[发明专利]一种真空冶炼设备及应用

说明书

技术领域

本发明属于真空炉外精炼设备的技术领域，具体为一种真空冶金设备及应用。 

背景技术

在金属材料冶炼生产过程中，为了保证生产出的材料满足性能要求，在冶炼过程中就要对金属熔液进行纯净化处理，通过化学成分的准确控制、非金属夹杂物的脱除、真空脱气等工艺过程最终保证材料的洁净度。如非晶材料的生产要求：按配方要求材料的化学成分均匀、准确。非金属夹杂物不能超标，每百平方毫米视场内：①5μm以上夹杂数量为0；②5μm以下夹杂数量2-3个。要求气体的含量尽量低，一般控制在H≦2ppm，O≦20ppm，N≦40ppm。通过对母材的这些控制要求，才能够实现其后工序喷带过程金属液体通过喷嘴狭缝时不产生堵塞，减少夹杂及气体微孔在薄带中存在对非晶带材韧性的影响，以及对非晶带材磁性能的影响。

这样的要求使目前常规的中频熔炼工艺及设备无法满足生产非晶母材的技术要求，目前的机械式真空泵机组无法直接对金属熔液在真空处理过程中产生的高温含尘烟气进行抽真空处理，因此使已经投资建设、已经具有中频熔炼炉的厂家无法生产合格的非晶母材，从而造成很大的资源浪费，也给具有中频熔炼炉的厂家造成很大的经济损失。 

目前生产非晶材料的厂家都需要高额投资真空熔炼设备，由于VD炉、VOD炉处理过程中产生高温、含尘气体，而采用目前的VOD、VD方式进行真空处理需要投资建设蒸汽锅炉、多级蒸汽喷射式真空系统、除尘系统、冷却系统，系统复杂庞大，空间占用多，投资大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，而提供一种可与中小型尤其是中频熔炼炉配合使用的生产洁净钢的真空冶炼设备。采用包括罐体，所述的罐体为圆筒状，罐体上下采用球形封头；在罐体的一侧中部设置安装进风管道，在罐底设置安装卸灰器，在罐体上部中央位置设置出口管道，所述的出口管道用于连接机械真空泵系统；在罐体内部设置安装冷却器，罐体上设置有冷却器的进口和出口的技术方案，该设备集气体冷却、除尘、预先抽取真空功能集于一体；使机械式真空泵系统能够对含尘、高温气体，在经过该设备的同步预处理后进行正常运行，以便捷高效的机械真空泵系统实现钢液的纯净化处理设备。

本发明的技术方案为：

一种真空冶炼设备，包括罐体，其特征在于，所述的罐体为圆筒状，罐体上下采用球形封头；在罐体的一侧中部设置安装进风管道，在罐底设置安装卸灰器，在罐体上部中央位置设置出口管道，所述的出口管道用于连接机械真空泵系统；在罐体内部设置安装冷却器，罐体上设置有冷却器的进口和出口。

本发明的特点还有：

所述的罐体（1）采用不锈钢、碳钢材料。

所述的罐体采用不锈钢复合板，内表面为耐热防腐不锈钢，外表面为普碳钢。

所述的进风管道（3）沿罐壁切线方向水平设置，管径为Φ30-Φ200mm。

在罐体上部封头连接处设置法兰及密封圈，作为内部设备安装及人孔使用。

在出口管道与机械真空泵系统之间的管道上设置空气滤清器，还设置阀门。

所述的罐体的工作压力为1000Pa～1x10^-2Pa；罐体的容积为钢包液面至真空包盖之间所余空间的3～8倍。罐体的容积，根据所处理钢包中金属液面至真空罐体所余空间的大小决定。

所述的冷却器为水冷换热器，具体为盘管式换热器或管网式换热器。

在罐体上设置真空表。

本发明的真空冶炼设备应用于冶金真空处理工艺，也可以用于食品加工领域，及需要真空冷却除尘相关的工艺环节中。

本发明的有益效果为：

本发明的真空冶炼设备，集气体冷却、除尘、预先抽取真空功能集于一体，在罐体内部设置冷却系统，并设计进风管道与罐体形成旋风重力降尘功能，使机械式真空泵系统能够对含尘、高温气体在经过该设备的同步预处理后进行正常运行，以便捷高效的机械真空泵系统实现金属熔液的纯净化，脱夹杂、脱气工艺。

在罐体侧壁中部设置安装进风管道，沿罐壁切线方向水平设置，沿管道进入的烟气及粉尘沿罐壁切向进入罐中，较大颗粒在离心力及重力的作用下螺旋下降至罐底卸灰器；由于管道截面小，而罐体截面直径较大，管道中的气体进入罐体后瞬时减速，粉尘在重力作用下便沿着管壁下沉至罐体底部卸料处积存，可在冶炼工艺完成破除真空后卸灰，该发明实现了含尘气体的除尘作用，不用单独设置除尘器，节省了设备投资及空间的占用；在出风口管道上设置空气滤清器，进一步过滤气体中的微尘。