[发明专利]石墨电极环预热电渣熔铸制备大型复合钢锭的装置及方法

权利要求书

1. 一种石墨电极预热电渣熔铸制备大型复合钢锭的方法，其特征在于采用石墨电极环预热电渣熔铸制备大型复合钢锭的装置，该装置包括T型导电结晶器、支臂和有衬电渣炉，T型导电结晶器包括上结晶器、下结晶器和引锭装置，上结晶器和下结晶器之间通过绝缘板绝缘，上结晶器内壁及顶面为导电石墨，下结晶器侧壁上设有液位检测器， T型导电结晶器内金属熔池的液面稳定时，液位检测器位于渣池和金属熔池的交界面；其特征在于：装配在支臂上的两个横臂分别用于升降石墨电极环和自耗电极环，有衬电渣炉用于化渣并向T型导电结晶器内浇注预熔渣；引锭装置的引锭板上方设有环形底水箱用于对芯棒下部进行冷却，环形底水箱的外壁与下结晶器的内壁之间有间隙；所述的石墨电极环和自耗电极环均为圆筒状，其水平截面为圆环形；所述的两个横臂通过短网与熔铸电源的一极连接，熔铸电源的另一极通过短网与上结晶器连接；在电极进入渣池时，使上结晶器、渣池、短网、电极和横臂构成导电回路；其中石墨电极环和自耗电极环相互替换作为该导电回路中的电极；

方法包括以下步骤：

（1）将芯棒置于T型导电结晶器内；在有衬电渣炉内对预熔渣进行化渣，预熔渣熔化后经测温达到化渣预设温度时，通过导流槽浇注到T型导电结晶器与芯棒之间形成渣池；

（2）通过支臂上的横臂将石墨电极环下降，并开启熔铸电源；当石墨电极环插入渣池后，石墨电极环、渣池、上结晶器、熔铸电源和横臂构成导电回路，通过直流电对芯棒表面和渣池加热；

（3）当渣池温度达到所需预设温度时，通过横臂将石墨电极环提出并移走，通过另一个横臂将自耗电极环移到T型导电结晶器上方，再下降使自耗电极环插入渣池，开始进行电渣熔铸，直至获得复合钢锭；

其中步骤（1）开始时上结晶器、下结晶器和环形底水箱内均通入冷却水；步骤（3）中自耗电极环插入渣池后，开始在渣池内熔化形成金属熔池；启动引锭板进行抽锭；金属熔池在芯棒表面凝固形成复合层，复合层与芯棒表面形成熔合界面，通过环形底水箱的冷却作用促进其上方的熔合界面的冷却，增强界面结合强度。

2.根据权利要求1所述的石墨电极预热电渣熔铸制备大型复合钢锭的方法，其特征在于所述的芯棒与自耗电极环为相同材质或不同材质。

3.根据权利要求1所述的石墨电极预热电渣熔铸制备大型复合钢锭的方法，其特征在于步骤（1）中芯棒表面先经切削去除表皮，然后涂覆防氧化剂，再置于T型导电结晶器内，芯棒轴线与T型导电结晶器的轴线重合并且插入环形底水箱内；环形底水箱和下结晶器内壁之间的间隙填充有氧化铝粉末，环形底水箱和芯棒之间的间隙填充有氧化铝粉末，氧化铝粉末用于防止液态渣池外泄；包覆层覆盖在环形底水箱和内外两层氧化铝粉末的顶面上，用于在浇注过程中保护环形底水箱避免冲击腐蚀；当电渣熔铸的抽锭步骤开始后，包覆层附着在凝固的金属底部，环形底水箱和下结晶器内壁之间氧化铝粉末流出；抽锭开始前包覆层位于绝缘板和液位检测器之间。