小型空心电渣锭的生产装置及方法与流程

本发明属于空心电渣锭熔炼技术领域，具体涉及一种小型空心电渣锭的生产装置及方法。

背景技术：

目前，国内厚壁管坯的生产大部分采用电炉钢锭经锻造后镗孔、实心钢坯挤压穿孔、离心铸管等工艺生产；常规的镗孔及穿孔生产方式成材率低、生产工序复杂、成本高；铸造钢管易出现铸造缺陷，达不到高性能要求；电渣重熔生产的空心管坯，成分及组织均匀、钢材中的气体及夹杂物含量少，生产成本低，可以取代锻造及铸造管坯，所以空心电渣锭的生产有很大的发展空间。

空心电渣锭的生产工艺比较复杂，特别是结晶器的结构设计，如果结晶器的结构设计不合理不但操作繁琐还会直接影响产品质量。目前，常规的生产空心电渣锭的结晶器结构主要有两种：穿孔式和抽锭式；穿孔式包括上穿孔式和下穿孔式两种；下穿孔式空心电渣锭生产方式采用单支自耗电极，保证了大的充填比，但内结晶器是在熔炼过程中，从底部的底水箱逐步穿入到外结晶器的中心部位，内结晶器顶部无法设定固定装置，容易造成空心锭的偏心缺陷，无法保证空心锭的同心度；上穿孔式虽然可以固定内结晶器，保证了空心锭的同心度，但需要多根圆形细长的电极并联焊接成圆环型自耗电极，所以电极较长，而且细长的电极无法保证大的充填比，影响电渣锭的质量；抽锭式空心电渣锭生产方式，采用双电源即两个变压器和两个导电回路，其设备结构复杂，资金投入大，适合于生产较大直径的空心电渣锭，不适用于小型空心电渣锭的生产。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种小型空心电渣锭的生产装置及方法，解决现有技术中存在的无法保证空心电渣锭的同心度，无法保证大的填充比，结构复杂，生产成本高，以及不适用于小型空心电渣锭的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明小型空心电渣锭的生产装置，包括外结晶器、内结晶器、底水箱、铜板和循环冷却系统；内结晶器固定在底水箱，外结晶器为活动式结构；

循环冷却系统包括分水箱、回水箱、内结晶器冷却系统、外结晶器冷却系统和底水箱冷却系统；底水箱冷却系统：底水箱在两侧分别设有底水箱进水口和底水箱出水口；底水箱进水口通过高压胶管与分水箱连通；底水箱出水口通过高压胶管与回水箱连通；外结晶器冷却系统包括外结晶器上设有外结晶器进水口和外结晶器出水口，外结晶器进水口通过高压胶管与分水箱连通，外结晶器出水口通过高压胶管与回水箱连通；内结晶器冷却系统：内结晶器内部设有进水管和回水管；进水管高于内结晶器底面,回水管低于内结晶器上平面；进水管和回水管分别焊接在内结晶器的底面上；进水管通过高压胶管与分水箱连通，回水管通过高压胶管与回水箱连通；

铜板位于内结晶器和底水箱之间，铜板与内结晶器通过螺栓连接，铜板与底水箱通过螺栓连接；所述底水箱上的铜板上设有止口，止口用于外结晶器的定位；所述外结晶器的上部的两侧设有吊耳。

所述止口的高度确定为5mm。

所述内结晶器和外结晶器的制作材料为厚壁紫铜板。

所述外结晶器的拔模斜度为0.88，内结晶度的拔模斜度为1.1。

所述外结晶器内圈铜板厚度为16mm，外圈钢板厚度为10mm；内结晶器厚度为16mm；底水箱上铜板厚度为30mm。

所述内结晶器冷却水循环系统的进水管高于内结晶器底面10mm,回水管低于内结晶器上平面20mm。

所述进水管和回水管采用Φ32的铜管，防止在使用过程中的氧化腐蚀。

本发明的小型空心电渣锭的生产方法包括以下步骤：

步骤一：焊接出空心电渣锭重熔电极：自耗电极采用多个扇形电极棒焊接成圆筒装自耗电极，用三个45号钢圆棒作为假电极分别与圆筒装自耗电极焊接在一起；

步骤二：用化渣炉把固态预熔渣熔化成液态渣，渣温控制在1700℃--1800℃；

步骤三：用专用台包将步骤二中化渣炉内的液态渣导入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内；

步骤四：液态渣到入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内部后，迅速把空心电渣锭的重熔电极的自耗电极插入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内，通电进行熔化自耗电极。

步骤五：自耗电极熔化结束后，待钢水完全凝固进行脱模，把脱模后的空心电渣锭及时放入到缓冷坑进行缓冷。

所述步骤一中，圆筒装自耗电极的充填比为0.4--0.45。

优选地，所述步骤一中，电渣重熔的充填比优选为0.426。

所述步骤二中，电渣熔炼的渣量的范围为：G渣＝(5.5--6.5)％G锭。

优选地，所述步骤二中G渣＝6％G锭。

本发明的有益技术效果：外结晶器的拔模斜度为0.88，内结晶度的拔模斜度为1.1，熔炼结束后脱锭方便，有效地避免了电渣锭“抱死”在内结晶器，无法脱锭现象；内结晶器与底水箱通过螺栓连接，便于拆装维修；外结晶器采用底水箱的止口进行定位，操作简单方便；内外结晶器在熔炼过程中其位置全部是固定式，保证了空心电渣锭的壁厚均匀和内孔的同心度；底水箱上平面铜板厚度为30mm，既保证了良好的通电效果，又保证了内外结晶器的强度，防止底水箱上平面铜板在长期使用过程中的变形；内结晶器冷却水循环系统进水管高于内结晶器底面10mm,回水管低于内结晶器上平面20mm。从而保证了冷却水的良好循环和对结晶器及熔炼钢水的冷却凝固速度；采用扇形电极焊接成圆筒形，增大了充填比；合理的渣量保证了重熔过程充分完成化学反应，保证了空心电渣锭的质量，提高了熔化速度，降低了熔炼成本；且本发明具有结构简单、易制作、熔炼过程操作简单的优点。

附图说明

图1为本发明小型空心电渣锭的生产装置的结构示意图；

图2为本发明小型空心电渣锭的生产方法的流程图；

其中，1、吊耳，2、内结晶器，3、外结晶器，4、铜板，5、螺栓，6、止口，7、底水箱，8、外结晶器进水口，9、外结晶器出水口，10、进水管，11、回水管。

具体实施例

下面结合附图1对本发明做进一步阐述。

参见附图1和附图2，本发明小型空心电渣锭的生产装置，包括外结晶器3、内结晶器2、底水箱7、铜板4和循环冷却系统；内结晶器2固定在底水箱7，外结晶器3为活动式结构；

循环冷却系统包括分水箱、回水箱、内结晶器冷却系统、外结晶器冷却系统和底水箱冷却系统；底水箱冷却系统：底水箱7在两侧分别设有底水箱进水口和底水箱出水口；底水箱进水口通过高压胶管与分水箱连通；底水箱出水口通过高压胶管与回水箱连通；外结晶器冷却系统包括外结晶器上设有外结晶器进水口8和外结晶器出水口9，外结晶器进水口8通过高压胶管与分水箱连通，外结晶器出水口9通过高压胶管与回水箱连通；内结晶器冷却系统：内结晶器2内部设有进水管10和回水管11；进水管10高于内结晶器2底面,回水管11低于内结晶器2上平面；进水管10和回水管11分别焊接在内结晶器2的底面上；进水管10通过高压胶管与分水箱连通，回11水管通过高压胶管与回水箱连通；

铜板4位于内结晶器和底水箱之间，铜板4与内结晶器通过螺栓连接，铜板4与底水箱7通过螺栓连接；所述铜板4上设有止口6，止口6用于外结晶器3的定位；所述外结晶器3的上部的两侧设有吊耳1。

所述止口6的高度确定为5mm。

所述内结晶器2和外结晶器3的制作材料为厚壁紫铜板。

所述外结晶器3的拔模斜度为0.88，内结晶器2的拔模斜度为1.1。

所述外结晶器3内圈铜板厚度为16mm，外圈钢板厚度为10mm；内结晶器2厚度为16mm；底水箱7上铜板4厚度为30mm。

所述内结晶器2冷却水循环系统的进水管10高于内结晶器底面10mm,回水管11低于内结晶器2上平面20mm。

所述进水管10和回水管11采用Φ32的铜管，防止在使用过程中的氧化腐蚀。

本发明的小型空心电渣锭的生产方法包括以下步骤：

步骤一：焊接出空心电渣锭重熔电极：自耗电极采用多个扇形电极棒焊接成圆筒装自耗电极，用三个45号钢圆棒作为假电极分别与圆筒装自耗电极焊接在一起；

步骤二：用化渣炉把固态预熔渣熔化成液态渣，渣温控制在1700℃--1800℃；

步骤三：用专用台包将步骤二中化渣炉内的液态渣导入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内；

步骤四：液态渣到入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内部后，迅速把空心电渣锭的重熔电极的自耗电极插入到小型空心电渣锭的生产装置的结晶器内，通电进行熔化自耗电极。

步骤五：自耗电极熔化结束后，待钢水完全凝固进行脱模，把脱模后的空心电渣锭及时放入到缓冷坑进行缓冷。

所述步骤一中，圆筒装自耗电极的充填比为0.4--0.45。

优选地，所述步骤一中，电渣重熔的充填比优选为0.426。

所述步骤二中，电渣熔炼的渣量的范围为：G渣＝(5.5--6.5)％G锭。

优选地，所述步骤二中G渣＝6％G锭。