一种电渣重熔冶炼系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电渣重熔冶炼系统，包括结晶器、竖向设置于结晶器一侧的立柱，立柱上方设置有横向悬臂，横向悬臂上靠电极夹头正对结晶器安装有向下延伸的假电极，还包括用于带动横向悬臂在立柱上升降运动的升降装置；还包括气氛保护装置，气氛保护装置包括设置于假电极和结晶器上端表面之间的保护罩和能够进气到保护罩内的进气管，进气管和惰性气体源相连；其特征在于，还包括保护气体预热结构，保护气体预热结构包括一个保护气体预热腔室，所述进气管连接进气至保护气体预热腔室预热后再连接进气至保护罩内。本发明专利技术具有结构简单，不易损坏，气氛保护稳定，能够提高冶炼安全性，提高冶炼效果等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属冶炼技术，尤其涉及一种电渣重熔冶炼系统。
技术介绍
金属电渣炉（又名电渣重熔炉）是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的一种冶金设备，其结构主要包括整体呈炉状的结晶器、位于结晶器一侧的立柱，立柱上方设置有横向悬臂，横向悬臂上靠电极棒夹头正对结晶器安装有向下延伸进入结晶器的电极棒。电渣炉冶炼工作时，电渣放入结晶器内，并在结晶器上方形成待熔融的渣池，采用电极棒夹头来夹持柱形电极棒，并让电极棒、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器能够形成电流回路。进行电渣冶炼时，首先将该电极棒远离电渣冶炼电极棒夹头的端部插入熔渣内，随后对电极棒进行通电，在通电过程中，电极棒和渣池放出焦耳热，将渣池中的金属渣熔化。熔融金属汇聚成液态，穿过渣池，落入结晶器中形成金属熔池，且同时受水冷作用，迅速凝固形成钢锭。钢锭凝固前，在它的上方的金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。冶炼过程中，结晶器内壁上形成有一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导，有利于钢锭自下而上的定向结晶。基于以上原因，通过电渣冶炼生产出的钢锭质量好、性能优，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长，故电渣冶炼工艺在本行业中广泛使用。但现有电渣冶炼工艺中，大多采用常压状态下进行电渣重熔，在大气下重熔容易引起钢锭的二次氧化，造成活泼元素的烧损，使得钢中的氧含量和夹杂物含量较高，很难生产出高洁净度的特殊钢。部分现有电渣冶炼装置中设置有气氛保护技术，但现有的电渣冶炼气氛保护技术主要分两种：1、普通电渣炉采用直接吹惰性气体进行保护，渣面封闭效果差，元素烧损仍较严重；2、保护性气氛电渣炉中将结晶器至假电极部分全部靠保护罩整体密封，使重熔过程中结晶器、渣面始终和空气隔绝并通保护性气体进行保护。例如ZL201420422529.8公开的一种同轴气氛保护电渣重熔炉。但该重熔炉中，假电极部分需要设置动密封结构，动密封结构复杂且高温环境下容易损坏，冶炼时假电极下行过程中保护罩上端会沿假电极向上滑动，故假电极需设置很长进行让位，这样不利于电极的同轴度控制，容易产生打弧现象导致结晶器损坏；同时采用水冷方式保护整体密封结构，保护效果较好但设备结构复杂，重熔准备工作时间长，维护保养困难；另外在现有的电渣重熔炉中实施时，其改造过程往往要求将整个现有电渣的传动及控制系统进行替换，价格昂贵大大提高了生产成本，而且设备使用中操作复杂。另外在重熔池上方其装置设置的水冷系统也存在较大的发生漏水事故的安全隐患。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构简单，不易损坏，气氛保护稳定，能够提高冶炼安全性，提高冶炼效果的电渣重熔冶炼系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种电渣重熔冶炼系统，包括结晶器、竖向设置于结晶器一侧的立柱，立柱上方设置有横向悬臂，横向悬臂上靠电极夹头正对结晶器安装有向下延伸的假电极，还包括用于带动横向悬臂在立柱上升降运动的升降装置；还包括气氛保护装置，气氛保护装置包括设置于假电极和结晶器上端表面之间的保护罩和能够进气到保护罩内的进气管，进气管和惰性气体源相连；其特征在于，还包括保护气体预热结构，保护气体预热结构包括一个保护气体预热腔室，所述进气管连接进气至保护气体预热腔室预热后再连接进气至保护罩内。这样，保护气体预热后再进入到结晶器内，避免保护气体温度过低对结晶器内冶炼反应造成的冲击波动而影响冶炼质量。特别是保护气体一般是压缩存储在存储罐内，释放出来后气体体积变大有一个吸热的过程，会强烈地吸取接触物体的热量，如果不经过预热直接进入到结晶器内，就容易影响冶炼效果。作为优化，还包括用于对保护罩实现冷却的保护罩冷却结构。这是由于结晶器冶炼过程中，内部热气上升，热量得到保护罩，会很快造成保护罩温度升高，故设置冷却结构进行冷却可以更好地提高对保护罩自身的保护效果，避免由于温度过高而损坏，延长保护罩使用寿命。作为优化，所述保护罩包括内层罩体和外层罩体，所述进气管连通至外层罩体和内层罩体之间，所述内层罩体上设置有出气口连接出内层罩体，外层罩体和内层罩体之间构成保护气体预热腔室，保护气体预热腔室进入保护气体后构成保护罩冷却结构。这样，采用非常简单的双层罩体结构，巧妙地使其同时实现了上述进气预热和保护罩冷却保护的双重效果，没有添加额外的冷却源和预热源，极大地节省了成本。同时双层罩体的结构，使得当冶炼过程中，有任一层罩体破损时，保护罩能够继续使用并继续维持结晶器内的气体保护氛围，到冶炼结束后再进行补漏，极大地提高了冶炼过程中气体保护的可靠性和安全性。作为优化，保护罩上端固定连接在假电极上，保护罩为不透气石棉布沿竖向柔性折叠制得使得假电极下行时，保护罩能够产生竖向的折叠收缩。这样，电渣重熔冶炼系统冶炼时，保护罩上端固定设置在假电极上，当冶炼前通过进气管控制保护气体进入到结晶器内进行气氛保护，冶炼过程中假电极下行带动保护罩上端下行和保护罩下端靠拢，缩小了保护罩内部空间体积，故随着冶炼的进行能够逐步提高保护罩内的保护气体的气压，靠该气压更好地迫使熔化的金属液向下流动到结晶器内，提高冶炼效率。同时保护罩上端和假电极联动，故假电极长度无需设置过长以供保护罩上端在其上滑动，假电极下端自熔电极同轴度易于保持，提高了冶炼稳定性和安全性。另外，保护罩上端固定于假电极不动，靠保护罩自身的柔性折叠和假电极随动，这样保护罩上端和假电极为固定配合，高温恶劣环境中结构更稳定，更加不易损坏。同时，保护罩位于结晶器上方能够更好地避开冶炼高温，延长气氛保护装置寿命，而且保护罩能够给冶炼时给结晶器内部提供一定的保护气体正向压力，以利于冶炼的进行，提高冶炼质量和效率。作为优化，保护罩上端通过一个上固定环固定连接在假电极上，上固定环套接在假电极外且下部为沿假电极径向向外延伸的圆盘状的连接部，连接部下表面和保护罩上端密封连接，上固定环上部为沿假电极轴向向上延伸的固定部，固定部上横向设置有螺孔并靠上螺钉向里穿过螺孔固定在假电极上，上固定环上还设置有泄气通道。这样，上固定环方便保护罩上端的安装固定，安装方便快捷，固定可靠，同时设置的泄气通道可以在保护气体通入时，将保护罩内空气从泄气通道挤出，利于保护气氛的形成。作为优化，上固定环上还设置有泄气调节机构，所述泄气调节结构包括一个泄气调节螺栓，泄气调节螺栓横向设置且螺纹配合在上固定环的连接部上，泄气调节螺栓外端露出于连接部外周表面并构成调节手柄，泄气调节螺栓内端可转动且轴向限位配合在一个位于固定环内部的调节块上，调节块内端位于泄气通道内且调节块能够随泄气调节螺栓的旋转向外移动以逐渐封闭泄气通道。这样，可以依靠泄气调节螺栓方便快捷地调节泄气通道的横截面大小，以调节泄气量的大小，使得冶炼时保护气体进气后维持结晶器内正向气压的大小可调，以使得该压力能够更好地适应冶炼需求，提高冶炼效果。同时当结晶器内保护气体进气形成保护氛围后，还可以根据需要及时调小甚至关闭泄气通道，以保持结晶器内的保护气体氛围和保护气体正向压力，并节省保护气体耗费量。作为优化，上固定环和假电极之间还设置有上密封结构，上密封结构包括一个凸出形成于假电极外表面的限位圆环凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电渣重熔冶炼系统，包括结晶器、竖向设置于结晶器一侧的立柱，立柱上方设置有横向悬臂，横向悬臂上靠电极夹头正对结晶器安装有向下延伸的假电极，还包括用于带动横向悬臂在立柱上升降运动的升降装置；还包括气氛保护装置，气氛保护装置包括设置于假电极和结晶器上端表面之间的保护罩和能够进气到保护罩内的进气管，进气管和惰性气体源相连；其特征在于，还包括保护气体预热结构，保护气体预热结构包括一个保护气体预热腔室，所述进气管连接进气至保护气体预热腔室预热后再连接进气至保护罩内。

【技术特征摘要】
1.一种电渣重熔冶炼系统，包括结晶器、竖向设置于结晶器一侧的立柱，立柱上方设置有横向悬臂，横向悬臂上靠电极夹头正对结晶器安装有向下延伸的假电极，还包括用于带动横向悬臂在立柱上升降运动的升降装置；还包括气氛保护装置，气氛保护装置包括设置于假电极和结晶器上端表面之间的保护罩和能够进气到保护罩内的进气管，进气管和惰性气体源相连；其特征在于，还包括保护气体预热结构，保护气体预热结构包括一个保护气体预热腔室，所述进气管连接进气至保护气体预热腔室预热后再连接进气至保护罩内。2.如权利要求1所述的电渣重熔冶炼系统，其特征在于，还包括用于对保护罩实现冷却的保护罩冷却结构。3.如权利要求2所述的电渣重熔冶炼系统，其特征在于，所述保护罩包括内层罩体和外层罩体，所述进气管连通至外层罩体和内层罩体之间，所述内层罩体上设置有出气口连接出内层罩体，外层罩体和内层罩体之间构成保护气体预热腔室，保护气体预热腔室进入保护气体后构成保护罩冷却结构。4.如权利要求3所述的电渣重熔冶炼系统，其特征在于，保护罩上端固定连接在假电极上，保护罩为不透气石棉布沿竖向柔性折叠制得使得假电极下行时，保护罩能够产生竖向的折叠收缩。5.如权利要求4所述的电渣重熔冶炼系统，其特征在于，保护罩上端通过一个上固定环固定连接在假电极上，上固定环套接在假电极外且下部为沿假电极径向向外延伸的圆盘状的连接部，连接部下表面和保护罩上端密封连接，上固定环上部为沿假电极轴向向上延...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建军，赵伟，郭建，
申请(专利权)人：重庆钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50