【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电渣重熔，尤其涉及一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置。
技术介绍
1、电渣重熔是指在水冷结晶器中利用电流通过熔渣时产生的电阻热将金属或合金重新熔化和精炼，并顺序凝固成钢锭或铸件的一种特种冶金方法。电渣重熔是生产高品质特殊钢的重要生产方式之一，其广泛应用于高端制造业，如生产风机轴、曲轴等高附加值产品。电渣重熔装置是利用电流的焦耳热熔化悬挂于结晶器上方的自耗电极，自耗电极熔化后穿越渣池进入熔池，然后在设于底水箱上的水冷结晶器和底水箱的共同作用下快速冷却凝固，可达到净化钢液、改善凝固组织的目的。
2、电渣重熔生产时的工作原理简单概括如下：在结晶器内加入液态或固态渣，随后插入自耗电极，在通电的情况下，从短网流出的电流经过电极夹具进入自耗电极，随后自上而下地穿过自耗电极、炉渣和底水箱，回到短网形成回路。由于渣的电阻大，当电流一定时，通过渣产生焦耳热加热融化渣，其温度高于自耗电极的熔点，使得自耗电极在电极-液体渣界面附近熔化并逐渐在未融化的固体电极上汇聚成液体，当液滴足够大时从电极端头脱落滴下并穿越渣池，落入下方的收得金属熔池中并被结晶器强制冷却而形成电渣锭，由于自耗电极是不断消耗的，需要随着生产的进行不断下降，直到被完全消耗掉，在这个过程中，电渣锭不断生长从而得到产品。
3、在实际的电渣重熔生产过程中存在着结晶器电流。结晶器电流指的是电流未能流过电渣锭或是回流自耗电极，而是通过结晶器进行回流的现象。特别是在薄管、轧辊等设备的生产中，由于铜结晶器的面积与电渣锭的面积比相较于传统设备而言较大，同时铜的电
4、近年来的研究表明，扩大电渣重熔的加热区可以有效改善电渣锭的质量，但现有对电渣锭加热区尺寸的调整均集中于对电极数量的更改；同时，为了解决结晶器电流问题，也存在着特殊设计的多层结晶器、多瓣结晶器等，但是针对自耗电极形状实现结晶器电流改进的并不多见。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，采用多环形的自耗电极改变了产热结构，将传统电渣重熔生产时的单点产热转变为在纵向截面上的多点产热以及横向截面上的圆环产热，从而扩大了加热区；利用自耗电极几何外形的改变改善了电渣渣池的温度分布，进而优化了电渣锭产品的质量；同时，多环形的自耗电极能够配合结晶器连线断开结晶器回流电流、增大自耗电极的接触面积，从而保证和限制了产热区的位置；尤其为轧辊、无缝管的生产及多流结晶器的设计提供了更好的先决条件。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，包括结晶器及自耗电极；所述自耗电极为多环形结构，由2个以上同轴设置的电极环组成，电极环的上端通过绝缘固定器相连；位于中间位置的电极环接中性线，其余电极环自内而外交替连接火线及中性线。
4、进一步的，所述电极环的数量为2个～6个。
5、进一步的，相邻2个电极环的最小间距由以下公式计算：
6、
7、式中：d检验为待检测电极的直径，mm；
8、u为最大工作电压，v。
9、进一步的，所述自耗电极与结晶器之间的最小距离由以下公式计算：
10、δk≥0.007d最大+15-----公式2
11、式中：δk为自耗电极与结晶器之间的最小距离，mm；
12、d最大为自耗电极的最大直径，mm。
13、进一步的，所述电渣重熔装置的渣阻热的近似计算公式为：
14、q＝0.24i2r渣×4.186----公式3
15、公式3中：q为渣阻热，j/s；
16、i为工作电流，a；
17、r渣为渣电阻，且r渣＝λ×δ电极÷[(n-1)a]----公式4
18、公式4中：λ为渣电阻率，ω·m；
19、δ电极为电极间的平均间距；
20、a为浸入渣内的自耗电极平均侧面积，m2；
21、n为自耗电极根数。
22、进一步的，所述自耗电极的最大外形尺寸为
23、进一步的，所述绝缘固定器为设有吊耳的陶瓷绝缘连接件。
24、进一步的，所述自耗电极的数量为2个时，内层电极环连接中性线，外层电极环连接火线；所述自耗电极的数量为大于2的奇数时，位于最中间的1个电极环连接中性线；所述自耗电极的数量为大于2的偶数时，位于最中间的2个电极环连接中性线。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
26、(1)与传统电渣重熔法相比，优化了生产时的温度场；将传统电渣重熔生产时自耗电极下端的单点产热改进为在其纵向截面上的多点产热以及在横向截面上的多环形产热，从而扩大了加热区；
27、(2)利用自耗电极几何外形的改变改善了电渣渣池的温度分布，进而优化了电渣锭产品的质量；
28、(3)与传统电渣重熔法相比，降低了自耗电极同等产热量所需要的电流，进而节约了浪费在假电极上的电耗；
29、(4)多环形自耗电极能够配合结晶器连线断开结晶器回流电流、增大自耗电极的接触面积，从而实现对产热区的精确控制；
30、(5)随着自耗电极环数的增加，对空间的利用率不断提高，从而降低了生产所需的总电极数。
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1.一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，包括结晶器及自耗电极；其特征在于，所述自耗电极为多环形结构，由2个以上同轴设置的电极环组成，电极环的上端通过绝缘固定器相连；位于中间位置的电极环接中性线，其余电极环自内而外交替连接火线及中性线。
2.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述电极环的数量为2个～6个。
3.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，相邻2个电极环之间的最小间距由以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述自耗电极与结晶器之间的最小距离由以下公式计算：
5.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述电渣重熔装置的渣阻热的近似计算公式为：
6.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述自耗电极的最大外形尺寸为
7.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述绝缘固定器为设有吊耳的陶瓷绝缘连
8.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述自耗电极的数最为2个时，内层电极环连接中性线，外层电极环连接火线；所述自耗电极的数量为大于2的奇数时，位于最中间的1个电极环连接中性线；所述自耗电极的数量为大于2的偶数时，位于最中间的2个电极环连接中性线。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，包括结晶器及自耗电极；其特征在于，所述自耗电极为多环形结构，由2个以上同轴设置的电极环组成，电极环的上端通过绝缘固定器相连；位于中间位置的电极环接中性线，其余电极环自内而外交替连接火线及中性线。
2.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述电极环的数量为2个～6个。
3.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，相邻2个电极环之间的最小间距由以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的一种具有多环形自耗电极的电渣重熔装置，其特征在于，所述自耗电极与结晶器之间的最小距离由以下公式计算：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小佩，司周祥，王敏，杨升，赵豪，贾利星，付凯廷，唐国，李万明，房家齐，
申请(专利权)人：上海一郎合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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