电渣重熔设备的制作方法

本发明涉及高性能钢材加工领域，尤其是涉及一种电渣重熔设备。

背景技术：

电渣重熔钢是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其目的是提高金属纯度，改善铸锭结晶。

现有技术中，授权公告号为cn104789788b的中国发明专利文件公开了一种热交换均匀性好的电渣重熔炉底水箱结构，包括箱体，箱体侧面连通设置有进水管和出水管，箱体上端开口且在开口处向四周水平延伸形成有矩形框板结构的底水箱面板，底水箱面板上表面对应铺设有矩形框板结构的橡胶密封垫，橡胶密封垫上方再覆盖设置有平板状的铜板；箱体内部还设置有冷却水导流结构用于使冷却水形成从箱体中心到四周的涡流流动。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的这种底水箱在使用过程中，由于初始阶段底水箱已经开始水冷，但自耗电极的融化以及钢锭的形成还并未开始或者速度较慢，所以结晶器中的熔融状态的电渣会在底水箱的顶端会形成一层厚厚的渣壳，这层渣壳会在后续自耗电极开始消耗并形成液态钢珠时，影响液态钢珠的热量的发散，即使得底水箱对液态钢珠的冷却效果变差，使得钢锭成型时间变长。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种能够缩短钢锭成型时间的电渣重熔设备。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电渣重熔设备，包括结晶器、位于结晶器下方的底水箱以及位于结晶器上方的假电极，结晶器一侧设有用于安装假电极的地上升降机，底水箱下方设有用于安装底水箱的地下升降机，所述底水箱包括用于连接地下升降机的底座、用于承接钢锭的顶盖以及顶盖同底座之间形成的空腔，空腔与外界连通，所述底水箱上固设有用于向空腔内部喷水的进水管。

通过采用上述技术方案，使用时，先不像现有技术中一样向底水箱内部通冷水，单纯靠结晶器的铜制顶盖自然散热，结晶器内部的熔融状电渣会经过与顶盖的换热，在顶盖上形成一层薄薄的渣壳，此时顶盖会因为吸收了大量热量而携带高温，此时通过进水管向顶盖与底座之间的空腔喷射冷水，冷水在接触到携带高温的顶盖之后会快速汽化，短时间内产生大量压力，与现有技术相比，因为本申请中的空腔直接与外界连通，所以冷却水汽化产生的瞬时压力不会使底水箱产生胀裂的可能，而是会直接发散到外界，同时由于渣壳比较薄，既能够起到保护钢锭的效果，又能够使液态钢珠快速与底水箱换热，提高钢锭成型速度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶盖呈开口朝向底座设置的盘状结构，且顶盖底端开口边缘延伸至底座顶端端面边缘外部。

通过采用上述技术方案，能够使得顶盖与底座之间形成的空腔具有更大的容积，使得进水管喷出的冷却水能够更多的被容纳在顶盖内部，达到对钢锭快速冷却的目的，同时设有开口的盘状结构的侧壁能够使得冷却水更久的停留在空腔区域内，使得冷却水能够更好的与钢锭换热，加速液态钢珠向固态的转变。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座顶端端面上开设有多个均匀分布的出水口，进水管中的水通过出水口均匀喷射于顶盖与底座顶端端面形成的空腔内。

通过采用上述技术方案，设置多个均匀设置的出水口能够使得进水管喷射出的冷却水均匀的喷射在顶盖上，使得顶盖上的每个区域都能够收到比较均匀的冷却效果，使得液态钢珠落在顶盖上方的渣壳上的任何一个区域时，都能够比较快速的与底水箱进行换热，进而快速的转化成固态的钢锭。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述地上升降机包括位于结晶器一侧的地上立柱以及沿竖直方向滑移连接在地上立柱上的夹具，地上立柱侧壁上设有多个凸起的导轨，夹具上设有多个用于夹持在导轨两侧的导向轮，夹具上螺纹连接有驱动其升降的丝杆，地上立柱上固定连接有驱动丝杆自转的电机。

通过采用上述技术方案，导向轮与导轨的设置能够使得夹具更加稳定的在地上立柱上竖直移动，减小了夹具发生横向位移或者偏转的可能，同时通过电机和丝杆使得夹具通过丝杆滑台的原理，运行噪音小且稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹具包括套设于地上立柱上的上的移动框、与移动框转动连接的转动套筒、铰接于移动框上驱动转动套筒转动的转动油缸、固设于转动套筒上的支撑体、套设于支撑体上的移动套、固设于支撑体上驱动移动套移动的直线油缸、铰接于移动套一端的夹板以及铰接于支撑体上用于驱动夹板转动的夹紧油缸。

通过采用上述技术方案，转动套筒能够使得夹具相对于地上立柱转动，便于工作人员装夹假电极和自耗电极；铰接的夹板以及夹紧油缸能够便于工作人员将假电极稳定夹持；移动套能够使得夹板产生水平方向的位移，便于工作人员在加装假电极和自耗电极之后调整位置，并将二者移动至结晶器上方。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导轨有四个且沿周向均匀分布在地上立柱侧壁上，导向轮两两一组分设于移动框的上下两端，且每一导轨的两侧均有导向轮。

通过采用上述技术方案，导向轮两两一组分设于移动框的上下两端，且每一导轨的两侧均有导向轮，能够使得导向轮对夹具施加稳定的导向和限位作用，进一步提高了夹具使用过程中的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述结晶器一侧放置有在其顶端开口处产生负压的吸风组件。

通过采用上述技术方案，由于电渣重熔过程中会对自耗电极进行脱硫，所以会产生带有硫的有害气体，所以通过吸风组件能够将这些有害气体集中收集，减小有害气体扩散在工作区域影响工作人员健康的可能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述吸风组件包括位于结晶器顶端开口处的收集器以及风管，所述收集器呈半包围状结构，风管上连接有负压风机。

通过采用上述技术方案，负压风机来源广泛，便于维护，且半包围状结构的收集器能够对结晶器顶端开口处溢出的气体进行更为全面的收集，进一步减小了有害气体的扩散。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括位于结晶器一侧的电渣熔融炉，电渣熔融炉上方设有能够插入电渣熔融炉内部用于起弧的石墨电极，风管包括波纹管，收集器能够放置于电渣熔融炉的炉口一侧。

通过采用上述技术方案，电渣熔融炉放置在结晶器一侧能够便于工作人员在将电渣熔融后快速的将熔融状态的电渣转移至结晶器中，同时收集器上连接的波纹管能够便于工作人员将收集器防止在电渣熔融炉处收集电渣熔融过程产生的废气，使得整个工作过程更加便捷、安全。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：电渣熔融炉包括固设于结晶器一侧的支架以及铰接于支架上的炉体，电渣熔融炉处还设有与外界电源连通的夹式安装件，炉体上固设有伸出炉体所在区域外的导电板，夹式安装件与导电板之间形成单刀单掷开关状结构。

通过采用上述技术方案，形成单刀单掷开关的夹式安装件以及导电板能够便于工作人员将炉体侧倾，如果采用现有技术直接再炉体上连接水冷电缆，则工作人员在将炉体侧倾时需要耗费大量力气，且本申请的结构更加轻便，且能够达到现有技术种相同的效果。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.使用时，先不向底水箱内部通冷水，结晶器内部的熔融状电渣会经过与顶盖的换热，在顶盖上形成一层薄薄的渣壳，此时顶盖会因为吸收了大量热量而携带高温，此时通过进水管向顶盖与底座之间的空腔喷射冷水，冷水在接触到携带高温的顶盖之后会快速汽化，短时间内产生大量压力，但是与现有技术相比，因为本申请中的空腔直接与外界连通，所以冷却水汽化产生的瞬时压力不会使底水箱产生胀烈的可能，而是会直接发散到外界，同时由于渣壳比较薄，既能够起到保护钢锭的效果，又能够使液态钢珠快速与底水箱换热，加快钢锭成型速度；

2.形成单刀单掷开关的夹式安装件以及导电板能够便于工作人员将炉体侧倾，如果采用现有技术直接再炉体上连接水冷电缆，则工作人员在将炉体侧倾时需要耗费大量力气，且本申请的结构更加轻便，且能够达到现有技术种相同的效果。

附图说明

图1是实施例的示意图；

图2是实施例中为表示夹具架构的示意图；

图3是实施例中为表示电渣熔融炉结构的示意图；

图4是实施例中为表示底水箱结构的示意图。

图中，1、地上升降机；11、地上立柱；111、导轨；12、夹具；121、移动框；122、转动套筒；123、支撑体；124、直线油缸；125、移动套；126、夹紧油缸；127、夹板；128、垫板；129、转动油缸；2、吸风组件；21、风管；211、波纹管；22、收集器；3、支撑杆；31、移动梁；32、石墨电极；33、放置架；34、负压风机；35、电渣熔融炉；351、炉体；352、支架；36、导电板；37、夹式安装件；38、手柄；4、地下升降机；41、地下立柱；42、移动平台；5、电机；51、丝杆；6、底水箱；61、顶盖；62、空腔；63、底座；64、喷管端部；65、进水管；7、假电极；8、导向轮；81、限位槽；82、导向槽；9、结晶器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种电渣重熔设备，包括竖直设置的地上升降机1、竖直设置的地下升降机4、沿竖直方向与地下升降机4滑移连接的底水箱6、位于地上升降机1一侧的结晶器9、位于结晶器9一侧的吸风组件2以及位于结晶器9一侧的电渣熔融炉35。

结晶器9埋设于地面内且顶端与地面平齐，结晶器9下方开设有地下深坑，用于容纳逐渐成型的钢锭。结晶器9一侧放置有用于将固态电渣融化成熔融状态的电渣熔融炉35。电渣熔融炉35一侧固设有竖直设置的支撑杆3，支撑杆3上沿竖直方向滑移连接有水平设置的移动梁31，移动梁31的一端位于电渣熔融炉35正上方且夹持有石墨电极32。石墨电极32是在融化电渣开始时起引弧作用的。由于移动梁31与支撑杆3之间的宏观相对运动仅为简单的竖直移动，故本实施例仅给出一种可以通过液压缸驱动移动梁31移动的连接和传动方式用于解释即可，即液压缸的缸体与支撑杆3固定连接，液压缸的活塞杆与移动梁31固定连接即可。同理石墨电极32的安装在本领域中也属于成熟的现有技术，本实施例仅给出一种通过固设于移动梁31端部的抱箍将石墨电极32安装的实现方式用于解释即可，即将抱箍固设于移动梁31上，通过抱箍将石墨电极32抱紧即可。

地上升降机1位于结晶器9一侧。地上升降机1包括固设于地面上的地上立柱11以及沿竖直方向与地上立柱11滑移连接的夹具12，地上立柱11呈竖直设置的长方体状，夹具12上夹持有能够移动至结晶器9正上方的假电极7，假电极7的底端焊接自耗电极后，将自耗电极放置在结晶器9中，用于电渣重熔过程中形成钢锭。

吸风组件2包括放置在结晶器9一侧的收集器22以及与收集器22固定连接的风管21，风管21的一端与收集器22固定连接，另一端固定连接有负压风机34。由于电渣重熔过程中存在对自耗电极熔融后的液态钢珠脱硫的过程，所以吸风组件2的存在能够将结晶器9上端端口飘散出的含硫气体集中收集便于处理。本实施例中的收集器22的形状呈开口朝向结晶器9的方形盒子，且收集器22正对结晶器9一侧的开口处开设有将结晶器9半包围的半圆状凹槽，用于更好的与结晶器9的形状配合。电渣熔融炉35的一侧放置有钢管焊接成的放置架33，放置架33呈三根钢管作为支脚并在三根支脚上焊接一圆环作为放置平台状的结构。由于在电渣熔融过程中也会产生烟气，所以本实施例中的风管21包括波纹管211，便于工作人员在融化电渣时将收集器22放置在电渣熔融炉35一侧的放置架33上，使收集器22的入风口与电渣熔融炉35的顶端端口平齐，用于集中收集烟气。

地下升降机4位于地上升降机1的正下方。地下升降机4包括竖直固设于地下深坑中的地下立柱41以及沿竖直方向与地下立柱41滑移连接的移动平台42，地下立柱41呈竖直设置的长方体状，移动平台42固设有用于承接和冷却钢锭的底水箱6。地下立柱41的侧壁上固设有输出轴竖直向上设置的电机5，电机5的输出轴上同轴线的固设有丝杆51，丝杆51与移动平台42螺纹连接，移动平台42套设在地下立柱41上，由于地下立柱41呈方形，且移动平台42与地下立柱41连接处于地下立柱41的形状配合，所以通过电极和丝杆51能够驱动移动平台42沿地下立柱41的长度方向移动，且不发生明显的水平位移和转动，能够保证底水箱6稳定的沿竖直方向移动。

参见图1和图2，夹具12包括套设在地上立柱11上的移动框121、与移动框121铰接的转动套筒122、同时与移动框121以及转动套筒122铰接的转动油缸129、固设于转动套筒122上的支撑体123、与支撑体123滑移连接的移动套125、与支撑体123以及移动套125铰接的直线油缸124、铰接在移动套125背向转动套筒122端部的夹板127以及铰接在夹板127上的夹紧油缸126。夹紧油缸126的缸体与移动套125铰接，活塞杆与夹板127铰接，夹板127的中间位置处铰接在移动套125背向转动套筒122的端面上，移动套125背向转动套筒122的端面上固设有垫板128，垫板128与夹板127之间形成用于夹持假电极7的空间，夹紧油缸126用于驱动夹板127一侧向垫板128方向靠近，并将假电极7夹持。直线油缸124的缸体与支撑体123铰接，活塞杆与移动套125铰接，用于驱动移动套125沿支撑体123长度方向滑移。转动油缸129的缸体通过连杆与移动框121铰接，活塞杆与转动套筒122铰接，用于驱动转动套筒122绕竖直设置的轴线转动。本实施例中转动油缸129、转动套筒122、夹板127以及转动油缸129的转动轴线均竖直设置，直线油缸124位于夹具12顶面上且直线油缸124的转动轴线水平设置。

移动框121的外部轮廓呈法兰状，转动套筒122套设在移动框121的两个端面之间的部分上，并通过法兰状的移动框121的两端面实现竖直方向上的限位。地上立柱11的四个侧壁上均固设有竖直设置的导轨111，移动框121内部开设有长度方向竖直设置且与地上立柱11侧壁形状配合的限位槽81，且限位槽81的内壁上开设有与导轨111配合用于容纳导轨111的导向槽82，移动框121的两个端面上均铰接有转动轴线水平设置的导向轮8，且每个端面上额度导向轮8均有四组八个并分设于导轨111两侧。本实施例中地上立柱11的侧壁上也固设有电机5，电机5的输出轴上也固设有丝杆51，此处的丝杆51与移动框121螺纹连接，即夹具12的升降原理与上述的移动平台42的移动原理相同，在此不再赘述。

参见图3，电渣熔融炉35包括放置或者固设于地面上的支架352以及铰接在支架352上的炉体351，炉体351的转动轴线水平设置，且炉体351与支架352的铰接点位于炉体351长度方向的上半部分，即炉体351自然状态下处于开口竖直向上的状态。炉体351的侧壁上固定连接有呈l状的手柄38，便于工作人员转动炉体351。炉体351底面固定连接有呈c字状的导电板36，导电板36与炉体351内部底面之间能够传递电流，炉体351竖直设置时，c字状的导电板36的开口朝水平方向设置且位于炉体351底面下方，支架352上固定连接有夹式安装件37，导电板36以及夹式安装件37的组合与现有技术中的单刀单掷开关结构相同，且炉体351竖直设置时，导电板36与夹式安装件37之间形成闭合的单刀单掷开关状，使用者能够在炉体351的侧壁上固定水冷电缆并使得水冷电缆与炉体351内壁导通，同时在夹式安装件37上连通另一水冷电缆，实现将电渣放置在炉体351内部后通电实现电加热的目的。同样的，为了保证安全，本领域技术人员做出的其他防触电设置，例如使炉体351分为外壁不导电以及使夹式安装件37外壁不导电的设置，在此无需赘述。

参加图4，底水箱6包括底座63、位于底座63顶端端面上方的顶盖61以及顶盖61与底座63之间形成的空腔62，底座63的顶端端面竖直向上凸出形成外径小于底座63顶端端面的支撑结构，顶盖61固设于这一支撑结构上。本实施例中，由于底水箱6各部分之间均为固定连接，所以底水箱6的固定方式可以是焊接或者螺栓连接，且底水箱6除了顶盖61之外的任何位置都可以进行连接固定。本实施例中的顶盖61呈开口朝向底座63方向设置的圆盒状，且空腔62包括顶盖61内部形成的空间。圆盒状的顶盖61的内壁边缘的竖向投影位于底座63顶端端面边缘外。底座63上固定连接有用于通入冷却水的进水管65，进水管65的一端与底座63固定连接，且底座63内部固定连接有多个喷管，这些喷管同时固定连接在进水管65连接有底座63的端部，且的另一端伸出底座63顶端端面进入空腔62内部，这些喷管位于空腔62内部的端部均匀分布且均朝向顶盖61内壁喷吹，用于对顶盖61即钢锭进行冷却。当然在其他实施例中，顶盖61可以是其他形状，比如固设于底座63上方的平板状结构等；同时也可以在盒装的顶盖61的内侧壁上开设给水流导向的凹槽，并驱使水流从顶盖61的一侧向内喷吹，使水流更多的更久的与顶盖61内壁接触，提高冷却效果等。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。