本發(fā)明屬于空心電渣錠熔煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)厚壁管坯的生產(chǎn)大部分采用電爐鋼錠經(jīng)鍛造后鏜孔、實心鋼坯擠壓穿孔、離心鑄管等工藝生產(chǎn)；常規(guī)的鏜孔及穿孔生產(chǎn)方式成材率低、生產(chǎn)工序復(fù)雜、成本高；鑄造鋼管易出現(xiàn)鑄造缺陷，達不到高性能要求；電渣重熔生產(chǎn)的空心管坯，成分及組織均勻、鋼材中的氣體及夾雜物含量少，生產(chǎn)成本低，可以取代鍛造及鑄造管坯，所以空心電渣錠的生產(chǎn)有很大的發(fā)展空間。

空心電渣錠的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，特別是結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如果結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理不但操作繁瑣還會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。目前，常規(guī)的生產(chǎn)空心電渣錠的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)主要有兩種：穿孔式和抽錠式；穿孔式包括上穿孔式和下穿孔式兩種；下穿孔式空心電渣錠生產(chǎn)方式采用單支自耗電極，保證了大的充填比，但內(nèi)結(jié)晶器是在熔煉過程中，從底部的底水箱逐步穿入到外結(jié)晶器的中心部位，內(nèi)結(jié)晶器頂部無法設(shè)定固定裝置，容易造成空心錠的偏心缺陷，無法保證空心錠的同心度；上穿孔式雖然可以固定內(nèi)結(jié)晶器，保證了空心錠的同心度，但需要多根圓形細長的電極并聯(lián)焊接成圓環(huán)型自耗電極，所以電極較長，而且細長的電極無法保證大的充填比，影響電渣錠的質(zhì)量；抽錠式空心電渣錠生產(chǎn)方式，采用雙電源即兩個變壓器和兩個導(dǎo)電回路，其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，資金投入大，適合于生產(chǎn)較大直徑的空心電渣錠，不適用于小型空心電渣錠的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法保證空心電渣錠的同心度，無法保證大的填充比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，以及不適用于小型空心電渣錠的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置，包括外結(jié)晶器、內(nèi)結(jié)晶器、底水箱、銅板和循環(huán)冷卻系統(tǒng)；內(nèi)結(jié)晶器固定在底水箱，外結(jié)晶器為活動式結(jié)構(gòu)；

循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括分水箱、回水箱、內(nèi)結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)、外結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)和底水箱冷卻系統(tǒng)；底水箱冷卻系統(tǒng)：底水箱在兩側(cè)分別設(shè)有底水箱進水口和底水箱出水口；底水箱進水口通過高壓膠管與分水箱連通；底水箱出水口通過高壓膠管與回水箱連通；外結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)包括外結(jié)晶器上設(shè)有外結(jié)晶器進水口和外結(jié)晶器出水口，外結(jié)晶器進水口通過高壓膠管與分水箱連通，外結(jié)晶器出水口通過高壓膠管與回水箱連通；內(nèi)結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)：內(nèi)結(jié)晶器內(nèi)部設(shè)有進水管和回水管；進水管高于內(nèi)結(jié)晶器底面,回水管低于內(nèi)結(jié)晶器上平面；進水管和回水管分別焊接在內(nèi)結(jié)晶器的底面上；進水管通過高壓膠管與分水箱連通，回水管通過高壓膠管與回水箱連通；

銅板位于內(nèi)結(jié)晶器和底水箱之間，銅板與內(nèi)結(jié)晶器通過螺栓連接，銅板與底水箱通過螺栓連接；所述底水箱上的銅板上設(shè)有止口，止口用于外結(jié)晶器的定位；所述外結(jié)晶器的上部的兩側(cè)設(shè)有吊耳。

所述止口的高度確定為5mm。

所述內(nèi)結(jié)晶器和外結(jié)晶器的制作材料為厚壁紫銅板。

所述外結(jié)晶器的拔模斜度為0.88，內(nèi)結(jié)晶度的拔模斜度為1.1。

所述外結(jié)晶器內(nèi)圈銅板厚度為16mm，外圈鋼板厚度為10mm；內(nèi)結(jié)晶器厚度為16mm；底水箱上銅板厚度為30mm。

所述內(nèi)結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的進水管高于內(nèi)結(jié)晶器底面10mm,回水管低于內(nèi)結(jié)晶器上平面20mm。

所述進水管和回水管采用Φ32的銅管，防止在使用過程中的氧化腐蝕。

本發(fā)明的小型空心電渣錠的生產(chǎn)方法包括以下步驟：

步驟一：焊接出空心電渣錠重熔電極：自耗電極采用多個扇形電極棒焊接成圓筒裝自耗電極，用三個45號鋼圓棒作為假電極分別與圓筒裝自耗電極焊接在一起；

步驟二：用化渣爐把固態(tài)預(yù)熔渣熔化成液態(tài)渣，渣溫控制在1700℃--1800℃；

步驟三：用專用臺包將步驟二中化渣爐內(nèi)的液態(tài)渣導(dǎo)入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)；

步驟四：液態(tài)渣到入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)部后，迅速把空心電渣錠的重熔電極的自耗電極插入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)，通電進行熔化自耗電極。

步驟五：自耗電極熔化結(jié)束后，待鋼水完全凝固進行脫模，把脫模后的空心電渣錠及時放入到緩冷坑進行緩冷。

所述步驟一中，圓筒裝自耗電極的充填比為0.4--0.45。

優(yōu)選地，所述步驟一中，電渣重熔的充填比優(yōu)選為0.426。

所述步驟二中，電渣熔煉的渣量的范圍為：G渣＝(5.5--6.5)％G錠。

優(yōu)選地，所述步驟二中G渣＝6％G錠。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：外結(jié)晶器的拔模斜度為0.88，內(nèi)結(jié)晶度的拔模斜度為1.1，熔煉結(jié)束后脫錠方便，有效地避免了電渣錠“抱死”在內(nèi)結(jié)晶器，無法脫錠現(xiàn)象；內(nèi)結(jié)晶器與底水箱通過螺栓連接，便于拆裝維修；外結(jié)晶器采用底水箱的止口進行定位，操作簡單方便；內(nèi)外結(jié)晶器在熔煉過程中其位置全部是固定式，保證了空心電渣錠的壁厚均勻和內(nèi)孔的同心度；底水箱上平面銅板厚度為30mm，既保證了良好的通電效果，又保證了內(nèi)外結(jié)晶器的強度，防止底水箱上平面銅板在長期使用過程中的變形；內(nèi)結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進水管高于內(nèi)結(jié)晶器底面10mm,回水管低于內(nèi)結(jié)晶器上平面20mm。從而保證了冷卻水的良好循環(huán)和對結(jié)晶器及熔煉鋼水的冷卻凝固速度；采用扇形電極焊接成圓筒形，增大了充填比；合理的渣量保證了重熔過程充分完成化學(xué)反應(yīng)，保證了空心電渣錠的質(zhì)量，提高了熔化速度，降低了熔煉成本；且本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、易制作、熔煉過程操作簡單的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明小型空心電渣錠的生產(chǎn)方法的流程圖；

其中，1、吊耳，2、內(nèi)結(jié)晶器，3、外結(jié)晶器，4、銅板，5、螺栓，6、止口，7、底水箱，8、外結(jié)晶器進水口，9、外結(jié)晶器出水口，10、進水管，11、回水管。

具體實施例

下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明做進一步闡述。

參見附圖1和附圖2，本發(fā)明小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置，包括外結(jié)晶器3、內(nèi)結(jié)晶器2、底水箱7、銅板4和循環(huán)冷卻系統(tǒng)；內(nèi)結(jié)晶器2固定在底水箱7，外結(jié)晶器3為活動式結(jié)構(gòu)；

循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括分水箱、回水箱、內(nèi)結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)、外結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)和底水箱冷卻系統(tǒng)；底水箱冷卻系統(tǒng)：底水箱7在兩側(cè)分別設(shè)有底水箱進水口和底水箱出水口；底水箱進水口通過高壓膠管與分水箱連通；底水箱出水口通過高壓膠管與回水箱連通；外結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)包括外結(jié)晶器上設(shè)有外結(jié)晶器進水口8和外結(jié)晶器出水口9，外結(jié)晶器進水口8通過高壓膠管與分水箱連通，外結(jié)晶器出水口9通過高壓膠管與回水箱連通；內(nèi)結(jié)晶器冷卻系統(tǒng)：內(nèi)結(jié)晶器2內(nèi)部設(shè)有進水管10和回水管11；進水管10高于內(nèi)結(jié)晶器2底面,回水管11低于內(nèi)結(jié)晶器2上平面；進水管10和回水管11分別焊接在內(nèi)結(jié)晶器2的底面上；進水管10通過高壓膠管與分水箱連通，回11水管通過高壓膠管與回水箱連通；

銅板4位于內(nèi)結(jié)晶器和底水箱之間，銅板4與內(nèi)結(jié)晶器通過螺栓連接，銅板4與底水箱7通過螺栓連接；所述銅板4上設(shè)有止口6，止口6用于外結(jié)晶器3的定位；所述外結(jié)晶器3的上部的兩側(cè)設(shè)有吊耳1。

所述止口6的高度確定為5mm。

所述內(nèi)結(jié)晶器2和外結(jié)晶器3的制作材料為厚壁紫銅板。

所述外結(jié)晶器3的拔模斜度為0.88，內(nèi)結(jié)晶器2的拔模斜度為1.1。

所述外結(jié)晶器3內(nèi)圈銅板厚度為16mm，外圈鋼板厚度為10mm；內(nèi)結(jié)晶器2厚度為16mm；底水箱7上銅板4厚度為30mm。

所述內(nèi)結(jié)晶器2冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的進水管10高于內(nèi)結(jié)晶器底面10mm,回水管11低于內(nèi)結(jié)晶器2上平面20mm。

所述進水管10和回水管11采用Φ32的銅管，防止在使用過程中的氧化腐蝕。

本發(fā)明的小型空心電渣錠的生產(chǎn)方法包括以下步驟：

步驟一：焊接出空心電渣錠重熔電極：自耗電極采用多個扇形電極棒焊接成圓筒裝自耗電極，用三個45號鋼圓棒作為假電極分別與圓筒裝自耗電極焊接在一起；

步驟二：用化渣爐把固態(tài)預(yù)熔渣熔化成液態(tài)渣，渣溫控制在1700℃--1800℃；

步驟三：用專用臺包將步驟二中化渣爐內(nèi)的液態(tài)渣導(dǎo)入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)；

步驟四：液態(tài)渣到入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)部后，迅速把空心電渣錠的重熔電極的自耗電極插入到小型空心電渣錠的生產(chǎn)裝置的結(jié)晶器內(nèi)，通電進行熔化自耗電極。

步驟五：自耗電極熔化結(jié)束后，待鋼水完全凝固進行脫模，把脫模后的空心電渣錠及時放入到緩冷坑進行緩冷。

所述步驟一中，圓筒裝自耗電極的充填比為0.4--0.45。

優(yōu)選地，所述步驟一中，電渣重熔的充填比優(yōu)選為0.426。

所述步驟二中，電渣熔煉的渣量的范圍為：G渣＝(5.5--6.5)％G錠。

優(yōu)選地，所述步驟二中G渣＝6％G錠。