[发明专利]一种电渣熔铸装置

说明书

本发明属于金属电渣或电弧重熔的设备领域。主要适用于熔铸各种铸件。

传统的电渣重熔或电渣熔铸均是采用金属导体(自耗电极)作为熔化极，通过渣电阻产生的热量将电极以液滴的方式逐渐熔化；也可以通过电磁感应，加热金属后，反过来又将渣加热，同样起到电渣的作用。自耗电极在水冷结晶器中边熔化边结晶。自耗电极的尺寸与结晶器的尺寸之间有一个最佳比值。通常自耗电极直径d与结晶器直径D的最佳比值为0.5～0.8，即d/D＝0.5～0.8。也就是说，自耗电极经电渣重熔出来的金属锭的直径为自耗电极直径的1.25～2倍。如果欲想电渣重熔金属锭的直径等于或小于自耗电极的直径，采用现有的电渣重熔装置是不可能。也就是说，现有的电渣重熔装置只能生产对称性的园柱形或方形锭型。其使用范围对其铸锭的形状和尺寸都受到严格限制。即一种型号的电渣重熔装置的结晶器只能生产一种形状和尺寸的锭型(《电渣炉》第十三章，1984年，国防工业出版社)。

本发明的目的在于提供一种能生产不同锭型和尺寸以及能生产金属管件的、且能提高铸锭质量的电渣熔铸装置。

针对上述目的，本发明电渣熔铸装置由电源、自耗电极、附加磁场、液位探头和结晶器组成；结晶器为组合式结构，由坩埚、外结晶器和内结晶器组成；坩埚为中央带金属液出口的连体双U形结构，坩埚与外结晶器装配相接，液位探头装配于外结晶器的侧壁，靠近坩埚底部，附加磁场位于内结晶器(1)两侧，坩埚内U形墙的高度低于外U形墙的高度，外结晶器的内腔上口与坩埚底部的金属液出口相对相接，外结晶器的内腔可为不同形状和尺寸的腔体，坩埚底部金属液出口的尺寸等于或小于外结晶器内腔的尺寸，在熔铸管件时，内结晶器处于坩埚上方，正对金属液出口。

现结合附图对本发明作详细说明。

附图1为本发明电渣熔铸装置——熔铸金属管件的电渣熔铸装置的结构示意图。

附图1中，1为内结晶器、2为渣液、3为自耗电极、4为坩埚、5为外结晶器、6为铸管件、7为金属液体、8为液面探头、9为附加磁场。

由图1看出，本发明电渣熔铸装置由电源、自耗电极3、附加磁场9、液位探头8和结晶器组成；结晶器为组合式结构，由坩埚4、外结晶器5和内结晶器1组成；坩埚4为中央带金属液出口的连体双U形结构，坩埚4与外结晶器5装配相接，液位探头8装配于外结晶器5的侧壁，靠近坩埚4底部，附加磁场9位于内结晶器1的两侧，坩埚4内U形墙的高度低于外U形墙的高度，坩埚4底部金属液出口的形状与外结晶器5内腔形状一致，外结晶器5的内腔上口与坩埚4底部的金属液出口相对相接，外结晶器5的内腔可为不同形状和尺寸的腔体，坩埚4底部金属液出口的尺寸等于或小于外结晶器5内腔的尺寸，在熔铸管件时，内结晶器1装配于坩埚4上方，正对金属液出口。

坩埚4的双U形结构构成坩埚底部的环形空间，自耗电极3处于此环形空间之上。环形空间可储存一部分金属液体，熔铸时，金属液体由内U形墙顶部漫过去，平稳流入外结晶器5的内腔，不产生任何飞溅。有利于去除气体、夹杂。这种双U形结构，除了金属液体稳定、均匀地漫入外结晶器5内腔外，当控制失灵，凝固的金属液体往上“爬”，至内U形墙时，由于环形空间内大量金属液体所维持的高温作用，也会被熔化，不至于使拉锭失败。另外，通过液位探头8可准确测定外结晶器5内腔中的液面，有利于控制重熔速度，保证熔铸连续、稳定地进行。附加磁场9可以感应加热金属液体，对渣有保温，并使之上浮的作用，能细化晶粒。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)、由于自耗电极加热的高温区间由结晶器中部移向环形空间，实现电渣转铸。一是使金属液体在外结晶器内能连续平稳地结晶，一是液态渣能充分上浮，这样，可大大提高熔铸件的质量。

(2)、由于实现电渣转铸，电极大小、形状不受限制，甚至可以熔铸大于、小于或等于自耗电极截面的锭型。

(3)、在熔铸过程中，可以换电极而不影响熔铸件质量，同时可以连续拉锭，提高生产率。

(4)、可以熔铸板、棒、管及非对称异形熔铸件，还可以生产复合板和复合辊类等产品，实现一炉多用。

实施例

采用本发明所述的电渣熔铸装置生产了四批熔铸件。四批熔铸件所用材质、断面形状和尺寸如表1所示。熔铸之后，对四批熔铸产品进行了表面质量和纵向剖面检查，其结果如表2所示。其检查按国家有关标准进行。