複合襯爐電渣重熔工藝及設備的製作方法

2023-06-26 06:02:56 1

專利名稱：複合襯爐電渣重熔工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種複合襯爐電渣重熔工藝及設備，屬於冶金重熔精煉和鑄造成型技術領域。
本發明做出之前，世界範圍內的電渣重熔爐大致有兩種類型，即水冷內襯電渣重熔爐和有襯電渣重熔爐。所謂的水冷內襯電渣重熔爐是在水冷內襯結晶器內進行精煉並直接凝固成型。而有襯電渣重熔爐則取消了水冷結晶器，精煉過程是在內層襯有耐火材料的爐體內進行，精煉後還需爐外再進行一次鑄造成型。二者的工藝過程及設備裝置不同導致了不同的特點水冷內襯電渣重熔爐可在重熔精煉過程中直接熔鑄成型，熔鑄工藝簡單，設備單一，佔地面積小，但耗電量頗高。在電渣重熔爐過程中，出渣池側表面傳到水冷結晶器並由結晶器冷卻水帶走的熱量相當大，約佔渣池放出總熱量的45～67%，理論計算重熔一噸鋼只需耗電400度，而這種電渣重熔爐實際耗電在1200～2000度/噸，熱效率只有20～40%。有襯電渣重熔爐爐襯沒有冷卻水，且有耐火材料保溫，所以渣層和熔池溫度較高，冶金反應強烈，能獲得高質量的鋼水，電耗一般在600～800度/噸，熱效率可達50～65%，是水冷內襯電渣重熔爐的1.6～2.5倍，但它不能直接鑄造成高質量的錠型，必須與後部的鑄造工序配套，因此整個工藝過程複雜，設備分散，且存在有因鑄造工藝方法不當而造成重熔效果的前功盡棄。
本發明的目的就是一種複合襯爐電渣重熔工藝及設備，這種工藝及設備能博採水冷電渣重熔爐和有襯電渣爐之長處，集二者的優勢為一身，形成有襯和水冷二段式複合襯爐的電渣重熔方法，從而實現即省電節能，又可一次性熔鑄成高質量錠型的最佳效果。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，採用一種有襯和水冷的二段式爐體設備，或稱複合內襯節能型結晶器，使需要保溫的渣池始終處在有襯爐體部位，而要快速冷凝的金屬熔池則控制在水冷爐體之內。液面的監測靠裝在水冷段爐體內的液位傳感器來完成，並將液位傳感器與錠型的拉引裝置聯鎖，實現自動控制操作，以保持金屬液面始終處於水冷襯的指定位置上。本發明的上述內容及其生產操作過程結合


如下圖1複合襯爐屯渣重熔工藝布置圖;
圖2複合襯爐爐體結構剖面圖(即複合內襯節能型結晶器剖面圖)如圖1所示，本發明的複合襯爐主要由變壓器(1)、自耗電極(2)、複合襯爐爐體結構(3)、液位傳感器(4)、錠型拉引控制器(5)、錠型拉引機構(6)等組成。圖2示出了複合襯爐爐體結構的具體結構，這種複合襯爐爐體結構(3)可分為上段的有襯爐體(8)和下段水冷結晶器(9)以及上下二段的聯接器(10)等，而下段水冷結晶器(9)的內上側安放液位傳感器(4)，側下方和側上方分別設有冷卻水進口(11)和冷卻水出口(12)。在本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備中，熔鑄前需將錠型拉引機構(6)牽引的引錠頭和結晶器內置底水箱(14)設置在爐體中的上段有襯爐體結構(3)內，內置底水箱(14)和引錠頭上便為渣池(13)，再調整自耗電極(2)的下端插入渣(13)內，進行引燃操作，在引燃過程的同時，液位傳感器同步工作，並控制錠型拉引機構(6)開始拉錠(此時只是使金屬液面逐漸下移)，當金屬液面下降到距離下段水冷結晶器(9)的頂端下0～10毫米時(此時下部金屬已結晶成型)便進入下正常工作狀態。將引燃啟動過程設置在上段的有襯爐體(8)內進行可以降低啟動電耗，並有利金屬液態積攢和液態金屬進入下段水冷結晶器(9)後的正常冷凝和拉錠。在金屬液面控制在下段水冷結晶器(9)的頂端下0～10毫米時，即能使熔融渣池(13)始終處於上段的有襯爐體(8)內以減少或避免渣池側表面散熱，提高爐體熱效率，更有利增強渣池的冶金反應獲得高質量的鋼水，減少電耗。而保持金屬液面在下段水冷結晶器(9)的頂端下0～10毫米範圍內，就是要使高質量的鋼水直接快速冷凝成高質量的錠型，且不影響上段有襯爐(8)內的正常冶金反應。
在本發明的複合襯爐屯渣重熔設備中按上述說明將有襯爐體(8)做為上段，水冷結晶器(9)做為下段，並將二者通過聯結器(10)連為一體做為複合襯爐爐體，併合理地控制金屬液面位置，即克服了水冷內襯電渣重熔爐耗電量大和有襯電渣爐不能直接鑄成高質量錠型的缺點，且充分發揮了二者各自的優勢。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備中的自耗電極(2)可是單極、雙極和多極。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，其複合襯爐爐體結構(3)中的上段有襯爐體(8)和下段水冷結晶器(9)的斷面形狀和各自尺寸可根據需要任意設置，即可上小下大，也可上大下小，即可上圓下方，亦可上方下圓，更可同方同圓或各自異型。為了防止上段有襯爐體(8)內渣池(13)上部輻射傳出，可將其製成頂部收縮式(以不影響自耗電極(2)自由升降為限)，也可在上部多設一個帶孔(此孔留做自耗電極(2)升降用)保溫蓋。上段有襯爐體(8)內層的耐火材料可砌築，也可澆鑄或搗打，在砌築時最好分為永久層、絕熱層和工作層。複合襯爐體(3)還可設計成上下兩段為一體化的整體結構。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，在熔煉終了的補縮期，可把渣池下移到下段的水冷結晶器(9)內進行，以提高補縮效果。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，不僅是新建電渣重熔爐的最佳技術方案，而且適用於現有水冷內襯和有襯電渣重熔爐的技術改造。
本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備在200kg電渣重熔爐上實施，其熔煉電壓50V，熔煉電流3KA，結晶器內徑250mm，有襯段爐體內耐火材料厚90mm，加絕熱層，採用在有襯爐體段引燃啟動，水冷結晶器段補縮，鋼錠一次性成型良好，實際電耗在800度/噸以內。實施例表明採用本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，可比水冷電渣重熔爐節電25～50%。
權利要求
1.一種複合襯爐電渣重熔工藝，所用的設備主要由變壓器(1)、電控裝置(5)、自耗電極(2)、分上下兩段的複合襯爐體結構(3)、液位傳感器(4)和錠型拉引機構(6)、結晶器內置低水箱(14)等，其特徵在於渣池(13)始終處於複合襯爐體結構(3)的上段內，而金屬液面保持在複合襯爐爐體結構(3)中上下二段交界處以下10毫米範圍內。
2.一種複合襯爐屯渣重熔設備，其複合襯爐爐體結構(3)主要由上段的有襯爐體(8)、下段水冷結晶器(9)、上下二段的聯接器(10)以及液位傳感器(4)等組成，其特徵在於上段的有襯爐體(8)內層砌築、搗打或澆注耐火材料，下段水冷結晶器(9)通水進行強制冷卻。
3.根據權利要求1和權利要求2所述的複合襯爐電渣重熔工藝及設備，其特徵在於引燃啟動操作在上段有襯爐體(8)內進行，補縮在下段水冷結晶器內完成。
全文摘要
一種複合襯爐電渣重熔工藝及設備，博採水冷電渣重熔爐和有襯電渣爐之長處，集二者的優勢為一身。它把爐體分為有襯和水冷的上下二段式的複合內襯節能型結晶器，使渣池始終處在上段的有襯爐體內，以減少渣池側面熱損失，同時也加劇渣池的冶金反應，以獲得高質量鋼水。而金屬液面控制在有襯和水冷爐體的二段交界以下部位可保證鋼水的快速冷凝，最終得到高質量的錠型。本發明的複合襯爐電渣重熔工藝及設備不僅能實現一次熔鑄成型，而且較水冷電渣重熔爐節電25～50％。
文檔編號C22B9/187GK1092472SQ9310313
公開日1994年9月21日 申請日期1993年3月17日 優先權日1993年3月17日
發明者冮俊鋒, 卞亞莉 申請人:冮俊鋒