專利名稱：一種金屬精煉-連鑄復合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬的冶煉和連鑄領域，主要適用于生產(chǎn)高質量高純凈度的方坯、板坯、圓坯、鑄棒、鑄絲等鑄坯。
通常生產(chǎn)高純凈金屬鑄坯，必須在精煉爐內先進行精煉?，F(xiàn)有技術的金屬鑄坯的生產(chǎn)過程中，精煉和連鑄是分開進行的，即熔融金屬經(jīng)過精煉爐精煉后，進入連鑄機的中間罐內，再澆鑄成鑄坯(atallurgicalPlantandTechnology，1983，May，44)。有時在澆鑄小斷面尺寸鑄坯過程中為了保持中間罐內熔融金屬的溫度穩(wěn)定，采用中間罐感應加熱，或等離子加熱等方式(JP58125345)。由于熔融金屬在進入中間罐時和在中間罐內停留期間，會產(chǎn)生二次氧化，很難獲得高純凈度的熔融金屬，因此對于要求具有高純凈度、高質量的金屬或合金鋼種來說，采用通常的精煉與連鑄分開進行的工藝是難以滿足要求的。
本發(fā)明的目的在于提供一種能獲得高質量、高純凈度鑄坯的，將精煉和連鑄兩道工序結合為一體的金屬精煉-連鑄復合裝置。
本發(fā)明的原理是將金屬精煉和連續(xù)鑄造兩道工序結合成一體，使連鑄機的結晶器直接與精煉爐聯(lián)接起來，使精煉過的熔融金屬直接進入連鑄結晶器。在結晶器內凝固的金屬被拉坯機連續(xù)拉出，從而實現(xiàn)在精煉的同時或精煉后立即進行連續(xù)鑄造。
本發(fā)明的精煉爐由耐火材料砌筑而成。結晶器安裝于精煉爐的下方或側面下方。結晶器與精煉爐之間有特殊耐火材料制作的分離環(huán)。在精煉爐熔融金屬液面上覆蓋有起保護作用的硅酸鹽熔渣，熔渣將熔融金屬和空氣彼此隔離，從而避免了熔融金屬的二次氧化、吸氮、吸氫等不利影響。當熔池內熔融金屬達到一定溫度時，熔融金屬流入帶水冷套的結晶器，并隨后凝固。此時拉坯機運轉，將結晶器內凝固的金屬坯拉出，與此同時，精煉爐內熔融金屬繼續(xù)流入結晶器中并凝固。這樣，隨著拉坯機的不斷運轉，熔融金屬連續(xù)地通過結晶器凝固、拉出，實現(xiàn)連續(xù)鑄造。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.能保證獲得高純凈度的鑄坯。
2.縮短了工藝流程，設備投資小，建設周期短。
3.提高了金屬收得率，降低了能耗和生產(chǎn)成本。
現(xiàn)結合附圖
和實施例對本發(fā)明作進一步說明。附圖是以電渣重熔爐為精煉爐，以電渣重熔作為精煉方式的金屬精煉-連鑄復合裝置的結構示意圖。圖中，1為電極，2為精煉爐，3為熔渣，4為結晶器，5為熔融金屬，6為拉坯機，7為鑄坯，8為結晶器冷卻水進口，9為結晶器冷卻水出口。10為分離環(huán)，11為水口。結晶器直接鑲嵌在精煉爐的爐壁上，其水口、分離環(huán)和結晶器的頭部處于精煉爐的爐襯內，實行緊配合。與結晶器相鄰的精煉爐爐膛區(qū)域比爐底凹下部分。
電極1為自耗性電極，其材質與熔融金屬成分一致。精煉爐2為耐火材料砌筑或打結而成。熔渣3具有導電性，當通電電極1插入熔渣3時，借助于熔渣電阻產(chǎn)生的熱量使自耗電極熔化成熔融金屬。熔化的金屬液滴在下落過程中穿過渣層，液滴中的夾雜物被熔渣所吸收，使熔融金屬得到凈化。在精煉爐2底部或側面裝有結晶器4，熔融金屬流入結晶器后，表面層迅速凝固，在拉坯機6的帶動下，逐漸將表面層凝固的鑄坯7從結晶器內拉出。
在精煉-連鑄過程中，通過調整重熔電極1的斷面尺寸、供電電壓和電流來控制重熔電極的熔化速度和熔融金屬的溫度通過控制拉坯機6的盍速度來調整拉坯速度，使金屬熔化速率與凝固金屬拉速相同，從而維持精煉爐內熔融金屬液面的穩(wěn)定。
對某些種類的金屬及其合金，為了保持熔池溫度的均勻，精煉爐內的熔融金屬采用吹入惰性氣體或電磁感應的方式進行攪拌。
附圖中的電極也可以使用非自耗電極。在這種情況下粗煉過的熔融金屬進入精煉爐后，先進行精煉處理。精煉過程中，通過電極1與熔融金屬5接觸產(chǎn)生的電弧加熱并穩(wěn)定熔池內熔融金屬的溫度。在精煉結束后，啟動驅動電機6，將鑄坯7從結晶器內連續(xù)拉出。
采用本發(fā)明的工藝及設備，由于熔融金屬精煉后不經(jīng)倒爐就連鑄成坯，因此鑄坯中非金屬夾雜物極少。這種精煉-連鑄方法適合于生產(chǎn)高純凈度金屬及合金。
權利要求
1.一種金屬精煉-連鑄復合裝置，其特征在于精煉爐與連鑄機結合為一體，使連鑄機的結晶器直接與精煉爐聯(lián)接起來。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于結晶器安裝于精煉爐的下方或側面下方。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于精煉爐由耐火材料砌筑而成。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于與結晶器相鄰的精煉爐爐膛區(qū)域比爐底凹下一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬精煉-連鑄復合裝置。屬于冶煉和連鑄領域。其主要技術特征是將精煉爐和連鑄機結合為一體，使連鑄機的結晶器直接與精煉爐聯(lián)系起來；結晶器安裝于精煉爐的下方或側面下方；與結晶器相鄰區(qū)的精煉爐爐膛區(qū)域比爐底凹下一部分；精煉爐由耐火材料砌筑而成。本發(fā)明使精煉后的金屬熔融體直接注入結晶器，能獲取高純凈度高質量的鑄坯，而且工藝流程短，設備投資小，能耗少。
文檔編號B22D11/06GK1097664SQ94105778
公開日1995年1月25日 申請日期1994年5月26日 優(yōu)先權日1994年5月26日
發(fā)明者吳夜明, 范錫堯, 楊克, 黃梅 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院