[发明专利]一种钢材冶炼及成型系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材的冶炼及成型系统及方法。

背景技术

目前的炼钢法有平炉炼钢、转炉炼钢、电炉炼钢三种方法，它们都是在空气中进行冶炼，脱碳、硫、磷的方法主要是靠吹氧。由于氧大量进入钢材，使钢材品质下降：易生锈腐蚀，影响品质。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种一种钢材冶炼及成型系统及方法，可生产出性能优良的钢材，钢材外硬内软，不但有很好的强度和刚性，还有很好的韧性，表面还不容易生锈，有较强的耐腐蚀性。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种钢材冶炼及成型系统，包括：

密闭车间，用于保证钢材冶炼及成型过程中与外界大气隔离；密闭车间两端及内部设有多道密封性好的升降门；将密闭车间内部分隔为准备室、冶炼室、轧钢或成型室、冷却室；

空气抽出装置，用于将密闭车间内原有的大气抽出，保证密闭车间内无氧气；

冶炼装置，用于冶炼钢材；

成型装置，用于钢材的成型；

全自动输送装置；用来输送冶炼原料、钢材；

全自动控制装置，用于控制空气抽出装置、冶炼原料全自动输送装置、冶炼及成型装置、密闭车间的升降门。

在该钢材冶炼及成型系统中，包括氮气充入装置，用于向密闭车间内持续充入氮气。

一种钢材冶炼及成型方法，包括以下步骤：

(1)将冶炼所需原料通过冶炼原料自动输送装置送至准备室内；

(2)关闭密闭车间两端的升降门，打开车间内部的升降门，使车间内部相通；

(3)从底部将密闭车间内原有的空气抽出；

(4)直到密闭车间内为真空，将原料送至冶炼室内进行冶炼；使钢材一直处于隔离氧气的密闭车间内；

(5)钢材冶炼完成后由自动输送装置输送至轧钢或成型室内，进行轧钢或成型加工；

(6)然后输送至冷却室进行冷却。

该钢材冶炼及成型方法中，从底部将密闭车间内原有的空气抽出的同时，从密闭车间顶部的进气口充入氮气，充入氮气的气压大于大气压。

该钢材冶炼及成型方法中，所述的充入氮气的压力为大气压的2～3倍。

该钢材冶炼及成型方法中，钢材在冶炼过程中不断搅拌，使氮气侵入钢材内部，使钢材内部及表面形成坚硬的氮化物，并使越靠近钢材表面的部分，氮化物越多。

本发明的有益效果是：它可生产出性能优良的钢材，钢材外硬内软，不但有很好的强度和刚性，还有很好的韧性，表面还不容易生锈，有较强的耐腐蚀性和耐疲劳性，而且采用全自动控制，降低工人劳动强度，提高了工作效率。也适用于其他金属的冶炼及成型；可以真空冶炼，也可以真空后冲入氮气冶炼；可以与热处理连贯使用，也可以分别单独使用。

附图说明

附图是本发明中的密闭车间的剖视图，

图中：1升降门，2处理室，3升降门，4处理室，5升降门，6处理室，7升降门，8处理室，9升降门，10处理室，11升降门，12处理室，13升降门，14升降槽，15升降电动机，16房顶，17主冶炼室房顶，171进气口。

具体实施方式

如图所示，

该钢材冶炼系统的密闭车间的两端也设有可升降门1、13，车间内通过可升降门3、5、7、9、11分隔为六个处理室2、4、6、8、10、12。升降门的密封性能要求非常高。升降门的升降都是在升降槽14中进行的，依靠升降电动机15驱动。升降门的结构及安装为现有技术，不再赘述。

该密闭车间的房顶16、包括主冶炼室房顶17都采用保温耐热材料制成。

工作时，将升降门1打开，使原料即优质钢材的钢锭或钢水从升降门1进入处理室2，该室为准备室。然后从处理室2对应的车间房顶17上的进气口171处利用氮气充入装置不断的向密闭车间内充入氮气，同时从处理室2和处理室12的下部利用空气抽出装置将密闭车间内原有的空气抽出。因为充入氮气的压力为大气压的2～3倍，而抽出的空气少，加上整个车间的门多，不管进料和出料时单独开哪一道升降门，都不会影响整个冶炼和轧制成型的过程全部是在隔绝氧气的氛围下进行。

处理室4、8、12是缓冲室，处理室6是主冶炼室。

冶炼是在处理室6中的电炉内进行，加热并使钢锭融化的能量是利用电能。

由于车间是密闭的，所以对钢的成分和质量更有保证。

处理室10是轧钢或成型室，钢材在冶炼和轧制或成型的过程中，由于温度高，氮气逐步会侵入钢材内部，使钢材形成一层坚硬的氮化物。

整个工作过程通过全自动控制装置实现无人化操作，包括机械手和传动流水线，工人的操作只是进行远程监控。改善了劳动条件，提高了工作效率。