一種金屬重熔爐保護罩下端部結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，保護罩下端通過一個圓盤狀的下固定環密封連接在結晶器上端表面，用于保護氣體進氣的進氣管設置在下固定環上。本實用新型具有結構簡單，方便保護罩下端固定和密封，利于延長保護罩使用壽命，提高氣氛保護效果以及冶煉效果等優點。
【專利說明】
一種金屬重熔爐保護罩下端部結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種金屬冶煉的電渣重熔爐，尤其涉及一種電渣重熔爐的金屬重熔爐保護罩下端部結構。
【背景技術】
[0002]金屬電渣爐(又名電渣重熔爐)是利用電流通過熔渣時產生的電阻熱作為熱源進行熔煉的一種冶金設備，其結構主要包括整體呈爐狀的結晶器、位于結晶器一側的立柱，立柱上方設置有橫向懸臂，橫向懸臂上靠電極棒夾頭正對結晶器安裝有向下延伸進入結晶器的電極棒。
[0003]電渣爐冶煉工作時，電渣放入結晶器內，并在結晶器上方形成待熔融的渣池，采用電極棒夾頭來夾持柱形電極棒，并讓電極棒、渣池、金屬熔池、鋼錠、底水箱通過短網導線和變壓器能夠形成電流回路。進行電渣冶煉時，首先將該電極棒遠離電渣冶煉電極棒夾頭的端部插入熔渣內，隨后對電極棒進行通電，在通電過程中，電極棒和渣池放出焦耳熱，將渣池中的金屬渣熔化。熔融金屬匯聚成液態，穿過渣池，落入結晶器中形成金屬熔池，且同時受水冷作用，迅速凝固形成鋼錠。鋼錠凝固前，在它的上方的金屬熔池和渣池，起保溫和補縮作用，保證鋼錠的致密性。冶煉過程中，結晶器內壁上形成有一層薄渣殼，不僅使鋼錠表面光潔，還起絕緣和隔熱作用，使更多的熱量向下部傳導，有利于鋼錠自下而上的定向結晶。基于以上原因，通過電渣冶煉生產出的鋼錠質量好、性能優，合金鋼的低溫、室溫和高溫下的塑性和沖擊韌性增強，鋼材使用壽命延長，故電渣冶煉工藝在本行業中廣泛使用。
[0004]但現有電渣冶煉工藝中，大多采用常壓狀態下進行電渣重熔，在大氣下重熔容易引起鋼錠的二次氧化，造成活潑元素的燒損，使得鋼中的氧含量和夾雜物含量較高，很難生產出高潔凈度的特殊鋼。部分現有電渣冶煉裝置中設置有氣氛保護技術，但現有的電渣冶煉氣氛保護技術主要分兩種:1、普通電渣爐采用直接吹惰性氣體進行保護，渣面封閉效果差，元素燒損仍較嚴重;2、保護性氣氛電渣爐中將結晶器至假電極部分全部靠保護罩整體密封，使重熔過程中結晶器、渣面始終和空氣隔絕并通保護性氣體進行保護。例如ZL201420422529.8公開的一種同軸氣氛保護電渣重熔爐。
[0005]但該重熔爐中，假電極部分需要設置動密封結構，動密封結構復雜且高溫環境下容易損壞，冶煉時假電極下行過程中保護罩上端會沿假電極向上滑動，故假電極需設置很長進行讓位，這樣不利于電極的同軸度控制，容易產生打弧現象導致結晶器損壞；同時采用水冷方式保護整體密封結構，保護效果較好但設備結構復雜，重熔準備工作時間長，維護保養困難;另外在現有的電渣重熔爐中實施時，其改造過程往往要求將整個現有電渣的傳動及控制系統進行替換，價格昂貴大大提高了生產成本，而且設備使用中操作復雜。另外在重熔池上方其裝置設置的水冷系統也存在較大的發生漏水事故的安全隱患。
[0006]為了提高冶煉效果，
【申請人】考慮設計了一種金屬重熔爐，包括結晶器、豎向設置于結晶器一側的立柱，立柱上方設置有橫向懸臂，橫向懸臂上靠電極夾頭正對結晶器安裝有向下延伸的假電極，還包括用于帶動橫向懸臂在立柱上升降運動的升降裝置;還包括氣氛保護裝置，氣氛保護裝置包括設置于假電極和結晶器上端表面之間的保護罩和能夠進氣到保護罩內的進氣管，其特點在于，保護罩上端固定連接在假電極上，保護罩為不透氣材料沿豎向柔性折疊制得使得假電極下行時，保護罩能夠產生豎向的折疊收縮。這樣保護罩上端和假電極聯動，故假電極長度無需設置過長以供保護罩上端在其上滑動，假電極下端自熔電極同軸度易于保持，提高了冶煉穩定性和安全性。
[0007]但其中，還需要考慮怎樣方便實現保護罩下端的固定和密封等問題。
【實用新型內容】
[0008]針對上述現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是:怎樣提供一種結構簡單，方便保護罩下端固定和密封以保證氣氛保護效果的金屬重熔爐保護罩下端部結構。
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案:
[0010]—種金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，保護罩下端通過一個圓盤狀的下固定環密封連接在結晶器上端表面，用于保護氣體進氣的進氣管設置在下固定環上。
[0011]這樣，下固定環的設置更加方便保護罩下端的固定連接以利于進氣管的安裝設置以保證保護氣體進氣可靠。
[0012]作為優化，所述結晶器上端表面靠內位置設置有倒L形的限位塊，所述下固定環內側部卡壓限位在限位塊內，下固定環外側部靠豎向設置的連接螺栓貫穿連接在結晶器上端，下固定環下表面和結晶器上端表面之間壓設有下密封圈實現密封。
[0013]這樣，使得下固定環安裝方便快捷，固定可靠且密封效果好。
[0014]作為優化，所述保護罩包括內層罩體和外層罩體，用于保護氣體進氣的進氣管連通至外層罩體和內層罩體之間，所述內層罩體上設置有出氣口連接出內層罩體，外層罩體和內層罩體之間構成保護氣體預熱腔室，保護氣體預熱腔室進入保護氣體后構成保護罩冷卻結構。
[0015]這樣，采用非常簡單的雙層罩體結構，巧妙地使其同時實現了進氣預熱和保護罩冷卻保護的雙重效果，沒有添加額外的冷卻源和預熱源，極大地節省了成本。保護氣體預熱后再進入到結晶器內，避免保護氣體溫度過低對結晶器內冶煉反應造成的沖擊波動而影響冶煉質量。特別是保護氣體一般是壓縮存儲在存儲罐內，釋放出來后氣體體積變大有一個吸熱的過程，會強烈地吸取接觸物體的熱量，如果不經過預熱直接進入到結晶器內，就容易影響冶煉效果。同時由于結晶器冶煉過程中，內部熱氣上升，熱量得到保護罩，會很快造成保護罩溫度升高，故設置雙層罩體進行冷卻可以更好地提高對保護罩自身的保護效果，避免由于溫度過高而損壞，延長保護罩使用壽命。另外，雙層罩體的結構，使得當冶煉過程中，有任一層罩體破損時，保護罩能夠繼續使用并繼續維持結晶器內的氣體保護氛圍，到冶煉結束后再進行補漏，極大地提高了冶煉過程中氣體保護的可靠性和安全性。
[0016]作為優化，所述出氣口內設置有出氣管，出氣管位于內側罩體下部位置且出氣管出氣方向斜向下正對結晶器內腔設置。
[0017]這樣，出氣口上增設出氣管進行出氣，能夠更好地保證出氣方向朝內下方出氣，提高氣氛保護效果。
[0018]作為進一步優化，出氣管在水平面的豎向投影沿電極和結晶器內腔之間空間中間圓的切線方向設置。這樣，進入的保護氣體能夠沿電極和結晶器內腔之間空間螺旋向下流動，以更好地到達冶煉位置實現氣氛保護，提高氣氛保護效果。
[0019]作為進一步優化，出氣管內設置有單向壓力閥，用于當外層罩體和內層罩體之間累積出一定氣體壓力后，才單向打開出氣管出氣，保證外層罩體和內層罩體之間填充氣體的數量，以保證對保護罩的冷卻效果。
[0020]作為進一步優化，進氣管和出氣管設置于結晶器上方單側且位于相反的方向。這樣出氣管單側設置，更加利于另一側空氣的排出，利于保護氣體氛圍的建立，同時進氣管和出氣管位于相反的方向，可以延長保護氣體在兩層罩體之間的流動路徑，更好地提高對保護氣體的預熱效果。
[0021]綜上所述，本實用新型具有結構簡單，方便保護罩下端固定和密封，利于延長保護罩使用壽命，提高氣氛保護效果以及冶煉效果等優點。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種采用了本實用新型結構的電渣重熔爐的結構示意圖。
[0023]圖2為圖1中單獨保護罩部分的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合一種采用了本實用新型結構的電渣重熔爐及其附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]具體實施時:如圖1-2所示，一種電渣重熔爐，包括結晶器1、豎向設置于結晶器一側的立柱2，立柱2上方設置有橫向懸臂3，橫向懸臂3上靠電極夾頭正對結晶器安裝有向下延伸的假電極4，還包括用于帶動橫向懸臂在立柱上升降運動的升降裝置;還包括氣氛保護裝置，氣氛保護裝置包括設置于假電極4和結晶器I上端表面之間的保護罩5和能夠進氣到保護罩5內的進氣管6，其特點在于，保護罩5上端固定連接在假電極4上，保護罩5為不透氣材料沿豎向柔性折疊制得使得假電極下行時，保護罩能夠產生豎向的折疊收縮。實施時，所述升降裝置包括一根和立柱豎向并列設置的絲杠7，絲杠7可轉動地配合設置在固定于橫向懸臂3的一個螺母內，絲杠7下端通過減速機和升降電機8相連;這樣能夠實現對橫向懸臂的升降控制，且結構簡單，控制穩定可靠。實施時，進氣管和惰性氣體源相連為結晶器提供保護氣體。實施時，保護罩采用采用不燃耐高溫材料制成，具體可以優選為不透氣石棉布得到。
[0026]這樣，電渣重熔爐冶煉時，保護罩上端固定設置在假電極上，當冶煉前通過進氣管控制保護氣體進入到結晶器內進行氣氛保護，冶煉過程中假電極下行帶動保護罩上端下行和保護罩下端靠攏，縮小了保護罩內部空間體積，故隨著冶煉的進行能夠逐步提高保護罩內的保護氣體的氣壓，靠該氣壓更好地迫使熔化的金屬液向下流動到結晶器內，提高冶煉效率。同時保護罩上端和假電極聯動，故假電極長度無需設置過長以供保護罩上端在其上滑動，假電極下端自熔電極同軸度易于保持，提高了冶煉穩定性和安全性。另外，保護罩上端固定于假電極不動，靠保護罩自身的柔性折疊和假電極隨動，這樣保護罩上端和假電極為固定配合，高溫惡劣環境中結構更穩定，更加不易損壞。同時，保護罩位于結晶器上方能夠更好地避開冶煉高溫，延長氣氛保護裝置壽命，而且保護罩能夠給冶煉時給結晶器內部提供一定的保護氣體正向壓力，以利于冶煉的進行，提高冶煉質量和效率。
[0027]其中，保護罩5上端通過一個上固定環9固定連接在假電極4上，上固定環9套接在假電極外且下部為沿假電極徑向向外延伸的圓盤狀的連接部，連接部下表面和保護罩上端密封連接，上固定環9上部為沿假電極軸向向上延伸的固定部，固定部上橫向設置有螺孔并靠上螺釘向里穿過螺孔固定在假電極上，上固定環上還設置有泄氣通道10。
[0028]這樣，上固定環方便保護罩上端的安裝固定，安裝方便快捷，固定可靠，同時設置的泄氣通道可以在保護氣體通入時，將保護罩內空氣從泄氣通道擠出，利于保護氣氛的形成。
[0029]其中，上固定環上還設置有泄氣調節機構，所述泄氣調節結構包括一個泄氣調節螺栓11，泄氣調節螺栓11橫向設置且螺紋配合在上固定環的連接部上，泄氣調節螺栓11外端露出于連接部外周表面并構成調節手柄，泄氣調節螺栓11內端可轉動且軸向限位配合在一個位于固定環內部的調節塊12上，調節塊12內端位于泄氣通道10內且調節塊能夠隨泄氣調節螺栓的旋轉向外移動以逐漸封閉泄氣通道10。
[0030]這樣，可以依靠泄氣調節螺栓方便快捷地調節泄氣通道的橫截面大小，以調節泄氣量的大小，使得冶煉時保護氣體進氣后維持結晶器內正向氣壓的大小可調，以使得該壓力能夠更好地適應冶煉需求，提高冶煉效果。同時當結晶器內保護氣體進氣形成保護氛圍后，還可以根據需要及時調小甚至關閉泄氣通道，以保持結晶器內的保護氣體氛圍和保護氣體正向壓力，并節省保護氣體耗費量。
[0031]其中，上固定環9和假電極4之間還設置有上密封結構，上密封結構包括一個凸出形成于假電極外表面的限位圓環凸臺13，還包括被壓縮于限位圓環凸臺13上表面和上固定環9下表面之間的上密封圈14。實施時，上密封圈14優選采用高溫耐火棉得到以延長使用壽命O
[0032]這樣，方便實現上固定環和假電極之間的密封連接，避免從連接處泄氣。
[0033]其中，保護罩5下端通過一個圓盤狀的下固定環15密封連接在結晶器I上端表面，進氣管設置在下固定環上。
[0034]這樣，下固定環的設置更加方便保護罩下端的固定連接。
[0035]其中，所述結晶器I上端表面靠內位置設置有倒L形的限位塊16，所述下固定環15內側部卡壓限位在限位塊16內，下固定環15外側部靠豎向設置的連接螺栓17貫穿連接在結晶器上端，下固定環下表面和結晶器上端表面之間壓設有下密封圈18實現密封。
[0036]這樣，使得下固定環安裝方便快捷，固定可靠且密封效果好。實施時，下密封圈18優選采用高溫耐火棉得到以延長使用壽命。
[0037]其中，還包括保護氣體預熱結構，保護氣體預熱結構包括一個保護氣體預熱腔室19，所述進氣管6連接進氣至保護氣體預熱腔室19預熱后再連接進氣至保護罩內。
[0038]這樣，保護氣體預熱后再進入到結晶器內，避免保護氣體溫度過低對結晶器內冶煉反應造成的沖擊波動而影響冶煉質量。特別是保護氣體一般是壓縮存儲在存儲罐內，釋放出來后氣體體積變大有一個吸熱的過程，會強烈地吸取接觸物體的熱量，如果不經過預熱直接進入到結晶器內，就容易影響冶煉效果。
[0039]其中，還包括用于對保護罩實現冷卻的保護罩冷卻結構。這是由于結晶器冶煉過程中，內部熱氣上升，熱量得到保護罩，會很快造成保護罩溫度升高，故設置冷卻結構進行冷卻可以更好地提高對保護罩自身的保護效果，避免由于溫度過高而損壞，延長保護罩使用壽命。
[0040]其中，所述保護罩包括內層罩體和外層罩體，所述進氣管連通至外層罩體和內層罩體之間，所述內層罩體上設置有出氣口連接出內層罩體，外層罩體和內層罩體之間構成保護氣體預熱腔室，保護氣體預熱腔室進入保護氣體后構成保護罩冷卻結構。
[0041]這樣，采用非常簡單的雙層罩體結構，巧妙地使其同時實現了上述進氣預熱和保護罩冷卻保護的雙重效果，沒有添加額外的冷卻源和預熱源，極大地節省了成本。同時雙層罩體的結構，使得當冶煉過程中，有任一層罩體破損時，保護罩能夠繼續使用并繼續維持結晶器內的氣體保護氛圍，到冶煉結束后再進行補漏，極大地提高了冶煉過程中氣體保護的可靠性和安全性。
[0042]其中，所述出氣口內設置有出氣管20，出氣管20位于內側罩體下部位置且出氣管出氣方向斜向下正對結晶器I內腔設置。
[0043]這樣，出氣口上增設出氣管進行出氣，能夠更好地保證出氣方向朝內下方出氣，提高氣氛保護效果。
[0044]其中，出氣管20在水平面的豎向投影沿電極和結晶器內腔之間空間中間圓的切線方向設置。這樣，進入的保護氣體能夠沿電極和結晶器內腔之間空間螺旋向下流動，以更好地到達冶煉位置實現氣氛保護，提高氣氛保護效果。
[0045]其中，出氣管20內設置有單向壓力閥，用于當外層罩體和內層罩體之間累積出一定氣體壓力后，才單向打開出氣管出氣，保證外層罩體和內層罩體之間填充氣體的數量，以保證對保護罩的冷卻效果。
[0046]其中，進氣管6和出氣管20設置于結晶器上方單側且位于相反的方向。這樣出氣管單側設置，更加利于另一側空氣的排出，利于保護氣體氛圍的建立，同時進氣管和出氣管位于相反的方向，可以延長保護氣體在兩層罩體之間的流動路徑，更好地提高對保護氣體的預熱效果。
[0047]其中，所述外層罩體上端還設置有帶開關閥的抽排氣管道21和外界連通。這樣，通入保護氣體之前可以先通過抽排氣管道將雙層罩體內氣體抽空，使得雙層罩體相互貼合，然后關閉開關閥，再通入保護氣體，使得保護氣體填充入雙層罩體內部空腔，形成一定壓力后再從出氣管進入到結晶器內實現氣氛保護。這樣就可以在通入保護氣體時更好地先填充滿雙層罩體內部空間，更好地實現了雙層罩體的保護氣體預熱效果和保護罩冷卻效果。
[0048]綜上所述，本實用新型具有結構簡單，不易損壞，氣氛保護穩定，能夠提高冶煉安全性，提尚冶煉效果等優點。
【主權項】
1.一種金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，保護罩下端通過一個圓盤狀的下固定環密封連接在結晶器上端表面，用于保護氣體進氣的進氣管設置在下固定環上。2.如權利要求1所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，所述結晶器上端表面靠內位置設置有倒L形的限位塊，所述下固定環內側部卡壓限位在限位塊內，下固定環外側部靠豎向設置的連接螺栓貫穿連接在結晶器上端，下固定環下表面和結晶器上端表面之間壓設有下密封圈實現密封。3.如權利要求2所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，所述保護罩包括內層罩體和外層罩體，進氣管連通至外層罩體和內層罩體之間，所述內層罩體上設置有出氣口連接出內層罩體，外層罩體和內層罩體之間構成保護氣體預熱腔室，保護氣體預熱腔室進入保護氣體后構成保護罩冷卻結構。4.如權利要求3所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，所述出氣口內設置有出氣管，出氣管位于內側罩體下部位置且出氣管出氣方向斜向下正對結晶器內腔設置。5.如權利要求4所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，出氣管在水平面的豎向投影沿電極和結晶器內腔之間空間中間圓的切線方向設置。6.如權利要求5所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，出氣管內設置有單向壓力閥。7.如權利要求4所述的金屬重熔爐保護罩下端部結構，其特征在于，進氣管和出氣管設置于結晶器上方單側且位于相反的方向。
【文檔編號】C22B9/187GK205687985SQ201620563600
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月13日 公開號201620563600.3, CN 201620563600, CN 205687985 U, CN 205687985U, CN-U-205687985, CN201620563600, CN201620563600.3, CN205687985 U, CN205687985U
【發明人】吳建軍, 趙偉, 郭建
【申請人】重慶鋼鐵(集團)有限責任公司