铋、锡)通过钢-渣反应和高温气化得到有效去除。
[0032]本实施例中电极夹持器3在水平方向和竖直方向上设置有移动导轨，可在水平方向和竖直方向上移动，将自耗电极4卡在电极夹持器3上，通过电极夹持器3的移动调节自耗电极4在结晶器7内的位置，使自耗电极4刚好悬挂在结晶器冷却壁底部中心的正上方，避免自耗电极4与结晶器7内壁接触从而造成短路，同时，自耗电极4的下端头置于熔渣5中。
[0033]本实施例的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，还包括超声波发生机构、侧壁导波探头12和底部导波探头13。超声波发生机构包括超声波电源9、超声波换能器10和变幅杆11，超声波电源9的输出端与超声波换能器10的输入端相连，超声波换能器10的输出端与变幅杆11的输入端相连，变幅杆11的输出端即为该超声波发生机构的输出端。超声波电源9产生的电信号通过超声波换能器10转化机械波(即超声波)，再通过变幅杆11传递出去。本实施例中超声波电源9的功率为400W，超声波频率范围可根据需要任意调整，本实施例中超声波频率调整为2 IKHz，超声波运行模式为脉冲模式。
[0034]本实施例的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，结晶器冷却壁侧壁在高度方向上等间距地焊接固定一排侧壁导波探头12，结晶器腔体内冷却水的冷却作用能有效地保护侧壁导波探头12。上述一排侧壁导波探头12中存在一个侧壁导波探头12，该侧壁导波探头12与钢液熔池6在同一水平线上，且该侧壁导波探头12与一个超声波发生机构的输出端相连。(即在电渣重熔过程中，根据钢液熔池6的高度，找到一个与钢液熔池6在相同高度的侧壁导波探头12，将该侧壁导波探头12与一个超声波发生机构的输出端相连，通过该侧壁导波探头12将超声波从结晶器7侧部导入到熔渣5中。)
[0035]本实施例的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，在结晶器冷却壁底部上焊接固定三个底部导波探头13，结晶器腔体内冷却水的冷却作用能有效地保护底部导波探头13。上述三个底部导波探头13在结晶器冷却壁底部安装点的连线呈等边三角形，上述等边三角形的中心与结晶器冷却壁底部中心在同一点，上述三个底部导波探头13分别与三个超声波发生机构的输出端相连，在电渣重熔过程中，通过上述三个超声波发生机构将超声波从结晶器7底部导入到熔渣5中。需要说明的是，图1中只画出了一个底部导波探头13与一个超声波发生机构的输出端相连，另外两个底部导波探头13与超声波发生机构的连接关系，省略未画出。
[0036]在电渣重熔过程中，通过侧壁导波探头12和底部导波探头13导入超声波，超声波作为一种外场施加到整个电渣重熔过程中。当超声波在熔渣5中传播时，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对金属液滴分子挤压，改变金属液滴原来的密度，使其增大；在负压相位时，使金属液滴分子稀疏，进一步离散，金属液滴的密度减小，当用足够大振幅的超声波作用于金属液滴时，金属液滴分子间的平均距离会超过使金属液滴保持不变的临界分子距离，金属液滴就会发生断裂，形成微泡。这些微泡迅速胀大和闭合，当压力达到一定程度时，微泡会崩溃，微泡破裂后产生的冲击会使金属液滴微粒之间发生猛烈的撞击，从而产生几千到上万个大气压的压强。在空化气泡的反复收缩膨胀过程中，微粒间持续进行这种剧烈的相互作用，达到了很好的搅拌目的，增加了金属液滴与熔渣5的接触时间和接触面积，金属液滴与熔渣5发生了更彻底的物理化学反应，因此有利于金属液滴中夹杂物的去除。而且，在重熔过程中利用超声波的空化作用，也能除去金属液滴中溶解的气体。
[0037]申请人经过大量实验发现，在结晶器7侧部和结晶器7底部组合式地导入超声波，能达到净化组织、细化晶粒和均匀化组织的功能。本实施例中，侧壁导波探头12导入超声波，利用超声波的空化效应、声波效应以及机械效应，能够对熔渣5进行搅拌，促使熔渣5成分均匀和温度均匀，形成浅平状钢液熔池6，进而使得钢锭8组织均匀，形成均匀的柱状晶；与此同时，三个底部导波探头13导入超声波，利用超声波的机械效应，打碎刚刚形成的柱状晶，形成晶核，进而形成等轴晶，促使钢锭8的组织致密均匀。需要强调的是，在结晶器冷却壁底部上焊接固定三个底部导波探头13是为了能够将所有刚形成的柱状晶打碎，如果仅仅在结晶器冷却壁底部上焊接固定一个或两个底部导波探头13，则不足以打碎所有刚形成的柱状晶，达不到使钢锭8的组织致密均匀的效果。同时，本实施例中三个底部导波探头13在结晶器冷却壁底部安装点的连线呈等边三角形，更有利于发挥超声波的机械效应，打碎刚刚形成的柱状晶，形成晶核，进而形成等轴晶，促使钢锭8的组织致密均匀。
[0038]实施例2
[0039]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，超声波电源9的功率为700W。
[0040]实施例3
[0041]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，超声波电源9的功率为1000W。
[0042]实施例4
[0043]本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，超声波电源9的功率为0W。
[0044]实施例1-3中超声波电源9的功率分别为400W、700W、1000W，实施例4中超声波电源9处于关闭状态，即实施例4未在电渣重熔过程中导入超声波。如图2所示，在电渣重熔过程中导入超声波后，夹杂物的尺寸明显减小，说明电渣重熔过程中导入超声波后，较大尺寸的夹杂物得到有效去除，钢锭8的纯净度得到提高，因此，本实用新型的一种在电渣重熔中导入超声波的装置有利于提高冶炼钢种的质量。
[0045]以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种在电渣重熔中导入超声波的装置，包括变压器(1)、导线(2)、电极夹持器(3)、自耗电极(4)和结晶器(7)，所述的结晶器(7)包括结晶器腔体和结晶器冷却壁，所述的结晶器冷却壁包括结晶器冷却壁侧壁和结晶器冷却壁底部，其特征在于，还包括超声波发生机构、侧壁导波探头(12)和底部导波探头(13)，其中: 所述的结晶器冷却壁侧壁在高度方向上等间距地安装一排侧壁导波探头(12)，上述一排侧壁导波探头(12)中的一个与一个超声波发生机构的输出端相连； 所述的结晶器冷却壁底部上安装三个底部导波探头(13)，上述三个底部导波探头(13)在结晶器冷却壁底部安装点的连线呈等边三角形，上述等边三角形的中心与结晶器冷却壁底部的中心在同一点，上述三个底部导波探头(13)分别与三个超声波发生机构的输出端相连； 所述的超声波发生机构包括超声波电源(9)、超声波换能器(10)和变幅杆(11)，所述的超声波电源(9)的输出端与超声波换能器(10)的输入端相连，超声波换能器(10)的输出端与变幅杆(11)的输入端相连，变幅杆(11)的输出端即为该超声波发生机构的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，其特征在于，所述的侧壁导波探头(12)通过焊接的方式固定在结晶器冷却壁侧壁上，所述的底部导波探头(13)通过焊接的方式固定在结晶器冷却壁底部。
3.根据权利要求1所述的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，其特征在于，所述的电极夹持器(3)在水平方向和竖直方向上设置有移动导轨。
4.根据权利要求1或2所述的一种在电渣重熔中导入超声波的装置，其特征在于，所述的变压器(I)采用单相交流变压器，变压器(I)有两个输出端，变压器(I)的一个输出端与自耗电极(4)相连，变压器(I)的另一个输出端与结晶器(7)底部相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种在电渣重熔中导入超声波的装置，属于电渣重熔技术领域。本实用新型包括变压器、导线、电极夹持器、自耗电极和结晶器，还包括超声波发生机构、侧壁导波探头和底部导波探头，结晶器冷却壁侧壁在高度方向上等间距地安装一排侧壁导波探头，上述一排侧壁导波探头中的一个与一个超声波发生机构的输出端相连；结晶器冷却壁底部上安装三个底部导波探头，上述三个底部导波探头分别与三个超声波发生机构的输出端相连；超声波发生机构包括超声波电源、超声波换能器和变幅杆。本实用新型的主要功能是：(1)、降低钢中气体和夹杂物的含量；(2)、使冶炼钢种获得致密均匀的结晶组织。
【IPC分类】C22B9-187
【公开号】CN204455251
【申请号】CN201520137985
【发明人】周德福, 常立忠
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月11日