CN2309343Y - 一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉,它主要是加装了一台中频变压器[3]和一个转换开关[2]对原中频感应炉(图中件1、6、7、9、10)和单相电渣炉(图中件4、5、8、11)进行嫁接组合,中频变压器[3]的原绕组经转换开关[2]接通中频电源装置[1]的输出端,副绕组联接软电缆[4]至自耗电极[5];联结中频电源装置[1]输出端的转换开关[2]可分别与中频变压器[3]和接通感应器[7]的水冷电缆[10]接合,构成一种具有感应熔炼、电渣重溶和有衬电渣熔炼的多功能电冶金设备。

Description

一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉

本实用新型属于冶金和铸造设备，是一种小型金属及合金的冶炼装置。

中频感应炉，见附图1，是利用电磁感应原理进行工作的。其主要部分，中频电源装置，现在使用较多的是应用电子开关技术，将三相交流工频电经整流、逆变，成为中频电流(1～3kHz)供给电炉的感应器，感应电流使金属炉料升温熔化。与电弧炉相比，它具有熔化所得金属成份均匀；非金属夹杂和气体含量少；温度均匀，合金元素烧损小；烟尘少，噪声小；易操作，效率高等优点。

单相电渣炉，见附图2A、附图2B，是利用电流通过液态渣池时产生焦耳热的原理，把待熔的金属原料--自耗电极，在结晶器中熔化与精炼，并水冷强制结晶成型的一种电冶金设备。这一过程称作电渣重熔，其特点是在水冷结晶器内的自耗电极一边熔化，一边形成金属熔池，一边结晶成锭(或工件)。没有单独的浇铸过程，是一种在水冷结晶器内有冶金炉料参与冶金反应的净化性重熔、重铸过程。其产品不是金属熔液，而是高质量(金属纯度、结晶形态)的锭或工件。

有衬电渣炉，见附图3A、附图3B，其工作原理与电渣重熔原理相同。但其熔炼过程是在有耐火材料炉衬的炉膛中进行的。是有炉渣参与冶金反应的金属熔化和精炼过程，并可调整成份，进行合金化。其产品是高质量的金属熔液，另有单独的浇铸过程。

中频感应炉，由于炉渣本身不能产生感应电流，炉渣升温是熔融金属间接加热的结果，因此炉渣的温度低于金属液的温度。这种较冷的炉渣冶金反应能力差，使金属液同炉渣之间的精炼反应难以进行。因而不能精炼、提纯，只能进行金属及合金的返回熔炼，对原料要求较高。

小型单相电渣炉和有衬电渣炉，自耗电极工作电压30～60伏特，电流3000～4500安培，是由单相电炉变压器提供的。为减少用电不平衡对电网的影响，电炉变压器的原绕组常接6～10千伏高压。副绕组则做成抽头式，以调整自耗电极的工作电压、电流。单相电炉变压器体积大，重量大，成本较高；大功率单相用电，影响电网质量；需另外的熔炼设备，制造自耗电极；是单相电渣炉和有衬电渣炉两种设备的不足。

中频感应炉和单相电渣炉，可参见专业电炉厂家的产品样本。有衬电渣炉多为用户自制，目前尚无定型产品。

本实用新型的目的在于提供一种新的小型(300kW以下)电冶金装置，使之具有中频感应炉、单相电渣炉和有衬电渣炉三种设备的全部功能，而且避免了现有技术的上述不足。

本实用新型(见附图4)：一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉是将原中频感应炉与单相电渣炉的部分部件进行组合，而构成一种具有感应熔炼、电渣重熔和有衬电渣熔炼多功能的新型电冶金装置。

采取的技术措施是：

1)用一台中频变压器[3]取代原单相电渣炉的电炉变压器，中频变压器[3]的副绕组通过软电缆[4]连接原单相电渣炉的自耗电极[5](自耗电极通过电极卡具夹持在可升降、送给的机构上。为叙述方便，本文称其为：自耗电极及升降机构，简称自耗电极)；

2)加装转换开关[2]，将其输入端与中频电源装置[1]的输出端相联接；转换开关[2]的两个输出端，其一连接中频变压器[3]的原绕组，其二通过水冷电缆[10]连接感应器[7]，中频电源装置[1]可通过转换开关[2]分别向自耗电极[5]和感应器[7]供电；

3)将原来固定在基础上的炉体及倾炉机构[6]安装在小车[11](单相电渣炉用来移动结晶器的装置)上，通过小车[11]可将炉体及倾炉机构[6]和水冷结晶器[8]分别移至自耗电极[5]之下，炉体及倾炉机构[6]既可进行中频感应熔炼，也可进行有衬电渣熔炼；

4)共用原中频感应炉的水冷系统[9]，并取消了原单相电渣炉的高压配电装置和电极工作电压、电流调整装置。

本实用新型的效果：

1)保留了中频感应炉的所有功能与优点，并且金属熔化后可以增加电渣精炼工艺，进行金属液提纯，提高了产品质量，因而也放宽了对原料的要求；

2)具有单相电渣炉的全部功能，可在结晶器中获得高质量(金属纯度、结晶状态)的锭或工件，用来生产特种金属及合金；

3)具备有衬电渣炉的功能，进行有衬电渣熔炼，可获得高纯度的金属液，以提高铸件质量，因而用途更为广泛；

4)本设备用电，是三相平衡负载，避免了对电网的不利影响；

5)能自行制造自耗电极；

6)用中频变压器代替单相电渣炉的工频电炉变压器，具有体积小、重量轻、省铁、省铜的优点，因而结构紧凑；

7)中频电源装置可以无级调节自耗电极的工作电压、电流，使得电渣重熔和有衬电渣熔炼的操作更为方便；

8)用中频变压器取代工频电炉变压器，共用了水冷系统，又省去了单相电渣炉的高压配电装置和工作电流调节装置，因此成本低，可有较高的性能价格比。

附图说明

附图1．中频感应炉结构原理示意图

图中：[1]中频电源装置[2]水冷系统[3]感应器[4]炉体及倾炉机构[5]水冷电缆。

附图2．单相电渣炉结构原理示意图

图2A：单相单极    图2B：单相双极

图中：[1]电炉变压器[2]软电缆[3]自耗电极及升降机构[4]水冷结晶器[5]液态渣池[6]金属熔池[7]底水箱[8]炉底电极。

附图3．有衬电渣炉结构原理示意图

图3A：单极熔炼图3B：双极熔炼

图中：[1]电炉变压器[2]软电缆[3]自耗电极及升降机构[4]炉体及倾炉机构[5]液态渣池[6]金属熔池[7]炉底电极[8]底水箱。

附图4．一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉结构原理示意图

图中：[1]中频电源装置[2]转换开关[3]中频变压器[4]软电缆[5]自耗电极及升降机构[6]炉体及倾炉机构[7]感应器[8]水冷结晶器[9]水冷系统[10]水冷电缆[11]小车。

本实用新型，可用以下四种方式进行工作。

一．中频感应熔炼

转换开关[2]与水冷电缆[10]相联接，使感应器[7]作为中频电源装置[1]的负载，可进行中频感应熔炼。其工作原理和过程与普通中频感应炉相同，可用来生产普通铸件或者制造自耗电极。

二．中频感应熔炼加电渣精炼

在上述中频感应熔炼过程中的适当时候，按工艺要求的配方，加入造渣剂，造渣。然后，通过转换开关[2]，使感应器[7]断电，给中频变压器[3]送电。通过小车[11]，将炉体及倾炉机构[6]移至自耗电极[5]的下方，启动自耗电极的升降机构(该机构图中未画，是单相电渣炉的现有技术)，使自耗电极的头部插入渣池中适当深度；调节中频电源装置[1]的输出电压，加热渣池，可对金属液进行精炼或合金化。还可以再次利用转换开关[2]给感应器[7]送电，利用电磁搅动原理，对金属液进行渣洗。应用本方式，可以获得质量较高的金属液。取样化验时，还可以再次给感应器[7]送电，以对金属熔液进行保温。

三．有衬电渣熔炼

用小车[11]将炉体及倾炉机构[6]移至自耗电极[5]之下；用转换开关[2]使中频变压器[3]成为中频电源装置[1]的负载；调整自耗电极的下降速度和中频电源装置[1]的输出功率，即可进行有衬电渣熔炼。可以获得质量更高的金属液，用来浇铸质量要求更高的铸件。

四．电渣重熔

用小车[11]，将水冷结晶器[8]移至自耗电极[5]之下方，并将水冷结晶器[8]的进、出水接头与水冷系统[9]相通；用转换开关[2]使中频变压器[3]成为中频电源装置[1]的负载；即可进行电渣重熔。其工作原理和过程与单相电渣炉相同(所不同的是流过自耗电极的电流不是工频的，而是中频的了)。在水冷结晶器[8]中，可以获得金属纯度高、结晶质量好、与水冷结晶器[8]形状相应的工件。

以上不难看出，本实用新型是一种结构简单、用途广泛、多功能、低成本，可用来小规模生产特殊钢和有色金属及其合金的小型设备。

Claims (3)

1．一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉，是将原中频感应炉(主要包括中频电源装置[1]、炉体及倾炉机构[6]、感应器[7]、水冷系统[9]、水冷电缆[10])和单相电渣炉的部分部件(主要包括软电缆[4]、自耗电极及升降机构[5]、水冷结晶器[8]、小车[11])，进行组合而成；

其特征是：加装了转换开关[2]、中频变压器[3]。转换开关[2]的输入端连接中频电源装置[1]的输出端，转换开关[2]的两个输出端分别连接中频变压器[3]的原绕组和接至感应器[7]的水冷电缆[10]；中频变压器[3]的副绕组通过软电缆[4]连接自耗电极及升降机构[5]；炉体及倾炉机构[6]和水冷结晶器[8]均可安装在小车[11]上。

2．根据权利要求1所述的一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉，其特征是：中频电源装置[1]通过转换开关[2]可分别接通感应器[7]和自耗电极及升降机构[5]。

3．根据权利要求1所述的一种可进行电渣重熔和有衬电渣熔炼的中频感应炉，其特征是：炉体及倾炉机构[6]和水冷结晶器[8]均可通过小车[11]分别置于自耗电极及升降机构[5]之下。

Images