[发明专利]复合衬炉电渣重熔工艺及设备

说明书

本发明涉及一种复合衬炉电渣重熔工艺及设备，属于冶金重熔精炼和铸造成型技术领域。

本发明做出之前，世界范围内的电渣重熔炉大致有两种类型，即水冷内衬电渣重熔炉和有衬电渣重熔炉。所谓的水冷内衬电渣重熔炉是在水冷内衬结晶器内进行精炼并直接凝固成型。而有衬电渣重熔炉则取消了水冷结晶器，精炼过程是在内层衬有耐火材料的炉体内进行，精炼后还需炉外再进行一次铸造成型。二者的工艺过程及设备装置不同导致了不同的特点：水冷内衬电渣重熔炉可在重熔精炼过程中直接熔铸成型，熔铸工艺简单，设备单一，占地面积小，但耗电量颇高。在电渣重熔炉过程中，出渣池侧表面传到水冷结晶器并由结晶器冷却水带走的热量相当大，约占渣池放出总热量的45～67%，理论计算重熔一吨钢只需耗电400度，而这种电渣重熔炉实际耗电在1200～2000度/吨，热效率只有20～40%。有衬电渣重熔炉炉衬没有冷却水，且有耐火材料保温，所以渣层和熔池温度较高，冶金反应强烈，能获得高质量的钢水，电耗一般在600～800度/吨，热效率可达50～65%，是水冷内衬电渣重熔炉的1.6～2.5倍，但它不能直接铸造成高质量的锭型，必须与后部的铸造工序配套，因此整个工艺过程复杂，设备分散，且存在有因铸造工艺方法不当而造成重熔效果的前功尽弃。

本发明的目的就是一种复合衬炉电渣重熔工艺及设备，这种工艺及设备能博采水冷电渣重熔炉和有衬电渣炉之长处，集二者的优势为一身，形成有衬和水冷二段式复合衬炉的电渣重熔方法，从而实现即省电节能，又可一次性熔铸成高质量锭型的最佳效果。

本发明的复合衬炉电渣重熔工艺及设备，采用一种有衬和水冷的二段式炉体设备，或称复合内衬节能型结晶器，使需要保温的渣池始终处在有衬炉体部位，而要快速冷凝的金属熔池则控制在水冷炉体之内。液面的监测靠装在水冷段炉体内的液位传感器来完成，并将液位传感器与锭型的拉引装置联锁，实现自动控制操作，以保持金属液面始终处于水冷衬的指定位置上。本发明的上述内容及其生产操作过程结合附图说明如下：

图1：复合衬炉屯渣重熔工艺布置图;

图2：复合衬炉炉体结构剖面图（即复合内衬节能型结晶器剖面图）

如图1所示，本发明的复合衬炉主要由变压器（1）、自耗电极（2）、复合衬炉炉体结构（3）、液位传感器（4）、锭型拉引控制器（5）、锭型拉引机构（6）等组成。图2示出了复合衬炉炉体结构的具体结构，这种复合衬炉炉体结构（3）可分为上段的有衬炉体（8）和下段水冷结晶器（9）以及上下二段的联接器（10）等，而下段水冷结晶器（9）的内上侧安放液位传感器（4），侧下方和侧上方分别设有冷却水进口（11）和冷却水出口（12）。在本发明的复合衬炉电渣重熔工艺及设备中，熔铸前需将锭型拉引机构（6）牵引的引锭头和结晶器内置底水箱（14）设置在炉体中的上段有衬炉体结构（3）内，内置底水箱（14）和引锭头上便为渣池（13），再调整自耗电极（2）的下端插入渣（13）内，进行引燃操作，在引燃过程的同时，液位传感器同步工作，并控制锭型拉引机构（6）开始拉锭（此时只是使金属液面逐渐下移），当金属液面下降到距离下段水冷结晶器（9）的顶端下0～10毫米时（此时下部金属已结晶成型）便进入下正常工作状态。将引燃启动过程设置在上段的有衬炉体（8）内进行可以降低启动电耗，并有利金属液态积攒和液态金属进入下段水冷结晶器（9）后的正常冷凝和拉锭。在金属液面控制在下段水冷结晶器（9）的顶端下0～10毫米时，即能使熔融渣池（13）始终处于上段的有衬炉体（8）内以减少或避免渣池侧表面散热，提高炉体热效率，更有利增强渣池的冶金反应获得高质量的钢水，减少电耗。而保持金属液面在下段水冷结晶器（9）的顶端下0～10毫米范围内，就是要使高质量的钢水直接快速冷凝成高质量的锭型，且不影响上段有衬炉（8）内的正常冶金反应。

在本发明的复合衬炉屯渣重熔设备中按上述说明将有衬炉体（8）做为上段，水冷结晶器（9）做为下段，并将二者通过联结器（10）连为一体做为复合衬炉炉体，并合理地控制金属液面位置，即克服了水冷内衬电渣重熔炉耗电量大和有衬电渣炉不能直接铸成高质量锭型的缺点，且充分发挥了二者各自的优势。

本发明的复合衬炉电渣重熔工艺及设备中的自耗电极（2）可是单极、双极和多极。