一種電渣冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電渣爐冶煉技術(shù)，尤其涉及一種電渣冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電渣冶煉爐是一種電渣重熔冶煉的設(shè)備。電渣冶煉爐其結(jié)構(gòu)主要包括整體呈爐狀的結(jié)晶器、位于結(jié)晶器一側(cè)的電極裝置，其中結(jié)晶器下端設(shè)置有冷卻用的底水箱，電極裝置包括支柱，支柱上活動(dòng)套設(shè)有橫臂，橫臂上正對(duì)結(jié)晶器安裝向下延伸進(jìn)入結(jié)晶器的電極，電極包括上段用于和橫臂相連的固定部分和下段用于冶煉時(shí)融入到電渣中的冶煉部分；還包括用于控制橫臂沿支柱升降的升降機(jī)構(gòu)以及用于控制橫臂繞立柱軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0003]電渣冶煉過程中在水冷結(jié)晶器上方設(shè)置盛有待熔融的渣池，采用電極夾頭來夾持柱形電極，并讓電極、渣池、金屬熔池、鋼錠、底水箱通過短網(wǎng)導(dǎo)線和變壓器能夠形成電流回路。進(jìn)行電渣冶煉時(shí)，首先將該電極遠(yuǎn)離電渣冶煉電極夾頭的端部插入熔渣內(nèi)，隨后對(duì)電極進(jìn)行通電，在通電過程中，電極和渣池放出焦耳熱，將渣池中的金屬渣熔化，熔融金屬匯聚成液態(tài)，穿過渣池，落入結(jié)晶器中形成金屬熔池，且同時(shí)受水冷作用，迅速凝固形成鋼錠。鋼錠凝固前，在它的上方的金屬熔池和渣池，起保溫和補(bǔ)縮作用，保證鋼錠的致密性。冶煉過程中，結(jié)晶器內(nèi)壁上形成有一層薄渣殼，不僅使鋼錠表面光潔，還起絕緣和隔熱作用，使更多的熱量向下部傳導(dǎo)，有利于鋼錠自下而上的定向結(jié)晶?；谝陨显颍ㄟ^電渣冶煉生產(chǎn)出的鋼錠質(zhì)量好、性能優(yōu)，合金鋼的低溫、室溫和高溫下的塑性和沖擊韌性增強(qiáng)，鋼材使用壽命延長，故電渣冶煉工藝在本行業(yè)中廣泛推廣使用。
[0004]但這種現(xiàn)有的電渣冶煉爐，存在以下缺陷:1、電渣冶煉一般是批量冶煉的過程，但現(xiàn)有的電渣冶煉爐，單套系統(tǒng)工作時(shí)，除卻冶煉過程需要耗時(shí)，冶煉前的電渣裝入，電極裝夾準(zhǔn)備等均需要耗時(shí)，使得整體冶煉生產(chǎn)效率較為低下。2、冶煉過程中電極插入電渣后再通電加溫，以及電極坯料交替時(shí)新坯料與熔池之間存在巨大溫差等問題，新電極如不做處理就進(jìn)入熔池后坯料端頭由于急劇升溫可能出現(xiàn)炸裂或掉塊的現(xiàn)象；落入下方結(jié)晶器中熔化鋼水中，輕則影響生產(chǎn)，給電渣冶煉生產(chǎn)帶來作業(yè)危險(xiǎn)性。更嚴(yán)重的影響是新電極坯料進(jìn)入熔池后，因坯料端頭與熔池溫差過大不可避免的造成結(jié)晶器內(nèi)熔池溫度驟然降低，打破正常熔煉環(huán)境。從而使電渣錠出現(xiàn)勒殼、渣溝、成份不均、含雜等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響了電渣鋼錠冶煉質(zhì)量。3、另外，現(xiàn)有的結(jié)晶器的底水箱結(jié)構(gòu)，還存在拆裝不便不利于維修的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種冶煉效率高的電渣冶煉方法，使其具有安全、高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，不增加電極坯料交替時(shí)間前提下，能降低和避免電渣冶煉過程電極坯料交替時(shí)溫差對(duì)冶煉環(huán)境的破壞和影響、提高電渣鋼錠冶煉質(zhì)量。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種電渣冶煉方法，其特征在于，在一個(gè)結(jié)晶器旁布置兩套電極裝置，然后將兩套電極裝置輪流使用結(jié)晶器進(jìn)行冶煉，在一個(gè)電極裝置冶煉過程中，另一個(gè)電極裝置執(zhí)行安裝電極以及對(duì)電極進(jìn)行預(yù)熱的工作，當(dāng)冶煉使用的電極裝置冶煉完畢并移開電極，重新加料并布置好結(jié)晶器后，將預(yù)熱好的電極移入到結(jié)晶器內(nèi)冶煉，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)高效率電渣冶煉。
[0007]這樣就極大地節(jié)省了冶煉時(shí)間，提高了冶煉效率。同時(shí)，電極冶煉時(shí)經(jīng)過預(yù)熱處理，可以防止金屬電極進(jìn)入熔渣后，電極坯料端頭急劇升溫而出現(xiàn)炸裂或掉塊的現(xiàn)象；也可防止電極坯料進(jìn)入熔池后，因熔池溫度驟降低而使電渣錠出現(xiàn)勒殼、渣溝、成份不均、含雜等質(zhì)量缺陷。同時(shí)因?yàn)閮商纂姌O裝置是輪流循環(huán)冶煉，故不會(huì)因預(yù)熱占據(jù)時(shí)間而降低效率，故提高了安全性和冶煉效果
上述方法優(yōu)選采用以下的電渣冶煉電爐系統(tǒng)進(jìn)行，所述電渣冶煉電爐系統(tǒng)，包括整體呈爐狀的結(jié)晶器、位于結(jié)晶器一側(cè)的電極裝置，其中結(jié)晶器下端設(shè)置有冷卻用的底水箱，電極裝置包括支柱，支柱上活動(dòng)套設(shè)有橫臂，橫臂上正對(duì)結(jié)晶器安裝向下延伸進(jìn)入結(jié)晶器的電極，電極包括上段用于和橫臂相連的固定部分和下段用于冶煉時(shí)融入到電渣中的冶煉部分，電極裝置還包括用于控制橫臂沿支柱升降的升降機(jī)構(gòu)以及用于控制橫臂繞立柱軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；其中，所述電極裝置為兩套且對(duì)應(yīng)設(shè)置在結(jié)晶器兩側(cè)，還包括電極預(yù)熱裝置，電極預(yù)熱裝置具有一個(gè)豎向設(shè)置且上端開口的能夠供電極下端插入的加熱腔室，還具有能夠用于對(duì)插入的電極加熱的加熱裝置；所述電極預(yù)熱裝置為一個(gè)，所述兩套電極裝置中兩根電極在各自橫臂上的旋轉(zhuǎn)路徑所在圓具有相交的兩個(gè)交點(diǎn)，所述結(jié)晶器和電極預(yù)熱裝置各自布置在兩個(gè)交點(diǎn)位置。
[0008]這樣，本發(fā)明中設(shè)置了兩套電極裝置共同一個(gè)結(jié)晶器，同時(shí)設(shè)置了電極預(yù)熱裝置，對(duì)安裝好的電極進(jìn)行預(yù)熱，在線圈高頻電磁場(chǎng)的感應(yīng)下，伸入爐膛的電極坯料端頭快速發(fā)熱，升溫快，熱量損失小，溫度均勻性高。當(dāng)冶煉使用的電極冶煉完畢并移開，重新加料并布置好結(jié)晶器后，可以將預(yù)熱好的電極移入到結(jié)晶器內(nèi)冶煉。如此循環(huán)。既節(jié)省了時(shí)間，提高了冶煉效率。同時(shí)采用的布局，使得兩個(gè)電極可以共用一個(gè)電極預(yù)熱裝置，巧妙地利用布局結(jié)構(gòu)節(jié)省了設(shè)備成本。
[0009]作為優(yōu)化，所述電極預(yù)熱裝置包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)置有耐火絕緣材料并在中部形成加熱腔室，所述耐火絕緣材料內(nèi)埋設(shè)有繞加熱腔室升降式盤旋設(shè)置的感應(yīng)線圈形成加熱裝置。
[0010]這樣，耐火絕緣材料可以隔溫和絕緣，形成良好的保護(hù)層，延長使用壽命。加熱裝置采用感應(yīng)線圈的非接觸式加熱，在線圈高頻電磁場(chǎng)的感應(yīng)下，使伸入加熱腔室的電極坯料端頭快速發(fā)熱，升溫快，熱量損失小，溫度均勻性高，可以具有良好的加熱效果和效率，同時(shí)感應(yīng)線圈鋪設(shè)在耐火耐高溫絕緣材料保護(hù)層內(nèi)避免了和電極接觸，以防實(shí)際操作不當(dāng)損壞感應(yīng)線圈，如使用中電極坯料端頭夾持不正或伸縮位置不當(dāng)，使其與感應(yīng)圈碰撞或接觸打弧損壞感應(yīng)線圈等問題，解決了其技術(shù)中存在的安全隱患問題。其可長期使用不需更換，使用壽命長，安全、高效、節(jié)能。
[0011]進(jìn)一步地，感應(yīng)線圈內(nèi)部中空形成線圈冷卻水通道，殼體側(cè)面上還設(shè)置有和線圈冷卻水通道高度方向的兩端接通的線圈冷卻水進(jìn)口和線圈冷卻水出口。
[0012]這樣，線圈采用冷卻水冷卻，防止線圈自身溫度過高，提高對(duì)線圈保護(hù)效果，延長使用壽命。線圈冷卻水通道還可以串聯(lián)入結(jié)晶器底水箱的冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，不增加額外的冷卻設(shè)施成本。
[0013]作為優(yōu)化，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有保護(hù)氣體通道，保護(hù)氣體通道內(nèi)端出氣口位于加熱腔室底部，外端進(jìn)氣口用于外接保護(hù)氣源。
[0014]這樣，預(yù)熱時(shí)可以提供惰性氣體保護(hù)，避免電極坯料端頭在預(yù)熱過程中存在的氧化現(xiàn)象，防止活潑元素的燒損，防止鋼中的氧含量增高，保證冶煉效果。
[0015]進(jìn)一步地，所述保護(hù)氣體通道為高于加熱腔室內(nèi)底面設(shè)置的環(huán)形通道結(jié)構(gòu)，所述出氣口為繞環(huán)形通道周向均勻分布的多個(gè)且繞圓周沿相同的傾斜方向斜向下連通到加熱腔室底部。
[0016]這樣，可以使得出氣孔出氣后能夠從保護(hù)裝置內(nèi)側(cè)下方向上環(huán)形流動(dòng)，能夠更好地將原本爐腔內(nèi)的空氣排擠出爐腔內(nèi)部空間，提高保護(hù)效果，
作為優(yōu)化，所述殼體整體呈圓桶形，加熱腔室為同軸設(shè)置的圓柱形，殼體頂部蓋設(shè)固定有