一种电渣重熔电极水冷装置及电渣重熔结晶器

摘要

本实用新型公开了一种电渣重熔电极水冷装置及电渣重熔结晶器，属于电渣重熔技术领域。本实用新型的一种电渣重熔电极水冷装置，该电极水冷装置安装于结晶器本体的上方并套装于自耗电极外部，其包括水冷套，水冷套内部为冷却水通道，且水冷套的外壁自下而上依次设有下部进水口、中部出水口、中部进水口和上部出水口。本实用新型通过对电极水冷装置的结构进行优化，从而可以提高对自耗电极的冷却效果，减少自耗电极在高温下发生的氧化，有利于提高电渣锭的质量。

说明书

技术领域

本实用新型属于电渣重熔设备技术领域，具体涉及一种电渣重熔电极水冷装置及电渣重熔结晶器。

背景技术

电渣重熔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，改善铸锭结晶组织。电渣重熔钢以其良好的品质和较高的使用寿命越来越得到广泛的应用，尤其在航空航天以及各种军工产品中应用十分广泛，近年来在民用工业中也得到了广泛的应用。

电渣重熔结晶器包括有内、外筒，其中内、外筒之间装有流动的冷水用来冷却，冷却水流向是从底部往上流，使水冷腔内充满着冷却水，使铸锭从下而上结晶。在电渣重熔过程中，位于结晶器上部的电极避免不了会与氧气发生接触。随着重熔的进行，渣池逐渐上升，对自耗电极的热辐射及热传导越来越严重，自耗电极温度升高，导致其中的易氧化元素(如Al、 Ti、B等)烧损加重、电渣锭中的氧氮等气体含量增加，进而使得电渣锭化学成分纵向分布不均匀加重、洁净度降低，严重影响电渣钢的质量，与预想的效果产生偏差，与实际效果不同。

经检索，中国专利申请号为201520057353.5的申请案公开了一种电渣重熔用的旋转结晶器，该申请案中结晶器本体的器壁包括内、外两层，内、外两层器壁之间形成一冷却空腔；结晶器本体上方的电极夹持器上夹持有两个自耗电极；该自耗电极通过电缆与变压器相连，且自耗电极的底部伸入到结晶器本体内部的精炼渣中。该申请案通过对结晶器水冷机构进行优化设计，从而进一步提高了钢锭的冷却速率，使所得钢锭的组织和性能得到进一步改善，但在电渣重熔过程中其自耗电极上部氧化仍较严重。

实用新型内容

1.要解决的问题

本实用新型的目的在于克服电渣重熔过程中金属自耗电极在高温下易与氧气接触发生氧化，从而影响电渣锭质量的不足，而提供了一种电渣重熔电极水冷装置及电渣重熔结晶器。本实用新型通过对电极水冷装置的结构进行优化，从而可以减少自耗电极在高温下发生的氧化，有利于提高电渣锭的质量。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种电渣重熔电极水冷装置，该电极水冷装置安装于结晶器本体的上方并套装于自耗电极外部，其包括水冷套，水冷套内部为冷却水通道，且水冷套的外壁自下而上依次设有下部进水口、中部出水口、中部进水口和上部出水口。为了使水温降低，增强水冷效率，所述装置设置成双进双出式进出水管，经过装置下半部的高温水流会通过中部出水管流出，并且会有新的水流从中部的进水管流入，从上部流出，这样可以更快的将自耗电极的温度降低，达到水冷效果。

更进一步的，所述水冷套内部设有自下而上间隔分布的导流板，该导流板用于对冷却水流进行导向，使其由下部和中部进水口进入后向上流动，并加快水流的流动速度，有利于进一步提高冷却效果。

更进一步的，所述导流板为螺旋结构，其与水冷套内壁和外壁之间形成沿顺时针方向螺旋上升的导流槽，即在水冷套内部形成螺旋上升的冷却水通道。

更进一步的，所述水冷套的底部设有惰性气体保护单元，该惰性气体保护单元用于向自耗电极周围通入惰性气体，以进一步防止自耗电极发生氧化。

更进一步的，所述惰性气体保护单元包括与冷却水通道隔绝的惰性气体腔，水冷套外壁设有与惰性气体腔连通的进气孔，惰性气体腔的底部设有排气孔。

更进一步的，所述水冷套的顶部设有吊耳，用于电极水冷装置的起吊安装与拆卸。

本实用新型的一种电渣重熔结晶器，包括结晶器本体和自耗电极，自耗电极安装于结晶器本体的上方，且其底端伸入至结晶器本体内部，所述结晶器本体的上方安装有所述的电极水冷装置，通过外加电极冷却装置的设置可以提高对自耗电极的冷却效果，防止自耗电极发生高温氧化。

更进一步的，所述结晶器本体的器壁包括内、外两层，内、外器壁之间形成冷却水腔，该冷却水腔用于对结晶器内部进行冷却，以利于电渣锭的结晶。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种电渣重熔电极水冷装置，该电极水冷装置安装于结晶器本体的上方用于对自耗电极进行冷却，其水冷套的外壁自下而上依次设有下部进水口、中部出水口、中部进水口和上部出水口，通过外加电极水冷装置的设置以及双进双出式进出口的设计，从而可以提高对自耗电极的冷却效果，更快的将自耗电极的温度降低，因而能够有效减少自耗电极的氧化现象，有利于提高电渣锭的质量。

(2)本实用新型的一种电渣重熔电极水冷装置，水冷套的内部设有导流板，通过导流板的设置在水冷套内部形成螺旋上升的导流槽，从而可以对从下部进水口、中部出水口进入的冷却水进行导向，使水流更好地自下而上流动，并加快水的流动速度，从而进一步提高对电极的冷却效果。

(3)本实用新型的一种电渣重熔电极水冷装置，水冷套的底部设有惰性气体保护单元，通过惰性气体保护单元向自耗电极周围通入惰性气体，从而可以隔绝自耗电极周围的大气环境，进一步减少自耗电极的氧化，改善电渣锭的洁净度。

(4)本实用新型的一种电渣重熔结晶器，在结晶器本体的上方增设外加电极水冷装置，从而可以提高对自耗电极的冷却速度，减少自耗电极上部与氧气接触发生的高温氧化，从而可以提高电渣重熔结晶质量。

附图说明

图1为本实用新型的电渣重熔结晶器的整体结构示意图；

图2为图1中区域I的放大结构示意图；

图3为本实用新型的电极水冷装置的底部俯视示意图；

图4为本实用新型的导流板的结构示意图。

图中：1、结晶器本体；2、水冷套；201、下部进水口；202、中部进水口；203、中部出水口；204、上部出水口；205、导流板；206、进气孔；207、排气孔；3、吊耳；4、自耗电极；5、假电极。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例的一种电渣重熔电极水冷装置，该电极水冷装置安装于结晶器本体的上方并套装于自耗电极4外部，通过外加电极水冷装置的设置可以对自耗电极进行冷却，从而减少电渣重熔过程中因自耗电极与氧气接触发生的氧化反应，有利于保证所得电渣钢的质量。具体的，如图1所示，本实施例的电极水冷装置包括水冷套2，水冷套2内部设有圆柱形腔体，即冷却水通道，且水冷套2的外壁自下而上依次设有与冷却水通道连通的下部进水口201、中部出水口203、中部进水口202和上部出水口204。将装置设置成双进双出式进出水管，经过装置下半部的高温水流会通过中部出水口203流出，并且会有新的水流从中部进水口202 流入，再从上部出水口204流出，这样可以更快地将自耗电极4的温度降低，达到水冷效果。

更进一步的，所述水冷套2内部设有导流板205，如图4所示，该导流板为螺旋式结构，其与水冷套内壁和外壁之间形成螺旋上升的导流槽，即冷却水通道，从而可以对水流进行导向，使其由下部和中部进水口进入后沿导流槽向上流动，可以加快水的流动，使得自耗电极 4温度自下而上降低，增强自耗电极的水冷效果，减少自耗电极的氧化，提高电渣锭成分分布的均匀性。其中一个导流板205的起点和终点分别与下部进水口201、中部出水口203相对应，另一个导流板的起点和终点分别与中部进水口202和上部出水口204相对应。

所述水冷套2的底部设有惰性气体保护单元，该惰性气体保护单元用于向自耗电极4周围通入惰性气体。如图2所示，所述惰性气体保护单元包括与冷却水通道隔绝的惰性气体腔，水冷套2外壁设有与惰性气体腔连通的进气孔206，惰性气体腔的底部设有排气孔207。具体的，氩气通过进气孔206进入惰性气体腔，再通过底部的排气孔207排出，从而可以隔绝自耗电极周围的大气环境，减少自耗电极的氧化，改善电渣锭的洁净度。

本实施例中水冷套2的顶部设有吊耳3，通过吊耳可以使用吊车等机械装置来调动水冷装置，可以更好的更换自耗电极4与假电极5，操作便捷。

实施例2

结合图1-图3，本实施例的一种电渣重熔结晶器，包括结晶器本体1和自耗电极4，结晶器本体1的器壁包括内、外两层，内、外器壁之间形成冷却水腔，自耗电极4安装于结晶器本体1的上方，且其底端伸入至结晶器本体1内部。所述结晶器本体1的上方安装有电极水冷装置，该电极水冷装置的结构同实施例1。本实施例的结晶器本体1与外加电极水冷装置装配后，形成圆环冷却水缝，冷却水进入冷却水缝后，在导流板的作用下形成自下向上的流动的冷却水流，并且还改善了冷却水在隔离水缝内的流动性，从而提高了水冷装置的冷却效果，加快了自耗电极的冷却，减少自耗电极因高温与空气发生氧化，有利于提高电渣重熔效果、电渣锭的质量。