一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電渣重熔冶煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器。
【背景技術(shù)】
[0002]電渣重熔工藝是在大氣環(huán)境下將電流通入自耗電極中，依靠渣池產(chǎn)生的焦耳熱將自耗電極熔化，形成的熔融金屬液以滴落狀穿過熔渣，與熔渣充分接觸，通過水冷結(jié)晶器的強(qiáng)制冷卻即凝固形成鋼錠。電渣重熔工藝獨具提高金屬潔凈度，控制凝固組織及最終成型達(dá)到毛坯精化三重功能。采用該方法生產(chǎn)的鋼錠組織致密、成分均勻、表面光潔，且通過電渣重熔工藝能夠顯著去除鋼中非金屬夾雜物含量，降低鋼中全氧含量，顯著改善鋼錠的凝固組織和力學(xué)性能。目前，世界各國都在致力于發(fā)展該技術(shù)，而且發(fā)展十分迅速。
[0003]電渣重熔工藝是在電渣重熔爐中進(jìn)行的，電渣重熔爐的結(jié)構(gòu)主要包括爐體和同軸心設(shè)置于爐體內(nèi)并用于形成爐體內(nèi)腔的結(jié)晶器，爐體位于一具有水平底面的安裝槽內(nèi)且安裝槽一側(cè)設(shè)置有支柱，支柱上方設(shè)置有橫臂，橫臂上正對爐體上端口安裝有向下延伸進(jìn)入結(jié)晶器的電極；還包括有和電極相連并用于電氣控制的數(shù)據(jù)控制處理系統(tǒng)。其中，結(jié)晶器是電渣重熔爐最重要的部件，電極熔化、熔融金屬熔煉和結(jié)晶以及鑄錠成型都是在結(jié)晶器中完成，同時結(jié)晶器還起著熔煉室的作用?，F(xiàn)有結(jié)晶器通常采用紫銅與低碳鋼制造，其內(nèi)層采用紫銅而外層采用低碳鋼，二者對焊以后形成冷卻水夾層。在電渣重熔過程中，冷卻水由結(jié)晶器下部進(jìn)水管流入，經(jīng)結(jié)晶器紫銅內(nèi)膽與鋼板外殼之間的冷卻層，冷卻結(jié)晶器內(nèi)的鋼液，控制鋼液的結(jié)晶速度并形成電渣鋼錠，冷卻水從結(jié)晶器上部的出水管流出。
[0004]但當(dāng)重熔速度較快、熔池深度較深的情況下，有可能將大顆粒夾雜物帶入電渣錠中，還會產(chǎn)生疏松、甚至縮孔等凝固缺陷，降低合金元素在鋼中分布的均勻性。
[0005]通過專利檢索，關(guān)于減少電渣重熔過程中的疏松、縮孔等凝固缺陷以及防止成分偏析的技術(shù)方案已有公開，如:中國專利申請?zhí)?CN89100371.1，發(fā)明創(chuàng)造名稱:一種低能耗電渣重熔制取細(xì)晶錠的方法，該專利申請案中公開了一種低能耗電渣重熔制取細(xì)晶錠的方法，采用交流電源變壓器單相串聯(lián)雙自耗電極或交流三相聯(lián)接三根自耗電極插入低熔點熔渣中，該熔渣處于變速旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶器內(nèi)，通過強(qiáng)化金屬熔體和熔渣之間的動量與熱能交換以及金屬熔體與已凝固枝晶組織的動量交換，使糊狀熔體中晶粒增殖和快速凝固，從而獲得細(xì)小等軸晶的致密組織。該申請案在一定程度上細(xì)化了組織，降低了合金的枝晶偏析程度，縮短了合金錠擴(kuò)散均勻化所需的時間，但該申請案中的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電渣錠取出較為麻煩；電極固定安裝，不能解決重熔過程中電極偏離的問題；冷卻水的結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，降低了其冷卻速率。
[0006]又如，中國專利申請?zhí)?201310614338.1，申請日:2013年11月26日，發(fā)明專利名稱:一種基于真空環(huán)境下旋轉(zhuǎn)自耗電極的電渣重熔裝置及方法，本發(fā)明提供一種基于真空環(huán)境下旋轉(zhuǎn)自耗電極的電渣重熔裝置及方法，該裝置包括結(jié)晶器、自耗電極、導(dǎo)電桿、立柱、底水箱、控制電機(jī)、電機(jī)支座、減速器、皮帶傳動裝置、旋轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)電橫臂、真空罩和真空泵。真空泵通過管道連接至真空罩；控制電機(jī)和減速器固定連接在電機(jī)支座上；減速器通過皮帶傳動裝置連接旋轉(zhuǎn)軸；旋轉(zhuǎn)軸通過法蘭盤與導(dǎo)電桿連接；導(dǎo)電桿與自耗電極焊接在一起；自耗電極插入結(jié)晶器中形成整個重熔裝置。該申請案在一定程度上降低了鋼錠中氧含量和氫含量，細(xì)化了鋼錠結(jié)晶組織，減少了元素偏析和內(nèi)部疏松缺陷，但該申請案中只有凝固鋼錠的高度達(dá)到一定程度時自耗電極才開始旋轉(zhuǎn)，鋼錠的冷卻速率受到一定限制，不利于組織的細(xì)化，且自耗電極不能進(jìn)行上下和左右調(diào)節(jié)，能耗較多且易出現(xiàn)電極偏離的問題，操作復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]1.實用新型要解決的技術(shù)問題
[0008]本實用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)電渣重熔過程中在重熔速度較快、熔池深度較深的情況下，有可能將大顆粒夾雜物帶入電渣錠中，還會產(chǎn)生疏松、甚至縮孔等凝固缺陷，降低合金元素在鋼中分布的均勻性等問題，提供了一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，促使電渣重熔過程中形成淺平熔池，以解決以上不足，同時通過對水冷機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，進(jìn)一步提高了鋼錠的冷卻速率，從而使所得鋼錠的組織和性能得到進(jìn)一步改善。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0011]本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體、自耗電極、電極夾持器、水冷機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該水冷機(jī)構(gòu)包括底水箱，其中:所述的結(jié)晶器本體通過螺栓連接固定于所述的底水箱的上方，所述的結(jié)晶器本體的器壁包括內(nèi)、外兩層，該結(jié)晶器本體內(nèi)、外兩層器壁之間形成一冷卻空腔；所述的結(jié)晶器本體的上方設(shè)有電極夾持器，所述的電極夾持器上夾持有兩個自耗電極；所述的自耗電極通過電纜與變壓器相連，且該自耗電極的底部伸入到結(jié)晶器本體內(nèi)部的精煉渣中；所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于所述的底水箱的下方，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括調(diào)速電機(jī)和皮帶傳動裝置，所述的調(diào)速電機(jī)的輸出端與所述的皮帶傳動裝置的主動輪相連，所述的皮帶傳動裝置的從動輪位于所述的底水箱的下方，且從動輪與底水箱的下方固定連接；所述的調(diào)速電機(jī)驅(qū)動皮帶傳動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而帶動底水箱和結(jié)晶器本體的旋轉(zhuǎn)。
[0012]作為本實用新型的更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的水冷機(jī)構(gòu)還包括進(jìn)水管和出水管，所述的底水箱包括中心套管和外層套管，其中:所述的中心套管位于所述的底水箱的內(nèi)部，所述的外層套管位于所述的底水箱的內(nèi)、外器壁所形成的空腔內(nèi)；所述的進(jìn)水管的一端與所述的中心套管相連，所述的進(jìn)水管的另一端與所述的結(jié)晶器本體的冷卻空腔的底端相連；所述的結(jié)晶器本體的冷卻空腔的頂端還設(shè)有出水口，所述的出水管的一端與上述的出水口相連，所述的出水管的另一端與所述的外層套管相連。
[0013]作為本實用新型的更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的電極夾持器分別與兩個單相交流電機(jī)相連，所述的兩個單相交流電機(jī)分別為垂直移動控制電機(jī)和水平移動控制電機(jī)。
[0014]作為本實用新型的更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的出水管有兩個，且對稱設(shè)置在所述的結(jié)晶器本體的器壁外側(cè)。
[0015]3.有益效果
[0016]采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0017](I)本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，其結(jié)晶器本體通過螺栓連接固定于底水箱的上方，當(dāng)電渣重熔過程結(jié)束后，容易使結(jié)晶器本體與底水箱拆卸分離，從而便于電渣重熔后鋼錠的取出；同時，在底水箱的下方還設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，且該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的從動輪與底水箱的下方固定連接，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠帶動底水箱和結(jié)晶器本體進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，從而帶動渣池運(yùn)動，使渣池溫度趨于均勻化，同時渣池運(yùn)動也帶動金屬液滴在渣池中運(yùn)動，使小液滴隨機(jī)滴落于金屬熔池中，而不是集中于金屬熔池中心部位，因而促進(jìn)金屬熔池溫度均勻分布，有利于形成淺平狀熔池，防止產(chǎn)生大顆粒夾雜。
[0018](2)本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，其冷卻水經(jīng)進(jìn)水管流入結(jié)晶器本體的冷卻空腔內(nèi)，再由冷卻空腔頂端的出水口流向出水管，可以有效地提高鋼錠的冷卻速率；同時，其出水管有兩個且對稱設(shè)置在結(jié)晶器本體的器壁外側(cè)，有利于提高經(jīng)過冷卻空腔的冷卻水的排出速率，從而進(jìn)一步增強(qiáng)水冷機(jī)構(gòu)的冷卻效果，使電渣重熔后鋼錠的組織和性能得到進(jìn)一步改善。
[0019](3)本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，其電極夾持器分別與兩個單相交流電機(jī)相連，此兩個單相交流電機(jī)除了控制電極夾持器的上下運(yùn)動外，還可以對電極夾持器進(jìn)行左右速調(diào)與微調(diào)，從而可以及時使電極對正，防止電極偏移現(xiàn)象的發(fā)生。
[0020](4)本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，原理簡單，便于推廣使用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器的沿結(jié)晶器壁上端出水口中心線剖面示意圖。
[0022]圖2為本實用新型的一種電渣重熔用的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶器沿結(jié)晶器壁下端進(jìn)水口中心線剖面示意圖。
[0023]示