一種頂底復吹非真空感應爐的製作方法
2023-07-03 21:56:41 1
專利名稱：一種頂底復吹非真空感應爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金設備技術領域，尤其涉及鋼鐵冶煉用的非真空感應爐。
背景技術：
目前普遍應用的非真空感應爐沒有頂吹系統和底吹供氣系統，它不能向鋼液中吹氧和吹惰性氣體，因此，傳統的非真空感應爐所煉的鋼種僅僅取決於原料，原料條件的好壞直接影響產品的質量，在爐內很難進行調整。特別是廢鋼中含碳、矽、氮、磷、硫較高的情況下處理起來相當困難，所煉的鋼種很難成為合格產品，即使冶煉出合格產品，生產時間相對較長，原料成本較高，而且鋼中的氣體和非金屬夾雜物較高，尤其是冶煉低碳鋼、低氮鋼就更加困難，甚至是不可能的。由於傳統的非真空感應爐存在上述不足，所以它無法滿足冶煉高純鋼的需要。
發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種具備多功能、多用途的頂底復吹非真空感應爐。
本實用新型的感應爐具備一般非真空感應爐的功能，坩堝外壁設置感應線圈，感應線圈通過銅排和水冷電纜與中頻電源接通，可實現對坩堝內爐料的感應加熱。為了使該感應爐具備多功能、多用途，並克服現有非真空感應爐的缺陷，在爐上部設置頂吹氧槍，底部設置底吹供氣元件，底吹供氣元件可以是底吹透氣塞或底吹氧槍，另外設置水冷煙罩、除塵系統和一些必要的檢測與控制系統。冶煉過程中，當感應爐中的爐料熔畢，達到吹煉溫度時，將水冷煙罩轉至爐口上方，並由頂吹氧槍升降機構控制氧槍下降至距鋼水面一定高度向鋼水供氧，氧氣流量大小可調。通過向鋼水中吹氧，可迅速將鋼水中的碳降到較低水平。底吹供氣元件有兩種形式當只需向鋼水中吹入惰性氣體攪拌鋼水時，安裝底吹透氣塞，它的優點是在有鋼水存在情況下，底氣可任意開啟和關閉，透氣塞不堵塞；當需從底部向鋼中吹氧時，安裝的供氣元件是底吹氧槍，利用底吹氧槍向鋼水中供氧，可模擬AOD、K-OBM等冶煉不鏽鋼或超低碳鋼。
由於設置頂吹氧槍，可通過頂吹氧槍向爐內供氧，所以該設備具有脫碳功能，並可以模擬加頂槍的AOD爐即AOD-L爐的各項功能。
當設置底吹透氣塞時，可向坩堝內鋼水中吹入惰性攪拌氣體，能改善熔池反應的動力學條件，使冶金速率加快，碳氧反應更趨於平衡，可冶煉超低碳鋼，同時由於惰性氣體的攪拌作用，鋼中的氣體和雜質含量更低，可冶煉超純鋼。
當設置底吹氧槍時，該設備具有底吹氧功能，可模擬一般的AOD爐冶煉不鏽鋼。
冶煉過程中氣體流量大小可根據需要調節，頂、底氣體種類可任意切換；可進行單獨頂吹氧、底吹氧、底吹惰性氣體攪拌，也可以進行頂、底同時複合吹煉。底吹氧氣是通常要混入一定比例的氬氣或氮氣以改變脫碳反應後氣相中一氧化碳的分壓，滿足不同合金成分和碳含量下脫碳反應的熱力學條件。該底吹氧槍及相應的調節控制系統可以任意設定和自動控制氧氣和惰性氣體的比例，以及切換惰性氣體的種類。
本實用新型的頂底復吹非真空感應爐設置水冷煙罩、水冷煙道、除塵器，冶煉過程中產生的氣體、灰塵經水冷煙罩收集、冷卻，再經過水冷煙道送至除塵器，除塵、淨化後排放，可避免對大氣造成汙染。
本實用新型的非真空感應爐能對冶煉的鋼水進行脫碳、脫氮、去氣體、去夾雜，縮短冶煉時間，降低對原材料的要求，降低生產成本，冶煉高純鋼，特別是冶煉超低碳鋼、超低氮鋼。該設備除適合一些中小企業冶煉特殊要求的鋼種外，特別適合各大鋼鐵冶金企業及技術中心、科研院所開發新品種，模擬復吹轉爐和AOD爐開發新工藝的需要。
附圖為頂底復吹多功能非真空感應爐示意圖，圖中包括1中頻電源；2銅排和水冷電纜；3氧氣管道；4除塵器；5水冷煙道；6氧槍升降系統；7頂吹氧槍；8水冷煙罩；9爐帽；10鋼水；11坩堝；12感應線圈；13鋁合金爐殼；14底吹供氣元件；15底氣管道；16閥門站。
具體實施方式
如附圖所示，頂底復吹非真空感應爐包括中頻電源1、銅排和水冷電纜2、氧氣管道3、除塵器4、水冷煙道5、氧槍升降系統6、頂吹氧槍7、水冷煙罩8、爐帽9、坩堝11、感應線圈12、鋁合金爐殼13、底吹供氣元件14、底氣管道15。鋁合金爐殼13通過耳軸固定在水泥基礎之上；爐內壁設置坩堝11，坩堝11內盛待冶煉鋼水10，坩堝11外壁設置感應線圈12，感應圈12通過銅螺栓固定在鋁合金爐殼13之內，感應線圈12通過銅排和水冷電纜2與中頻電源1連接，實現對坩堝內爐料的感應加熱；爐頂部設置防噴濺的爐帽9，爐帽9上方設置水冷煙罩8，水冷煙罩8與水冷煙道5的一端連通，水冷煙道5的另一端與除塵器4連通，冶煉過程中產生的氣體、灰塵經水冷煙罩8收集、冷卻，再經過水冷煙道5送至除塵器4，除塵後排放。頂吹氧槍7裝在氧槍升降系統6上，頂吹氧槍7穿過爐帽9和水冷煙罩8，下埠插入坩堝8內部，位於待冶煉鋼水10液面上方，上埠與氧氣管道3連接，頂吹氧槍7可隨水冷煙罩8一起轉動，頂吹氧槍7由氧槍升降系統6帶動，可任意的插入爐內或由爐內提出。冶煉過程中，當感應爐中的爐料熔畢，達到吹煉溫度時，將水冷煙罩8轉至爐口上方，並由氧槍升降機構6控制頂吹氧槍7下降至距鋼水10液面一定高度向鋼水10供氧，氧氣流量大小可調；底吹供氣元件14可以是底吹透氣塞或底吹氧槍，設置於爐底部，穿過坩堝8底部中心，上埠與坩堝8內部連通，下埠與底氣管道15連接，底氣管道14來自閥門站16。
權利要求1.一種頂底復吹非真空感應爐，包括中頻電源、銅排和水冷電纜、氧氣管道、除塵器、水冷煙道、氧槍升降系統、頂吹氧槍、水冷煙罩、爐帽、坩堝、感應線圈、鋁合金爐殼、底吹供氣元件、底氣管道，其特徵在於設置頂吹氧槍並設置底吹供氣元件，頂吹氧槍裝在氧槍升降系統上，頂吹氧槍穿過爐帽和水冷煙罩，下埠插入坩堝內部，上埠與氧氣管道連接，底吹供氣元件設置於爐底部，穿過坩堝底部中心，上埠與坩堝內部連通，下埠與底氣管道連接。
2.按照權利要求1所述的頂底復吹非真空感應爐，其特徵在於底吹供氣元件是底吹透氣塞或底吹氧槍，需要向坩堝內吹入惰性攪拌氣體時，設置底吹透氣塞，需要底吹氧時，設置底吹氧槍。
3.如權利要求1所述的頂底復吹非真空感應爐的應用，其特徵在於利用該頂底復吹非真空感應爐的底吹氧槍向坩堝內鋼水中吹氧。
專利摘要一種頂底復吹非真空感應爐，設置頂吹氧槍並設置底吹供氣元件，頂吹氧槍裝在氧槍升降系統上，穿過爐帽和水冷煙罩，下埠插入坩堝內部，上埠與氧氣管道連接，底吹供氣元件設置於爐底部，穿過坩堝底部中心，上埠與坩堝內部連通，下埠與底氣管道連接。需要向坩堝內吹入惰性攪拌氣體時，設置底吹透氣塞，需要底吹氧時，設置底吹氧槍。底吹氧槍可以通入不同比例的氧氣和惰性氣體。該設備具有脫碳功能；可模擬加頂槍的AOD爐即AOD－L爐的各項功能；可用於冶煉超純鋼；可模擬一般的AOD爐冶煉不鏽鋼；冶煉過程中可進行單獨的頂吹氧、底吹氧、底吹惰性氣體攪拌，也可以進行頂、底同時複合吹煉，可用於模擬復吹轉爐和AOD爐開發新工藝。
文檔編號F27B14/00GK2804756SQ20052009155
公開日2006年8月9日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者沙駿, 姜周華, 孫國會, 餘強, 張天彪 申請人:東北大學