[发明专利]附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置及方法

权利要求书

1.一种附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置，包括结晶器、自耗电极、冷却水循环系统、升降横臂和电控装置和自耗电极控制装置，底水箱固定于操作平台上，结晶器放置在冷却水循环系统的底水箱上，位于操作平台一侧的主立杆上连接升降横臂，电控装置固定在升降横臂上，所述电控装置包括控制电机和减速机，控制电机固定在升降横臂上，控制电机的输出端连接减速机的输入端，其特征在于：还包括自耗搅拌器；

所述自耗搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，且搅拌叶片固定连接在搅拌轴上，该搅拌器的材质与最终制备出的大型均质电渣重熔钢锭成品的材质相同；

所述搅拌轴通过联轴装置与减速机输出轴连接；

所述搅拌叶片为从叶片顶部向叶片根部逐渐加厚的片状结构，且搅拌叶片采用单层多片方式固定连接在搅拌轴上；

所述升降横臂与主立杆连接的一端为滑动端，该滑动端内壁有若干滚轮，滚轮带动滑动端沿主立杆上下移动，控制自耗搅拌器进出结晶器。

2.根据权利要求1所述的附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置，其特征在于：所述搅拌轴的旋转直径小于各自耗电极底面圆心构成的极心圆直径。

3.根据权利要求1所述的附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置，其特征在于：所述自耗搅拌器位于结晶器中心，自耗搅拌器在结晶器内搅拌且不断熔化而消耗。

4.根据权利要求1所述的附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置，其特征在于：所述搅拌轴自上而下呈锥形。

5.根据权利要求1所述的附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置，其特征在于：所述搅拌轴的长度超过自耗电极的长度的三分之一，且搅拌轴伸入结晶器的液态金属熔池底部，搅拌叶片自根部到顶部的高度小于各自耗电极底面圆心构成的极心圆半径。

6.采用权利要求1所述的附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置制备大型均质电渣重熔钢锭的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将冷却水从底水箱进水口通入结晶器内，再向结晶器内放入电极渣料或预熔渣料；

步骤2：通过导电横臂将自耗电极浸入结晶器的渣池中并通入强电流使自耗电极熔化，自耗电极溶化后的钢液滴通过渣层下落至结晶器底部，在结晶器底部逐渐积累的钢液形成金属熔池，而后再被结晶器水冷壁冷却并逐渐凝固，形成钢锭；

步骤3：当结晶器内钢锭高度与结晶器的半径相当时，控制升降横臂将自耗式搅拌器从结晶器上部经自耗电极间的空隙穿过渣池放入液态金属熔池中，并置于结晶器的中心位置；

步骤4：控制自耗搅拌器开始旋转搅拌，自耗搅拌器叶片旋转的线速度与液态金属熔池的金属液对流速度相当； 

步骤5：自耗搅拌器伴随液态金属熔池的上升而上移，控制电机控制自耗搅拌器旋转并逐渐上移，自耗搅拌器上移的速度与钢锭由结晶器底部向上凝固的速度同步；

步骤6：渣池上移至结晶器顶部且自耗电极熔化结束时，停止对自耗电极通电，此时将自耗电极和自耗搅拌器剩余部分从结晶器中移出，冷却水循环系统继续运行；

步骤7：钢锭完全冷却时，关闭冷却水循环系统，即完成制备大型均质钢锭。