專利名稱：電渣重熔爐氣相密封式保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金行業(yè)的冶煉設(shè)備，尤其是指用于冶煉特種金屬材料的電渣重熔爐的大氣隔離(封閉)裝置。
為提高電渣重熔的高溫合金等特種金屬材料的產(chǎn)品質(zhì)量，避免電渣重熔在大氣中進行是現(xiàn)代冶金技術(shù)的追求。目前，比較典型的保護裝置1有二種(A)在結(jié)晶器頂部安置一個干燥空氣罩，阻止潮濕大氣進入結(jié)晶器內(nèi)部，有利于防止氫敏感材料的白點產(chǎn)生，但干燥空氣中的氧與熔渣/金屬之間的反應仍不可避免，合金鋼中的易氧化元素Ti、Al、Mg仍可發(fā)生顯著燒損，并導致鋼中氧含量的增加。(B)德國ALD公司的“緊密保護罩系統(tǒng)”從結(jié)晶器上部開始，將熔煉電極和輔助電極完全置于保護罩內(nèi)；在升降料桿處，采用發(fā)泡硅橡膠將保護罩密封，又不影響料桿的升降；下部的錐形排氣罩設(shè)有通入氬氣及排除煙氣的旁通閥等裝置。其優(yōu)點是設(shè)備先進，保護效果較好，不足之處在于，整體保護裝置結(jié)構(gòu)比較復雜，設(shè)備成本高，且電渣重熔時不能采用液渣起弧技術(shù)。
本實用新型提供的一種電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的保護裝置1是上、下兩層不相通的雙層腔體，外徑相當于電渣重熔爐結(jié)晶器10外徑，內(nèi)徑小于結(jié)晶器10內(nèi)徑、大于合金自耗電極棒9直徑；保護裝置1下層底部有一個環(huán)形凸出部，內(nèi)徑等于保護裝置1內(nèi)徑，外徑相當于電渣重熔爐結(jié)晶器10內(nèi)徑，便于保護裝置1固定在電渣重熔爐結(jié)晶器10頂端；保護裝置1上層環(huán)形腔體2、均勻分布在上層環(huán)形腔體內(nèi)壁同心圓上的一組燃氣出氣孔4、安置在上層環(huán)形腔體外殼的燃氣進氣口8組成燃氣通道；保護裝置1下層環(huán)形腔體6、均勻分布在下層環(huán)形腔體6底部凸出部同心圓上的一組惰性氣體出氣孔5、安置在下層環(huán)形腔體6外殼的惰性氣體進氣口7組成惰性氣體通道；燃氣出氣孔4的中心線與水平面平行或稍微朝上，夾角呈α＝0～5度；惰性氣體出氣孔5的中心線與水平面垂直；安置在保護裝置1上層環(huán)形腔體2內(nèi)的擋板3呈環(huán)柱狀，擋板3一端與環(huán)形腔體上壁(或下壁)固定相連，另一端與環(huán)形腔體下壁(或上壁)不相連(留有縫隙)，使經(jīng)過燃氣通道的燃氣均勻地從燃氣出氣孔4噴出；上述結(jié)合構(gòu)成本實用新型。
雙層腔體的保護裝置1可以是合體結(jié)構(gòu)，也可以是分體結(jié)構(gòu)。
環(huán)柱狀擋板3有1～3個，與環(huán)形腔體下壁(或上壁)不相連的縫隙交叉布置。
均勻分布在上層環(huán)形腔體2內(nèi)壁同心圓上的一組燃氣出氣孔4有1～3個排，上下交叉排列，同排出氣孔的間距3～20mm。
惰性氣體出氣孔的間距3～20mm；惰性氣體可以是氬氣或氮氣。氬氣成本較高，但電渣重熔的鋼種通用性強；氮氣成本較低，適用于含氮鋼的電渣重熔。
保護裝置1的材料可以選用合金鋼等金屬材料。
操作時，首先將環(huán)狀結(jié)構(gòu)的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置置于電渣重熔爐結(jié)晶器10頂端。然后開啟燃氣開關(guān)，燃氣與過濾的壓縮空氣混合后經(jīng)橡皮管輸送，通過燃氣通道，經(jīng)燃氣進氣口8，導入安置有環(huán)柱狀擋板3的保護裝置1的上層環(huán)形腔體2內(nèi)，使混合氣體于燃氣出氣孔4點火均勻燃燒，火焰噴口呈水平方向(或稍微朝上)射向自耗電極9，將大氣與結(jié)晶器10容腔隔離，封阻大氣進入結(jié)晶器10。同時，開啟惰性氣體開關(guān)，惰性氣體經(jīng)橡皮管輸送，通過惰性氣體通道，經(jīng)惰性氣體進氣口7，導入保護裝置1的下層環(huán)形腔體6內(nèi)，從惰性氣體出氣孔5垂直向下噴向電渣重熔爐結(jié)晶器10的重熔渣池，由于惰性氣體比重較大，又受到上部燃燒氣體的封阻，能有效地覆蓋電渣重熔的渣層上部，從而阻擋空氣對重熔渣池的氧化，對渣池下面的金屬熔池起到良好的保護作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有下列優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。
(2)制造成本低，使用壽命長。
(3)操作安全、可靠。
(4)合金中的氧含量低，產(chǎn)品質(zhì)量高。
(5)阻止了電渣重熔時SiF4有毒氣體等從結(jié)晶器10內(nèi)向大氣中的顯著揮發(fā)，改善了現(xiàn)場空氣質(zhì)量。
(6)合金中Ti、Al、Mg等易氧化元素的燒損少。
(7)鋼錠頭部的補縮效果佳。
(8)降低電渣重熔的電耗，其電耗降低可以補償消耗燃氣及氬氣所需費用。
(9)可便于采用液體渣起弧的辦法進行電渣重熔。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的A-A剖視圖圖3是本實用新型的B-B剖視圖圖4是本實用新型的工作狀態(tài)示意圖
權(quán)利要求1.電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的保護裝置(1)是上、下兩層不相通的雙層腔體，外徑相當于電渣重熔爐結(jié)晶器(10)外徑，內(nèi)徑小于結(jié)晶器(10)內(nèi)徑、大于合金自耗電極棒(9)直徑；保護裝置(1)下層底部有一個環(huán)形凸出部，內(nèi)徑等于保護裝置(1)內(nèi)徑，外徑相當于電渣重熔爐結(jié)晶器(10)內(nèi)徑；保護裝置(1)上層環(huán)形腔體(2)、均勻分布在上層環(huán)形腔體(2)內(nèi)壁同心圓上的一組燃氣出氣孔(4)、安置在上層環(huán)形腔體(2)外殼的燃氣進氣口(8)組成燃氣通道；保護裝置(1)下層環(huán)形腔體(6)、均勻分布在下層環(huán)形腔體(6)底部凸出部同心圓上的一組惰性氣體出氣孔(5)、安置在下層環(huán)形腔體(6)外殼的惰性氣體進氣口(7)組成惰性氣體通道；燃氣出氣孔(4)的中心線與水平面平行或稍微朝上，夾角呈α＝0～5度；惰性氣體出氣孔(5)的中心線與水平面垂直；安置在上層環(huán)形腔體(2)內(nèi)的擋板(3)呈環(huán)柱狀，擋板(3)一端與上層環(huán)形腔體(2)上壁(或下壁)固定相連，另一端與上層環(huán)形腔體(2)下壁(或上壁)不相連(留有縫隙)；上述結(jié)合構(gòu)成本實用新型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征是雙層腔體的保護裝置(1)可以是合體結(jié)構(gòu)，也可以是分體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征在于安置在上層環(huán)形腔體(2)內(nèi)的環(huán)柱狀擋板(3)有1～3個，與上層環(huán)形腔體(2)下壁(或上壁)不相連的縫隙交叉布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征在于均勻分布在上層環(huán)形腔體(2)內(nèi)壁同心圓上的一組燃氣出氣孔(4)有1～3個排，上下交叉排列，同排出氣孔的間距3～20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征在于惰性氣體出氣孔的間距3～20mm，惰性氣體可以是氬氣或氮氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，其特征在于保護裝置(1)的材料可以選用合金鋼等金屬材料。
專利摘要電渣重熔爐氣相密封式保護裝置，用于特種金屬的電渣重熔。其特征是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的保護裝置是上、下不相通的雙層腔體；上層腔體、上層腔體內(nèi)壁的一組出氣孔、上層腔體外殼的進氣口組成燃氣通道；下層腔體、下層腔體底部的一組出氣孔、下層腔體外殼的進氣口組成氬氣通道。操作時，先將本裝置固定在結(jié)晶器頂端；然后開啟燃氣、氬氣開關(guān)，燃氣、壓縮空氣混合后在燃氣出氣孔點火燃燒，水平噴出火焰將大氣與結(jié)晶器隔離，氬氣從氬氣出氣孔向下噴向重熔渣池，保護金屬熔池不被氧化。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、保護效果佳、使用壽命長的特點，可采用液體渣起弧，改善了Ti、Al、Mg等易氧化元素的燒損，降低合金氧含量50％，滿足了用戶的高質(zhì)量要求。
文檔編號C22B9/16GK2570301SQ0226029
公開日2003年9月3日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
發(fā)明者周奠華, 金鑫, 周明達 申請人:寶鋼集團上海五鋼有限公司