CN217499323U - 一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，属于金属制备领域。该气泡去除夹杂物装置系统包括外腔、气体传输系统和气泡生成装置。本实用新型用于金属熔炼过程中气泡去除夹杂物技术，能够实现气泡生成装置快速换接。同时避免了现有底吹气泡除杂过程中，透气砖堵塞造成的坩埚报废，减少漏钢风险。同时也可实现在金属液中任意位置生成气泡，提高除杂效果。该装置系统使金属熔炼过程的气泡去除夹杂物工艺更加安全、应用快捷方便，经济效益显著。

Description

一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置

技术领域

本实用新型涉及金属制备技术领域，具体涉及一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置。

背景技术

熔体吹氩作为一门专业的技术在冶金铸造行业已广泛应用，对于去除熔体中非金属夹杂物和有害气体具有良好的效果，并有利于均匀熔体化学成分和温度，而且氩气作为惰性气体，在钢水中无残留。因此，熔体吹氩技术是一种绿色的最理想的净化手段。其中，可通过埋入式炉底吹氩法，将透气塞预埋在炉衬材料底下，氩气透过炉衬料均匀进入到熔体中，可产生均匀的微气泡，通过连续的微气泡上浮可将熔体中的细小非金属夹杂颗粒快速带至熔体表面，提高了熔体中细小夹杂物的去除效率。

但由于目前广泛应用的底吹氩工艺通常只适用于常压冶炼工况，而高温合金冶炼过程通常需在高真空条件下进行，极高的真空度会导致吹氩过程中熔体表面沸腾严重，产生大量飞溅，若工艺参数控制不当，不仅不利于熔体纯净化，还降低了冶炼过程的安全系数。另一方面，透气塞预埋在坩埚底部，增加了漏钢风险，且易造成金属液堵塞，致使坩埚报废。

实用新型内容

为了改善现有气泡去除夹杂物技术存在的上述不足之处，本实用新型提供一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，通过在金属液中插入气泡发生体，快速换接透气砖，避免了金属液堵塞造成的坩埚报废，消除了预埋透气塞产生的漏钢风险，有利于促进熔体吹氩工艺的发展，具有良好的社会经济效益。该装置具有操作简单、安全高效、实用性强的优点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，包括外腔、气体传输系统和气泡生成装置，其中：

外腔：包括外接法兰、不锈钢管体、快卸法兰和真空密封法兰；所述外接法兰设置于不锈钢管体下端，外接法兰起到固定作用，用于将该气泡除杂装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置；所述不锈钢管体的顶端设有真空密封法兰，从真空密封法兰上将气体软管接入不锈钢管体内；

气体传输系统：包括刚玉保护管、高温钼管、无缝钢气管(不锈钢气管)、不锈钢套管和气体软管；其中：所述气体软管依次连接不锈钢气管和高温钼管；所述不锈钢气管的外部套装不锈钢套管，高温钼管的外部套装刚玉保护管，刚玉保护管与不锈钢套管之间通过锁紧套相连接；

气泡生成装置：包括高强度透气砖和钼连接尾管，钼连接尾管的一端预埋入高强度透气砖内，钼连接尾管的另一端设有外螺纹，通过螺纹连接方式与气体传输装置的高温钼管相连接。

所述不锈钢管体设计为上下分体结构，上下两部分通过快卸法兰相连接。

所述气体软管用于输送氩气，在不锈钢管体外部的气体软管上设置气体流量控制器。

所述不锈钢套管能够在不锈钢管体内沿其轴向上下移动，并带动整个气体传输系统的上下移动。

通过外接法兰将该气泡生成装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置后，高强度透气砖伸入真空熔炼炉内的金属液中并生成气泡。

所述不锈钢管体下端的外接法兰可根据需固定的位置，进行形状和大小的设计调节；不锈钢管体上端的真空密封法兰，可根据冶炼工艺需求，采用真空密封法兰或普通法兰；不锈钢管体长度由高温钼管和不锈钢气管的总长度确定。

所述气体传输系统中，刚玉保护管与高温钼管长度可由实际应用过程中的金属液深度进行确定。

在所述气体传输系统中，可通过气体流量控制装置调节气体流量，控制气泡在金属液中的大小和气泡量，达到气泡去除夹杂物工艺的要求。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型的气泡去除夹杂物的装置系统操作简单，通过外入式气泡发生装置，避免了原有坩埚底部预埋透气塞方式中的诸多问题，例如金属液堵塞透气孔造成气泡除杂工艺难以控制，甚至是坩埚报废；预埋透气塞部位强度不足或连接不严导致漏钢等。降低了生产成本，提高了工艺稳定性，同时提高了设备安全性。

2、本装置透气砖可整体浸入金属液中，与金属液接触面积大，提高了气泡除杂的效率；另一方面透气砖还可在金属液中随意移动，因此气泡生成位置易调节，也为气泡除杂工艺提供了更多的应用前景。

3、根据不同冶炼设备特征和工艺需求，本实用新型还可以应用到多种冶炼设备上。通过调整腔体外接法兰尺寸和固定装置结构，可实现气泡发生装置在金属液中的横向移动。通过对腔体真空密封处理，在炉体空间有限的真空熔铸炉上，通过外接本装置系统，实现真空熔炼过程气泡除杂工艺应用。针对不同工艺和设备对气泡除杂的需求，本气泡去除夹杂物的装置系统可实现灵活多变，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置系统结构示意图(箭头方向为气体流动方向)。

图中：1-高强度透气砖；2-钼连接尾管；3-外接法兰；4-不锈钢管体；5-刚玉保护管；6-高温钼管；7-锁紧套；8-传动箱；9-限位销；10-齿条；11-不锈钢套管；12-快卸法兰；13-不锈钢气管；14-气体软管；15-真空密封法兰；16-气体流量控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，该气泡除杂装置一般采用不锈钢材质制造，也可根据不同需求选择合适材质，其结构如图1所示。

该气泡除杂装置包括外腔、气体传输系统和气泡生成装置，各部分具体结构如下：

所述外腔包括外接法兰3、不锈钢管体4、快卸法兰12和真空密封法兰15；所述外接法兰3设置于不锈钢管体4下端，外接法兰起到固定作用，用于将该气泡除杂装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置；所述不锈钢管体4的顶端设有真空密封法兰15，从真空密封法兰15上将气体软管14接入不锈钢管体4内。

所述不锈钢管体4可设计为上下分体结构，上下两部分通过快卸法兰12相连接。所述气体软管14用于输送氩气，在不锈钢管体4外部的气体软管上设置气体流量控制器16。可按照工艺需求调整气体的输入量。

所述气体传输系统用于气体的输送和流量的控制调节，包括刚玉保护管5、高温钼管6、锁紧套7、不锈钢气管(无缝钢管)13、不锈钢套管11和气体软管14；其中：所述气体软管14经由真空密封法兰15进入不锈钢管体4后，依次连接不锈钢气管13和高温钼管6；所述不锈钢气管13的外部套装不锈钢套管11，高温钼管6的外部套装刚玉保护管5，刚玉保护管5与不锈钢套管11之间通过锁紧套7相连接；不锈钢套管11的直径大于刚玉保护管5的直径。

所述不锈钢套管11能够在不锈钢管体4内沿其轴向上下移动，并带动整个气体传输系统的上下移动。所述不锈钢套管11与传动导向系统相连接，所述传动导向系统采用常规的链条传动或滚珠丝杠传动或齿轮齿条等传动方式，本实用新型并不对传动导向系统具体的结构进行限定，只要能使不锈钢套管11在不锈钢管体4内沿其轴向上下移动即可。

例如传动导向系统可采用以下传动方式：传动导向系统包括传动箱8和齿条10，通过摇臂使传动箱内的齿轮(或齿轮组)转动，并带动齿条10上下移动，齿条上连接固定件，固定件与不锈钢套管11相连接；齿条10的上下移动即可带动不锈钢套管11上下移动。

所述不锈钢套管11的两侧上下各设置两个限位销9，用于对不锈钢套管11在不锈钢管体4内的上下移动进行径向限位及轴向移动距离限位。

所述气泡生成装置包括高强度透气砖1和钼连接尾管2，钼连接尾管2的一端预埋入高强度透气砖内，钼连接尾管2的另一端设有外螺纹，通过螺纹连接方式与气体传输装置的高温钼管6(设有内螺纹)连接。通过外接法兰将该气泡生成装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置后，高强度透气砖伸入真空熔炼炉内的金属液中，气体通过钼连接尾管2进入高强度透气砖1，再由高强度透气砖1进入金属液中形成气泡，实现气泡在金属液中去除夹杂物的工艺过程。使用钼连接尾管2进行透气砖1与高温钼管6的连接，既可以实现高强度透气砖1快速接换，同时避免少量金属液渗漏造成高温钼管6的侵蚀，起到保护高温钼管6的作用。

进一步地，所述不锈钢管体下端的外接法兰可根据需固定的位置，进行形状和大小的设计调节；不锈钢管体上端的真空密封法兰，可根据冶炼工艺需求，采用真空密封法兰或普通法兰；不锈钢管体长度由高温钼管和无缝钢管(不锈钢气管)的总长度确定。

本实用新型中的所述传动导向系统与气体传输系统中的不锈钢套管连接，使整个气体传输系统实现上下移动。

本实用新型中的所述气体传输系统中刚玉保护管与不锈钢套管通过锁紧套连接；高温钼管与不锈钢气管连接在一起，形成气体通路，并置于刚玉保护管与钢套管内；刚玉保护管与高温钼管长度可由实际应用过程中的金属液深度进行确定；不锈钢气管尾端与气体软管连接，实现气体输送。高温钼管6外由刚玉保护管5保护，避免金属液与高温钼管接触。

在所述气体传输系统中，可通过气体流量控制装置调节气体流量，控制气泡在金属液中的大小和气泡量，达到气泡去除夹杂物工艺的要求。

本实用新型作业时，采用外接法兰将该气泡生成装置固定在熔炼炉合适的位置，通过传动导向系统将高强度透气砖伸入到金属液内。调整透气砖位置，通入气体，依据工艺需求，通过流量控制器调整气泡的生成量实现金属熔炼过程中的气泡除杂工艺。

Claims (8)

1.一种金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：该装置包括外腔、气体传输系统和气泡生成装置，其中：

外腔：包括外接法兰(3)、不锈钢管体(4)和真空密封法兰(1)5；所述外接法兰(3)设置于不锈钢管体(4)下端，外接法兰用于将该气泡去除夹杂物的装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置；所述不锈钢管体(4)的顶端设有真空密封法兰(15)，从真空密封法兰(15)上将气体软管(14)接入不锈钢管体(4)内；

气体传输系统：包括刚玉保护管(5)、高温钼管(6)、不锈钢气管(13)、不锈钢套管(13)和气体软管(14)；其中：所述气体软管(14)依次连接不锈钢气管(13)和高温钼管(6)；所述不锈钢气管(13)的外部套装不锈钢套管(11)，高温钼管(6)的外部套装刚玉保护管(5)，刚玉保护管(5)与不锈钢套管(11)之间通过锁紧套(7)相连接；

气泡生成装置：包括高强度透气砖(1)和钼连接尾管(2)，钼连接尾管(2)的一端预埋入高强度透气砖内，钼连接尾管(2)的另一端设有外螺纹，通过螺纹连接方式与气体传输装置的高温钼管(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：所述不锈钢管体(4)设计为上下分体结构，上下两部分通过快卸法兰(12)相连接。

3.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：所述气体软管(14)用于输送氩气，在不锈钢管体(4)外部的气体软管上设置气体流量控制器(16)。

4.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：所述不锈钢套管(11)能够在不锈钢管体(4)内沿其轴向上下移动，并带动整个气体传输系统的上下移动。

5.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：通过外接法兰(3)将该气泡生成装置固定于真空熔炼炉的加料转塔位置后，高强度透气砖(1)伸入真空熔炼炉内的金属液中并生成气泡。

6.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：所述不锈钢管体下端的外接法兰可根据需固定的位置，进行形状和大小的设计调节；不锈钢管体上端的真空密封法兰，可根据冶炼工艺需求，采用真空密封法兰或普通法兰；不锈钢管体长度由高温钼管和不锈钢气管的总长度确定。

7.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：所述气体传输系统中，刚玉保护管与高温钼管长度可由实际应用过程中的金属液深度进行确定。

8.根据权利要求1所述的金属熔炼过程中气泡去除夹杂物的装置，其特征在于：在所述气体传输系统中，可通过气体流量控制装置调节气体流量，控制气泡在金属液中的大小和气泡量，达到气泡去除夹杂物工艺的要求。

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