[发明专利]结晶器导电、连铸式电渣重熔炉

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种结晶器导电、连铸式电渣重熔炉。属炼钢技术领域。

(二)背景技术

电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其目的主要是提纯金属，并获得结晶组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高，含硫量低，非金属夹杂物少，钢锭表面光滑，结晶均匀致密，金相组织和化学成分均匀。

以往的电渣炉结构如图1所示：由变压器、横臂立柱、横臂、结晶器、电缆、运锭车等组成。因采用固定式长桶型结晶器，电渣锭长度一般在2.5米以内。通过传统方式生产电耗高，生产效率低，而且要通过锻造或粗轧开坯，生产工序复杂，成材率较连铸坯低，因而生产成本高。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种生产电耗低，生产效率高、生产工序简单，成材率较连铸坯高的结晶器导电、连铸式电渣重熔炉。

本发明的目的是这样实现的：一种结晶器导电、连铸式电渣重熔炉，其特征在于所述重熔炉包括抽锭系统、结晶器系统、电极、电极升降系统和供电系统，

所述抽锭系统包括抽锭立柱、抽锭平台和底水箱，抽锭平台套接于抽锭立柱上，底水箱装置在抽锭平台上；

所述结晶器系统包括结晶器平台和结晶器，结晶器平台固定装置于所述抽锭立柱顶部，结晶器固定设置在结晶器平台上，结晶器置于所述底水箱正上方；

所述电极升降系统采用两个独立的横臂立柱和横臂，所述横臂一边套接于横臂立柱上，横臂另一边通过电极把持器与电极上端相连，电极下端插置于所述结晶器内；

所述供电系统包括变压器、短网、横臂电缆、结晶器电缆和底水箱电缆，横臂电缆一端通过短网接至电极把持器，另一端通过短网接至变压器，结晶器电缆和底水箱电缆一端分别接至结晶器和底水箱，另一端通过短网接至变压器。

工作原理：

1、导电式结晶器

在铜制水冷结晶器中加入固态炉渣，先采用石墨电极造渣，造好渣后交换电极，将自耗电极的端部插入其中。当自耗电极、炉渣和底水箱通过短网与变压器形成供电回路时，便有电流从变压器输出，通过液态熔渣，由于上述供电回路中，熔渣的电阻相对较大，占据了变压器二次电压的大部分压降，从而在渣池中产生了大量的焦耳热，使其处于高温熔融状态。由于渣池的温度远大于金属的熔点，从而使自耗电极的端部被逐渐加热熔化，熔化的金属聚集成液滴，在重力的作用下金属熔滴从电极端头脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却，液态金属逐渐凝固成钢锭。当炉渣充分熔化并达到一定温度，钢锭在结晶器内达到一定高度后，将底水箱电缆断开，结晶器电缆接通，这时自耗电极、炉渣和结晶器通过短网与变压器形成供电回路，电流回路最短。变压器消耗的功率主要用于液态渣的加热，与传统电渣路一部分功率消耗在电渣锭上相比具有明显的节能优势，而且功率波动小，电渣锭表面质量更好。

2、抽锭

当钢水液面达到一定高度后开始抽锭，抽锭速度与自耗电极的熔化速度相匹配，结晶器内钢水液面位置通过钢水液面检测装置进行监测，并自动控制抽锭速度。

本发明电渣重熔炉采用交流供电、固态炉渣启动、单电极重熔、固定式导电结晶器、抽锭方式的电渣重熔工艺。采用固定的桶形导电结晶器和抽锭式电渣重熔方式进行生产，用石墨电极在结晶器内化渣。由交流供电电源、电极、炉渣与结晶器导电环形成供电回路，其改变了结晶器内热分配，使钢—渣界面远离自耗电极端头，熔化金属液滴温度以接近液相线温度滴汇聚于金属熔池中，使金属熔池深度与输入功率和电极熔化速度之间的关联度显著减小。这样在大幅度提高电极熔化速度，即在相应地大幅度提高抽锭速度的条件下，铸坯的结晶质量仍然能保持传统电渣钢锭的水平。显然，这种方式大幅度降低了电耗，提高了生产效率，低了生产成本。

本发明具有如下特点：

1、可以高效生产大断面电渣锭

本发明电渣重熔炉可以满足一些特殊客户的需求，而传统电渣重熔炉要生产相同规格大锭，则其生产工艺设备较为复杂，生产周期很长、成本较高。相比之下，采用发明生产大断面电渣锭则较为便捷，特别利于较大批量和连续生产，从而可降低生产成本。

2、底抽式电渣钢锭有明显的长度优势

根据目前掌握的技术，电渣钢锭长度最长可达6m，这就大大优于传统电渣锭的长度。由于长度增加，其直接优势就是改轧或改锻的成材率大幅提高，其次就是成品长度大幅提高可以满足特殊产品的要求(如大规格厚壁无缝钢管)。

3、能耗较低