[实用新型]一种在电渣重熔中导入超声波的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电渣重熔技术领域，更具体地说，涉及一种在电渣重熔中导入超声波的装置。

背景技术

随着机械行业的发展，人们对钢品质的要求越来越高。提高钢的品质主要从以下两个方面：(1)、降低溶解在钢中气体和夹杂物的含量，从而获得洁净度较高的钢；(2)、降低在钢液的凝固过程中所产生的成分偏析、组织不均匀、缩孔和疏松等缺陷，从而获得致密均匀的结晶组织。

电渣重熔法是目前常用的应用于优质钢生产的一种重熔工艺。由于在重熔过程中金属液滴是一滴一滴通过一定厚度的熔渣层，金属液滴的比表面积大，因此增大了钢-渣界面积，熔渣吸附金属液滴中的非金属杂质和其他夹杂的能力大大增加，起到了渣洗的作用，用一般的方法冶炼的钢，经过重熔处理后可以去除80％～90％的非金属夹杂物；同时由于结晶器与水冷却板的强冷却作用，在熔炼过程中晶粒来不及长大，在钢锭内部呈细小均匀分布，从而达到改善钢锭内部组织结构的作用。而且，电渣重熔法对产品的化学成分、夹杂物的形态、结晶方向、枝晶间距、显微偏析等均可以在不同程度上予以控制，电渣重熔技术在现代工业生产中有着不可替代的作用。

在现代冶金中，电渣重熔已经成为有效地去除钢中非金属夹杂物的主要手段之一。电渣重熔法炼钢的迅速发展是由于其本身固有的优点决定的。而且电渣炉设备简单，容易制造，因而投资少，逐渐被应用到大型的工业生产中。目前，很多冶金工作者对电渣重熔技术做了进一步改进，发明了真空电渣重熔、高压电渣重熔、导电结晶器、快速电渣重熔等技术。刘喜海、刘景远，单丹阳等曾对真空电渣重熔的冶金性能做了研究，研究表明：真空电渣重熔技术在去除钢中的气体和非金属夹杂物方面取得了较好的效果，但是由于增加了真空系统，因此设备比较复杂，造价也比普通的电渣重熔炉高很多，成本较高。

最新研究表明，利用超声波所固有的特性，将超声波作为外场对金属液的脱气、凝固组织的晶粒细化以及防止偏析等有很好的促进作用。但现有技术中，对于如何有效的在电渣重熔过程中施加超声波，从而提高冶炼钢种质量一直是困扰冶金行业多年的一个难题。

中国专利申请号：200610038279.8，申请日：2006年2月14日，发明创造名称为：多元相增强金属复合材料制造工艺及设备，该申请案公开了一种制造多元相增强金属基复合材料的设备，该设备由原位反应合成增强体设备和外加增强体熔铸设备组成，其中原位反应合成增强体设备由感应炉、压力机和球磨机组成。外加增强体熔铸设备由工作台、电极把持器、水冷结晶器、组合式水冷结晶器、电磁搅拌器、超声波振动器、送料器、金属液体中间包、底水箱和抽锭设备组成。使用该设备生产多元相增强金属基复合材料时，生产工艺简单，生产成本低，工艺易于控制。该申请案的缺点在于：简单地将一个超声波振动器安装在芯棒或水冷结晶器上，单个超声波振动器并不能有效地利用超声波的空化效应、声流效应以及机械效应，从而不能使钢锭的组织致密均匀及去除钢锭中的夹杂物，进而达不到有效提高冶炼钢种质量的目标；同时超声波振动器安装在芯棒上容易受到高温破坏。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中不能有效的在电渣重熔过程中施加超声波提高冶炼钢种质量的不足，提供了一种在电渣重熔中导入超声波的装置，实现了以下功能：(1)、降低钢中气体和夹杂物的含量；(2)、使冶炼钢种获得致密均匀的结晶组织。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，包括变压器、导线、电极夹持器、自耗电极和结晶器，所述的结晶器包括结晶器腔体和结晶器冷却壁，所述的结晶器冷却壁包括结晶器冷却壁侧壁和结晶器冷却壁底部，还包括超声波发生机构、侧壁导波探头和底部导波探头，其中：

所述的结晶器冷却壁侧壁在高度方向上等间距地安装一排侧壁导波探头，上述一排侧壁导波探头中的一个与一个超声波发生机构的输出端相连；

所述的结晶器冷却壁底部上安装三个底部导波探头，上述三个底部导波探头在结晶器冷却壁底部安装点的连线呈等边三角形，上述等边三角形的中心与结晶器冷却壁底部的中心在同一点，上述三个底部导波探头分别与三个超声波发生机构的输出端相连；

所述的超声波发生机构包括超声波电源、超声波换能器和变幅杆，所述的超声波电源的输出端与超声波换能器的输入端相连，超声波换能器的输出端与变幅杆的输入端相连，变幅杆的输出端即为该超声波发生机构的输出端。