜管通过铜线软电缆对应连接于其中一个上同轴导电柱顶端。
烟气保护罩、结晶器、导电底水箱形成的上述密闭空间内部充入如氩气等惰性气体，这样可以保证熔炼环境杜绝氢、氧、氮，减少了易氧化元素的烧损，减少了形成白点的机会。所述自耗电极与上同轴导电柱、下同轴导电柱形成的磁场方向恰好相反，相互抵消了大部分，减少了冶炼过程中磁场对金属熔池的扰动，使结晶组织成分分布更均匀，结晶组织更具轴向性，产品质量更高。由于磁场相互抵消，很大程度上降低了电耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型优选实施例提供的惰性气体保护电渣炉的结构示意图；
图2是图1中的导电铜柱的结构示意图；
图3是图1中的导电铜柱、自动抓持导电卡头、辅助电极相配合的结构示意图；
图4是图1中的自耗电极、结晶器、下同轴导电柱的俯视示意图；
图中：设备地基1；立柱底座2；立柱3；回转支撑4；立柱旋转驱动电机5；滚动直线滑轨6；上下滑动小车7；称重支座8；驱动电机减速机9；滚珠丝杠10；上下滑动平台11；电极对位直线滑轨12；称重模块13；夹持油缸14；导电铜柱15；外导电铜柱152；内导电铜柱154；软铜线156；软材料密封件158；滑动导电刷架装置16；导电铜管162；自动抓持导电卡头17；固定轴171；拉杆172；卡槽173；固定基座174；固定销钉175；对开卡爪176；辅助电极18；头部182；自耗电极19；烟气保护罩20；烟气保护罩密封装置21；上同轴导电柱22；铜线软电缆23；结晶器24；下同轴导电柱25；同轴熔炼站26；烟气保护罩驱动油缸27；导电底水箱28；加固杆29。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1至图4所示，本实用新型一优选实施例提供的一种惰性气体保护电渣炉，包括立柱3、滚动直线滑轨6、上下滑动平台11、导电铜柱15、自耗电极19、烟气保护罩20、结晶器24、导电底水箱28、上同轴导电柱22、下同轴导电柱25。
所述立柱3底端可旋转地设置于立柱底座2上方，立柱底座2通过螺钉固定于设备地基1上，回转支撑4套设于立柱3外围且通过螺钉固定于立柱底座2，立柱旋转驱动电机5设于立柱底座2上，并通过传动机构驱动立柱3旋转，立柱3顶端通过加固杆29加固固定。
所述滚动直线滑轨6通过螺钉固定于立柱3侧壁，滚动直线滑轨6上设置上下滑动小车7及上下滑动平台11，上下滑动小车7侧壁通过螺钉固定烟气保护罩20，上下滑动小车7底部连接固定烟气保护罩驱动油缸27，烟气保护罩驱动油缸27用于驱动上下滑动小车7沿着滚动直线滑轨6上下滑动，进而带动烟气保护罩20上下移动。滚动直线滑轨6上端设置称重支座8，称重支座8顶部通过螺钉固定驱动电机减速机9，驱动电机减速机9输出轴上连接固定滚珠丝杠10，滚珠丝杠10贯穿上下滑动平台11且通过螺纹与上下滑动平台11配合，铜柱固定底座112通过螺钉固定于上下滑动平台11背离滚动直线滑轨6的一侧，铜柱固定底座112顶部通过螺钉固定电极对位直线滑轨12，驱动电机减速机9用于驱动滚珠丝杠10转动，带动上下滑动平台11同时沿着滚珠丝杠10及滚动直线滑轨6上下移动，进而带动导电铜柱15上下移动。本实用新型的惰性气体保护电渣炉为实现熔炼恒熔速控制，所述驱动电机减速机9采用了伺服电机数字控制技术来控制上下滑动平台11及导电铜柱15上下移动，使电极进给速度更准确。所述上下滑动平台11的导向机构采用了所述滚动直线滑轨6，使上下滑动平台11的位置导向更准确。
如图2所示，所述导电铜柱15采用内外双层结构，包括外导电铜柱152及内导电铜柱154。外导电铜柱152通过螺钉及固定件150固定于所述铜柱固定底座112，内导电铜柱154顶端通过螺钉固定于称重模块13，所述内导电铜柱154与所述外导电铜柱152之间由软铜线156导电连接，外导电铜柱152与内导电铜柱154之间用不透气软材料密封件158密封。内导电铜柱154底端设置环状匝箍151，固定导电环153设置于环状匝箍151内侧且通过螺钉固定于内导电铜柱154底端，用于与辅助电极18导电接触。
如图3所示，导电铜柱15内侧设置自动抓持导电卡头17、拉杆172、一固定基座174、及夹持油缸14。辅助电极18包括设置于顶端的头部182，所述自动抓持导电卡头17包括两个对开卡爪176。每个对开卡爪176顶端通过一固定轴171与固定基座174铰接。每个对开卡爪176底端开设一用于卡置辅助电极18头部182的卡槽173，卡槽173的大小和形状设置成与辅助电极18头部182相匹配，这样所述辅助电极18头部182置入所述对开卡爪176的卡槽173内，在上下移动自动抓持导电卡头17时，辅助电极18头部182在卡槽173内不会发生径向移动。所述拉杆172内侧中空，固定基座174顶端伸入到拉杆172内侧并通过一固定销钉175与所述拉杆172连接固定。辅助电极18顶端的头部182夹持固定于自动抓持导电卡头17的两个对开卡爪176且与内导电铜柱154底端的固定导电环153导电接触，辅助电极18底端连接固定自耗电极19；夹持油缸14与自动抓持导电卡头17连接固定，用于驱动自动抓持导电卡头17上下移动。有关导电铜柱15、自动抓持导电卡头17、辅助电极18三者之间相配合的结构记载在专利申请号为202020957486.9、名称为气体保护电渣炉电极自动夹持装置的专利中，不再赘述。
烟气保护罩20密封罩设于辅助电极18及自耗电极19上端外围，导电铜柱15底端与烟气保护罩20顶端之间通过螺钉连接固定烟气保护罩密封装置21，所述外导电铜柱152与所述滑动导电刷架装置16和所述烟气保护罩密封装置21之间的摩擦力对所述称重模块13没有干扰，使称重更准确。烟气保护罩20外围固定多个上同轴导电柱22，烟气保护罩20底端通过螺钉密封连接固定结晶器24，结晶器24密封罩设于自耗电极19外围，结晶器24外围固定多个下同轴导电柱25，每个上同轴导电柱22底端对应导电连接其中一下同轴导电柱25，结晶器24底端通过螺钉密封固定导电底水箱28，导电底水箱28底部设置同轴熔炼站26。烟气保护罩20、结晶器24、导电底水箱28形成一个密闭空间，自耗电极19内置于此密闭空间内完成熔化、结晶过程。烟气保护罩20、结晶器24、导电底水箱28形成的上述密闭空间内部充入如氩气等惰性气体，这样可以保证熔炼环境杜绝氢、氧、氮，减少了易氧化元素的烧损，减少了形成白点的机会。
导电铜柱15外围套置滑动导电刷架装置16，滑动导电刷架装置16整体上呈环形，包括位于内侧的多个碳刷及位于外侧的多个导电铜管162，该多个碳刷与导电铜柱15滑动导电接触，每个导电铜管162通过铜线软电缆23对应连接于其中一上同轴导电柱22顶端。有关滑动导电刷架装置16更具体结构已记载在专利申请号为202020957470.8、名称为电渣炉用滑动导电刷架装置的专利中，不再赘述。
如图4所示，本实施例中，上同轴导电柱22、下同轴导电柱25均为铜柱，滑动导电刷架装置16包括4个位于外侧的导电铜管162，烟气保护罩20、结晶器24、导电底水箱28外围均匀分布四组上同轴导电柱22及四组下同轴导电柱25。
所述结晶器24、导电底水箱28、自耗电极19、辅助电极18、导电铜柱15、滑动导电刷架装置16、铜线软电缆23、上同轴导电柱22、下同轴导电柱25形成电流回路，所述自耗电极19与上同轴导电柱22、下同轴导电柱25形成的磁场方向恰好相反，相互抵消了大部分，减少了冶炼过程中磁场对金属熔池的扰动，使结晶组织成分分布更均匀，结晶组织更具轴向性，产品质量更高。由于磁场相互抵消，很大程度上降低了电耗。
以上本实用新型的具体实施方式中凡未涉及到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (9)
1.一种惰性气体保护电渣炉，其特征在于：包括立柱、固定于立柱侧壁的滚动直线滑轨、设置于滚动直线滑轨的上下滑动平台、固定于上下滑动平台背离滚动直线滑轨一侧的铜柱固定底座、固定于铜柱固定底座的导电铜柱、与导电铜柱导电连接的自耗电极、烟气保护罩、结晶器、导电底水箱、上同轴导电柱、下同轴导电柱；烟气保护罩密封罩设于自耗电极上端外围，烟气保护罩外围固定多个上同轴导电柱，烟气保护罩底端密封连接固定结晶器，结晶器密封罩设于自耗电极外围，结晶器外围固定多个下同轴导电柱，每个上同轴导电柱底端对应导电连接其中一个下同轴导电柱，结晶器底端密封固定导电底水箱，烟气保护罩、结晶器、导电底水箱形成一个密闭空间，自耗电极内置于此密闭空间内完成熔化、结晶过程，烟气保护罩、结晶器、导电底水箱形成的上述密闭空间内部充入惰性气体；所述结晶器、导电底水箱、自耗电极、导电铜柱、上同轴导电柱、下同轴导电柱形成电流回路，所述自耗电极与上同轴导电柱、下同轴导电柱形成的磁场方向相反。
2.根据权利要求1所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述立柱底端可旋转地设置于一立柱底座上方，立柱底座通过螺钉固定于一设备地基上，一回转支撑套设于立柱外围且通过螺钉固定于立柱底座，一立柱旋转驱动电机设于立柱底座上，用于驱动立柱旋转，立柱顶端通过一加固杆加固固定。
3.根据权利要求1所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述滚动直线滑轨上设置上下滑动小车，上下滑动小车侧壁通过螺钉固定烟气保护罩，上下滑动小车底部连接固定烟气保护罩驱动油缸，烟气保护罩驱动油缸用于驱动上下滑动小车沿着滚动直线滑轨上下滑动，进而带动烟气保护罩上下移动。
4.根据权利要求3所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述滚动直线滑轨上端设置称重支座，称重支座顶部通过螺钉固定驱动电机减速机，驱动电机减速机输出轴上连接固定滚珠丝杠，滚珠丝杠贯穿上下滑动平台且通过螺纹与上下滑动平台配合，铜柱固定底座通过螺钉固定于上下滑动平台背离滚动直线滑轨的一侧，铜柱固定底座顶部通过螺钉固定电极对位直线滑轨，驱动电机减速机用于驱动滚珠丝杠转动，带动上下滑动平台同时沿着滚珠丝杠及滚动直线滑轨上下移动，进而带动导电铜柱上下移动。
5.根据权利要求4所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述导电铜柱采用内外双层结构，包括外导电铜柱及内导电铜柱，外导电铜柱通过螺钉及固定件固定于所述铜柱固定底座，内导电铜柱顶端通过螺钉固定于称重模块，所述内导电铜柱与所述外导电铜柱之间由软铜线导电连接，外导电铜柱与内导电铜柱之间用不透气软材料密封件密封，内导电铜柱底端设置环状匝箍，固定导电环设置于环状匝箍内侧且通过螺钉固定于内导电铜柱底端，用于与辅助电极导电接触。
6.根据权利要求5所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述导电铜柱内侧设置自动抓持导电卡头及夹持油缸，辅助电极顶端夹持固定于自动抓持导电卡头且与内导电铜柱底端的固定导电环导电接触，辅助电极底端连接固定自耗电极；夹持油缸与自动抓持导电卡头连接固定，用于驱动自动抓持导电卡头上下移动。
7.根据权利要求6所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述导电铜柱内侧设置与自动抓持导电卡头连接固定的拉杆及固定基座，辅助电极包括设置于顶端的头部，所述自动抓持导电卡头包括两个对开卡爪，每个对开卡爪顶端通过一固定轴与固定基座铰接，每个对开卡爪底端开设一用于卡置辅助电极头部的卡槽，卡槽的大小和形状设置成与辅助电极头部相匹配。
8.根据权利要求1所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述导电铜柱底端与烟气保护罩顶端之间通过螺钉连接固定烟气保护罩密封装置，导电底水箱底部设置同轴熔炼站。
9.根据权利要求1所述的惰性气体保护电渣炉，其特征在于：所述导电铜柱外围套置滑动导电刷架装置，滑动导电刷架装置整体呈环形，包括位于内侧的多个碳刷及位于外侧的多个导电铜管，该多个碳刷与导电铜柱滑动导电接触，每个导电铜管通过铜线软电缆对应连接于其中一个上同轴导电柱顶端。
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