一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统的制作方法

本实用新型属于精炼净化技术领域，具体涉及一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统。

背景技术：

高铬铸铁广泛用于冶金、矿山、建材、水泥、铁路、电力、石油化工、军工等行业的机械装备构件中。高铬铸铁铸件的抗磨性能和使用寿命与冶金质量有着十分重要的关系。提高高铬铸铁铸件的抗磨性，延长使用寿命，对持续生产、减少经济损失、增加经济效益，以及创造耐磨铸件精品和品牌，参与国际市场竞争，具有重大意义。

高铬铸铁液纯净程度直接影响铸件质量，高铬铸铁液中氧化物、夹杂物、气体含量等杂质的多少直接影响材质性能。而在高铬铸铁液熔炼过程中因吸气、氧化等作用，致使高铬铸铁液中存在一定数量的氧化物、非金属夹杂物、有害气体等，为保证高铬铸铁液以纯净状态形成铸件，需对熔融高铬铸铁液进行精炼净化处理，达到净化效果。

目前国内外纯净钢的制作工艺主要有三条：

1)高炉—铁液预处理—转炉—炉外精炼(LF、RH)。这种工艺方法需配置炉外精炼设备，且过程繁琐，操作复杂；

2)超高功率、高功率电弧炉(EAF)---炉外精炼(LF、RH)。这种工艺方法也需要配置炉外精炼设备，且对原材料要求较高；

3)真空感应电炉(VIF)和电渣重熔(ESR)。这种工艺方法使用的真空熔炼设备投入大，且重熔需耗用电量大。

目前国内生产耐磨铸件仍以ZGMn13为主，熔炼设备及工艺多数采用不氧化法熔炼工艺，但目前吹氩气精炼高铬铸铁的系统存在以下缺点：一是不能检测高铬铸铁液纯净化处理过程中氩气给炉衬的冲刷程度，选择较佳的氩气压力和流量，造成成本较高；二是当熔化的高铬铸铁水渗出炉衬与炉壳导通时，不能很好地避免穿炉事故发生。因此针对以上存在的缺陷，急需对现有的中频感应炉进行改进。

技术实现要素：

本实用新型提供一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，以解决现有中吹氩气精炼高铬铸铁的系统存在的以上问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳、炉衬、炉壁层、底座、气体扩散器、透气砖、进气管、活接头、炉体保护触头、触头保护器、导线、炉盖、流量调节器、减压阀、氩气瓶，所述炉壳包裹着炉衬，所述炉衬外表面设置有炉壁层，所述炉壳的底部设置有底座，所述底座上方设置有气体扩散器和透气砖，所述透气砖包裹着气体扩散器，所述进气管与气体扩散器连接，所述活接头与进气管衔接并固定于底座上，所述炉体保护触头镶嵌于炉衬内，所述触头保护器与炉体保护触头通过导线相连，所述炉盖设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管连接流量调节器，所述流量调节器连接减压阀，所述减压阀连接氩气瓶。

进一步地，所述炉壁层为耐高温的合成材料层。

进一步地，所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

进一步地，所述耐高温的合成材料层厚度为0.5-2cm。

进一步地，所述进气管为耐压橡胶管。

进一步地，所述耐压橡胶管的内径为0.2-0.5cm。

进一步地，所述炉体保护触头采用无磁钢材料制成。

进一步地，所述炉体保护触头设置有6个。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)与现有技术对比，本实用新型通过增加设置炉衬保护装置，可以达到如下效果：

1)可以检测高铬铸铁液纯净化处理过程中惰性气体给炉衬的冲刷程度，从而选择较佳的惰性气体压力和流量，节约成本；

2)可以精准控制炉衬的使用寿命，当炉底由于高温高铬铸铁水造成的熔蚀点触碰到感应触头时，预警炉衬寿命已至，需更换炉衬；

3)可以有效保护炉体及整套电炉控制系统，当熔化的高铬铸铁水渗出炉衬与炉壳导通时，触头保护器开启，及时关闭熔体总电源，避免穿炉事故发生。

(2)与现有技术相比，本实用新型在中频感应电炉底部合理设置透气砖，通过注入氩气，有助于高铬铸铁水中的渣、氧化物等杂质迅速上浮，净化充分且有效避免高铬铸铁水成分氧化和损失，有助于节能增效，安全实用。

(3)透气砖与炉衬整体使用，在大气条件下吹氩气，可以减少炉外精炼设备投资，简化精炼工艺操作过程。

(4)氩气通过透气砖，以细小分散的状态进入铁液中，铁液中的[H]、[N]、 [O]进入氩气泡内随汽泡上升逸出，非金属夹杂物慢粘附在惰性气体上浮后与炉渣结合，达到净化目的。

附图说明

图1为本实用新型吹氩气精炼高铬铸铁的系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12、流量调节器13、减压阀14、氩气瓶15，其中炉壳1、炉衬2、炉壁层3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12组成中频感应电炉，所述炉壳1包裹着炉衬2，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述炉壳1的底部设置有底4座，所述底座4上方设置有气体扩散器5和透气砖6，所述透气砖6包裹着气体扩散器5，所述进气管7与气体扩散器5连接，所述活接头8与进气管7 衔接并固定于底座4上，所述炉体保护触头9、触头保护器10、导线11组成炉衬保护装置，所述炉体保护触头9镶嵌于炉衬2内，所述触头保护器10与炉体保护触头9通过导线11相连，所述炉盖12设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管7连接流量调节器13，所述流量调节器13连接减压阀14，所述减压阀14连接氩气瓶15。

所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。

所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

所述耐高温的合成材料层厚度为0.8cm。

所述进气管7为耐压橡胶管。

所述耐压橡胶管的内径为0.3cm。

所述炉体保护触头9采用无磁钢材料制成。

所述炉体保护触头9设置有6个。

实施例2

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12、流量调节器13、减压阀14、氩气瓶15，其中炉壳1、炉衬2、炉壁层3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12组成中频感应电炉，所述炉壳1包裹着炉衬2，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述炉壳1的底部设置有底4座，所述底座4上方设置有气体扩散器5和透气砖6，所述透气砖6包裹着气体扩散器5，所述进气管7与气体扩散器5连接，所述活接头8与进气管7 衔接并固定于底座4上，所述炉体保护触头9、触头保护器10、导线11组成炉衬保护装置，所述炉体保护触头9镶嵌于炉衬2内，所述触头保护器10与炉体保护触头9通过导线11相连，所述炉盖12设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管7连接流量调节器13，所述流量调节器13连接减压阀14，所述减压阀14连接氩气瓶15。

所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。

所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

所述耐高温的合成材料层厚度为0.5cm。

所述进气管7为耐压橡胶管。

所述耐压橡胶管的内径为0.2cm。

所述炉体保护触头9采用无磁钢材料制成。

所述炉体保护触头9设置有6个。

实施例3

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12、流量调节器13、减压阀14、氩气瓶15，其中炉壳1、炉衬2、炉壁层3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12组成中频感应电炉，所述炉壳1包裹着炉衬2，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述炉壳1的底部设置有底4座，所述底座4上方设置有气体扩散器5和透气砖6，所述透气砖6包裹着气体扩散器5，所述进气管7与气体扩散器5连接，所述活接头8与进气管7 衔接并固定于底座4上，所述炉体保护触头9、触头保护器10、导线11组成炉衬保护装置，所述炉体保护触头9镶嵌于炉衬2内，所述触头保护器10与炉体保护触头9通过导线11相连，所述炉盖12设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管7连接流量调节器13，所述流量调节器13连接减压阀14，所述减压阀14连接氩气瓶15。

所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。

所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

所述耐高温的合成材料层厚度为2cm。

所述进气管7为耐压橡胶管。

所述耐压橡胶管的内径为0.5cm。

所述炉体保护触头9采用无磁钢材料制成。

所述炉体保护触头9设置有6个。

实施例4

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12、流量调节器13、减压阀14、氩气瓶15，其中炉壳1、炉衬2、炉壁层3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12组成中频感应电炉，所述炉壳1包裹着炉衬2，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述炉壳1的底部设置有底4座，所述底座4上方设置有气体扩散器5和透气砖6，所述透气砖6包裹着气体扩散器5，所述进气管7与气体扩散器5连接，所述活接头8与进气管7 衔接并固定于底座4上，所述炉体保护触头9、触头保护器10、导线11组成炉衬保护装置，所述炉体保护触头9镶嵌于炉衬2内，所述触头保护器10与炉体保护触头9通过导线11相连，所述炉盖12设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管7连接流量调节器13，所述流量调节器13连接减压阀14，所述减压阀14连接氩气瓶15。

所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。

所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

所述耐高温的合成材料层厚度为1.5cm。

所述进气管7为耐压橡胶管。

所述耐压橡胶管的内径为0.4cm。

所述炉体保护触头9采用无磁钢材料制成。

所述炉体保护触头9设置有6个。

实施例5

一种吹氩气精炼高铬铸铁的系统，包括：炉壳1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12、流量调节器13、减压阀14、氩气瓶15，其中炉壳1、炉衬2、炉壁层3、底座4、气体扩散器5、透气砖6、进气管7、活接头8、炉体保护触头9、触头保护器10、导线11、炉盖12组成中频感应电炉，所述炉壳1包裹着炉衬2，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述炉壳1的底部设置有底4座，所述底座4上方设置有气体扩散器5和透气砖6，所述透气砖6包裹着气体扩散器5，所述进气管7与气体扩散器5连接，所述活接头8与进气管7 衔接并固定于底座4上，所述炉体保护触头9、触头保护器10、导线11组成炉衬保护装置，所述炉体保护触头9镶嵌于炉衬2内，所述触头保护器10与炉体保护触头9通过导线11相连，所述炉盖12设置于吹氩气精炼高铬铸铁的系统的顶部，所述进气管7连接流量调节器13，所述流量调节器13连接减压阀14，所述减压阀14连接氩气瓶15。

所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。

所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。

所述耐高温的合成材料层厚度为1.8cm。

所述进气管7为耐压橡胶管。

所述耐压橡胶管的内径为0.3cm。

所述炉体保护触头9采用无磁钢材料制成。

所述炉体保护触头9设置有6个。

吹氩气精炼高铬铸铁的系统的使用工艺简要过程如下：

打结坩埚——准备材料——加料熔炼——调整化学成份——炉内镇静——控温出铁。

从加料熔炼形成熔池后到出铁的过程，吹氩气进入铁液，参与熔炼。

具体实施方法：

(1)打结坩埚：将透气砖按要求安装在系统底部，然后使用炉衬材料和模具打结坩埚，干燥烧结；

(2)准备材料：按铁水的化学成份要求，称量好熔炼铁水的各种材料，备用；

(3)加料熔炼：将准备好的材料逐步投入炉中熔炼，当炉料熔化形成熔池时，即铁水覆过炉底29-30cm时，开始打开流量调节器吹注氩气，参与铁水熔炼过程，随着熔炼继续，吹氩气的压力和流量随着铁水的增加而增加，该过程控制氩气压力为2-6个大气压，流量为5-10L/min，直至炉料熔清，取样分析炉内成份；

(4)调整化学成份：根据取样分析结果，计算和加入调整材料至全部熔化；

(5)炉内镇静：炉内铁液达到要求温度后停电镇静，继续吹氩气，使铁液均温均质，杂质、气体充分上浮，与液面炉渣结合；

(6)控温出铁：控制温度，出铁浇注，制得高铬铸铁。

采用上述方法熔炼，能够均匀铁液化学成份和铁液温度，提高铁液冶金质量。

本实用新型的吹氩气精炼高铬铸铁的系统通过增加设置炉衬保护装置，可以达到如下效果：

(1)可以检测高铬铸铁液纯净化处理过程中氩气给炉衬的冲刷程度，从而选择较佳的氩气压力和流量，节约成本；

(2)可以精准控制炉衬的使用寿命，当炉底由于高温高铬铸铁水造成的熔蚀点触碰到感应触头时，预警炉衬寿命已至，需更换炉衬；

(3)可以有效保护炉体及整套电炉控制系统，当熔化的高铬铸铁水渗出炉衬与炉壳导通时，触头保护器开启，及时关闭熔体总电源，避免穿炉事故发生。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本实用新型的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本实用新型的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本实用新型的教义，而不会脱离在此描述的本实用新型中心概念。所以，本实用新型不受限于在此披露的特定实施例，但本实用新型可能还包括属于本实用新型范围的所有实施例及其等同物。