专利名称：一种新的冶炼装置的制作方法
技术领域：
本发明属于炼钢设备领域。它适用于冶金工业和机械制造工业中小型企业，特别适用于冶炼不锈钢。
目前，国际上冶炼不锈钢的技术，主要有两种一是氩氧脱碳精炼法(俗称AOD法);一是真空吹氧脱碳法(俗称VOD法)。它们主要适用于大中型冶金企业等。其工艺特点是都需先经电炉、转炉或化铁炉，将废钢和合金料熔化完，或铁水脱碳、脱硫后，再分别进入AOD炉或VOD炉进行精炼。整个设备系统比较庞大，除了要有相应配套的电炉、转炉或化铁炉外，还要有制氩和制氧装置。上述两种冶炼方法的优点是不锈钢的冶金质量好;且与连铸配合，生产率高。其缺点是设备庞大、复杂，投资大;还需消耗大量的氩气和氧气。象VOD炉，容量至少15吨以上，否则很快降温，对盛钢桶的耐火材料要求高，氧耗大，设备投资也大，一般中小型企业没有条件采用。
一些中小型企业，为了生产高质量不锈钢的铸件、锻件，往往采用感应炉配精料或电弧炉吹氧脱碳方法。这两种冶炼方法绝大部分炉料是用不锈钢废料和不锈钢车屑，因此，钢水中的含碳量大大超过允许的含碳量范围。由于感应炉脱碳很困难，主要靠采用纯镍、纯铁、微碳铬铁，有的甚至用纯铬，这样，原材料成本大大提高。而电弧炉吹氧脱碳方法要求钢水温度高(1700～1800℃)，故炉料中的铬烧损严重，炉衬寿命低，吹氧管消耗量大，另外，还存在还原期电极增碳问题，因此，冶炼超低碳不锈钢也非常困难。
本发明的目的在于提供一种新的冶炼装置，即真空感应氧脱碳炉。该装置的容量为1～5吨，且结构简单，投资小;它既能真空除气，又能实现真空下氧脱碳，且无需吹氧，还能真空下升温或保温。特别适用于中小企业冶炼不锈钢。
根据上述目的，本发明的主要技术方案是，吸收VOD炉和真空感应炉各自的优点，撇去VOD炉不能加热，且需消耗大量氧气和吹氧管，以及真空感应炉不能用车屑等大量废料，且容积大的缺点，综合设计出一种新的冶炼装置-真空感应氧脱碳炉(简称VIOD炉)。
VIOD炉是将柱形的工频感应装置置于一个炉体中，感应装置的外壁与炉体内壁留有一定的间隙，其间隙尺寸为坩埚直径的1/7～1/9。感应装置的顶部和底部分别通过螺栓和工字钢嵌锒结构固定在炉体上，即两者是一个刚性整体，感应装置的坩埚高出炉体一部分，高出部分为坩埚高度的30～35%，便于浇注;炉体上方装配真空罩，真空罩可装卸，通过螺栓和密封圈固定和密封，真空罩和炉体构成真空室，真空室容积只有坩埚容积的2-3倍;炉体上装有主要由大轴、炉体支架、油缸等组成的倾倒装置，便于出钢浇注。
VIOD炉的冶炼工艺是非真空下熔化、扒渣，加铁矿石，真空下除气脱碳，非真空浇注。
冶炼前，将真空罩吊起，把不锈钢废料和车屑等炉料加入坩埚中，通电开始冶炼，其操作方法与一般工频感应炉相同;熔化完毕后，扒渣，并加入必要的合金元素和一定量铁矿石;然后将真空罩盖上，固定密封，进行抽真空，在真空处理过程中，钢水温度可以继续升温，也可保持不变。
加入的铁矿石与钢液中的碳发生还原反应，大部碳被氧化去除，达到脱碳目的。其反应式如下
同时，由于抽真空，可去除钢液中的〔H〕和部分〔N〕。
冶炼完毕，吊离真空罩，进行非真空下浇注。
采用本发明的装置和工艺，可将0.15～0.20%C熔毕碳含量通过真空铁矿石脱碳，达到最终碳含量小于0.03%C。完全能满足冶炼不锈钢要求。当碳含量从0.15%C降至0.03%C时，Cr的烧损量小于1%。
综上所述，本发明的主要特征是既可在真空下脱氧脱碳，又能加热升温或保温。
与VOD炉相比，本发明省去了熔化炉料的电炉或转炉，将熔化炉与真空脱气脱碳装置合二为一，设备简单，投资小;本发明还可在真空处理过程中加热升温或保温;同时，采用铁矿石脱碳，反应平稳，在处理过程中，钢水温度可保持在1600～1650℃，消除了由于吹氧造成钢液严重喷溅所带来的危害。坩埚寿命提高。
与真空感应炉相比，本发明可以大量脱碳，可达到碳含量小于0.03%;另外，容积小，真空室的容积只为坩埚容积的2～3倍，而真空感应炉真空室的容积是坩埚容积的20～30倍，所以后者造价高，投资大。
附图为本发明VIOD炉的结构示意图。图中1为视孔;2为放气阀;3为真空罩;4为大轴，供倾倒炉体之用，大轴的一端是真空的，与真空系统相接;5为炉体，炉体与真空罩和密封圈组成真空室;6为炉体支架;7为油缸，与支架6和大轴4组成炉体倾倒装置;8为水冷电缆;9为感应圈;10为铜排，即接线柱;11为磁轭;12为密封圈;13为坩埚，坩埚高出炉体一部分;14为真空计。15为工字钢嵌锒结构，16为螺栓。
权利要求
1.一种可在真空下除气和脱碳的真空感应氧脱碳炉，其特征在于该炉由工频感应装置、炉体、真空罩、炉体倾倒装置等组成。
2.根据权利要求1所述的真空感应氧脱碳炉，其特征是炉体、真空罩和密封圈组成真空室。
3.根据权利要求1所述的真空感应氧脱碳炉，其特征在于感应装置的顶部和底部分别通过螺栓和工字钢嵌锒结构固定在炉体上，即两者是一个刚性整体。
4.根据权利要求1和3所述的真空感应氧脱碳炉，其特征在于感应装置的外壁与炉体内壁之间有一定的间隙，间隙尺寸为坩埚直径的1/7～1/9。
5.根据权利要求1所述的真空感应氧脱碳炉，其特征是工频感应装置的坩埚高出炉体一部分，高出炉体部分为坩埚直径的30～35%。
6.根据权利要求1所述的真空感应氧脱碳炉，其特征在于炉体倾倒装置由炉体支架、油缸、大轴组成。
7.根据权利要求6所述的真空感应氧脱碳炉，其特征在于大轴的一端是空心的，与真空系统相接。
全文摘要
本发明为一种新的冶炼装置——真空感应氧脱碳炉。它吸收了真空吹氧脱碳炉和真空感应炉各自的优点，克服了两者的缺点。它既能真空除气，又能实现真空下氧脱碳，且无需吹氧，还能真空下升温或保温。同时，结构简单。主要适用于冶金和机械制造的中小型企业，特别适用于冶炼不锈钢。该装置的冶炼工艺是非真空下熔化、扒渣，然后加铁矿石，真空下除气脱碳，非真空下浇注。
文档编号C21C5/56GK1040394SQ89107629
公开日1990年3月14日 申请日期1989年10月5日 优先权日1989年10月5日
发明者王庆琛, 谢云鹏, 佟秀昆, 王勇金 申请人:冶金工业部钢铁研究总院