同軸導電大型板坯電渣爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種同軸導電大型板坯電渣爐，包括立柱式框架、底水箱和變壓器，所述立柱式框架上安裝有移動橫梁，所述移動橫梁上安裝有電極擺動裝置，所述電極擺動裝置上安裝有電極夾持導電裝置；所述立柱式框架內側沿豎向均勻平行布置有若干導電銅軸，所述導電銅軸上滑動安裝有電刷總成，所述電刷總成與所述電極夾持導電裝置連接；所述導電銅軸下方分別對應設置有軸線相同的導電銅管，所述導電銅管通過電流開關與所述底水箱連接；所述變壓器設有若干對應平行布置的出線銅排和回線銅排，所述出線銅排和所述導電銅軸連接，所述回線銅排和所述導電銅管連接。本實用新型具有自動化程度高、變壓器無功損耗低、操作簡便等優(yōu)點。
【專利說明】
同軸導電大型板坯電渣爐
技術領域
[0001]本實用新型涉及金屬電渣重熔設備技術領域，尤其涉及一種同軸導電大型板坯電渣爐。
【背景技術】
[0002]電渣爐是利用電流通過熔渣時產生的電阻熱作為熱源對金屬進行熔煉的一種冶金設備。電渣重熔后可降低鋼中氣體和夾雜物的含量，并獲得成分均勻、組織致密、質量優(yōu)異的鋼錠。
[0003]目前國內或國外的電渣爐存在以下技術問題:
[0004](I)在冶煉大型板坯鋼錠采用同軸導電短網時，由于板坯鋼錠外形巨大且為扁形，現有的同軸導電技術無法均勻抵消其在大電流情況下產生的磁場，短網損失較大，造成大量的無功損失，能耗浪費高，增加了電渣鋼錠的成本。
[0005](2)傳統(tǒng)大型電渣爐中，重型自耗電極的斜度調節(jié)一直是干擾電渣熔鑄質量的難題，由于假電極和自耗電極重量及整體長度增加，在大填充比的情況下，電極焊接過程中很難調整在適當位置，影響重熔生產的鋼錠的質量和性能。
[0006](3)傳統(tǒng)的電渣爐電極夾持裝置的夾持位置在假電極的頂端，并且電極導電面的壓力是由電極夾持力提供的，在電極的重量比較大時需要的夾持力是很大的，由此會導致電極導電面受力過大而變形受損，縮短使用壽命。
[0007](4)傳統(tǒng)板坯電渣爐的脫模(即將冶煉完的鋼錠從結晶器內取出)方式是鋼錠熔煉完成后，拆下結晶器的冷卻水管，將載有鋼錠和結晶器的鋼錠車從熔煉工位行駛到準備工位，將鋼錠和結晶器整體吊裝到外面的平臺上，放倒并打開結晶器，將鋼錠吊到保溫爐內保溫。這種脫模方式存在很多缺點:操作工需要到底坑內拆卸水管，作業(yè)不安全;水管內的水會流到底坑內形成積水;結晶器拆下冷卻水管后，溫度升高容易導致變形;鋼錠熔煉完成后吊入保溫爐的準備過程繁瑣，鋼錠移動時間太長不利于保證鋼錠質量。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種整體結構設計合理、變壓器無功損耗低、操作安全簡便的同軸導電大型板坯電渣爐。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:
[0010]同軸導電大型板坯電渣爐，包括立柱式框架、底水箱和變壓器，所述立柱式框架上安裝有可沿立柱上下移動的移動橫梁，所述立柱式框架頂部安裝有電極升降傳動系統(tǒng);所述移動橫梁上安裝有電極擺動裝置，所述電極擺動裝置上安裝有電極夾持導電裝置;所述立柱式框架內側沿豎向均勻平行布置有若干導電銅軸，所述導電銅軸上滑動安裝有電刷總成，所述電刷總成與所述電極夾持導電裝置連接;所述導電銅軸下方分別對應設置有軸線相同的導電銅管，所述導電銅管通過電流開關與所述底水箱連接;所述變壓器設有若干對應平行布置的出線銅排和回線銅排，所述出線銅排和所述導電銅軸連接，所述回線銅排和所述導電銅管連接。
[0011]作為優(yōu)選的技術方案，還包括在線脫模裝置，所述在線脫模裝置包括安裝于所述移動橫梁上的吊裝索具，所述立柱式框架的立柱上分別安裝有液壓提升裝置，結晶器外壁上設置有與所述液壓提升裝置相配合的支撐肩。
[0012]作為優(yōu)選的技術方案，所述電極擺動裝置包括安裝于所述移動橫梁上的爐頭，所述爐頭的兩端分別設置有爐頭楔塊，所述移動橫梁上位于所述爐頭楔塊的底部設置有與所述爐頭楔塊配合的驅動楔塊，所述驅動楔塊與所述爐頭楔塊之間轉動安裝有滾輪，所述驅動楔塊連接有伺服電動推桿。
[0013]作為優(yōu)選的技術方案，所述電極夾持導電裝置包括具有矩形開口且開口朝下的電極夾持器，電極包括假電極和自耗電極，所述假電極上端伸入所述電極夾持器的矩形開口內；所述電極夾持器的上部設有與假電極上端的插孔相配合的插銷，所述插銷連接有穿銷油缸;所述電極夾持器的下部安裝有浮動導電裝置和夾緊驅動裝置。
[0014]作為優(yōu)選的技術方案，所述浮動導電裝置包括四組分別由蝶形彈簧支撐的導電塊，所述導電塊通過軟連接與所述電刷總成連接。
[0015]作為優(yōu)選的技術方案，所述夾緊驅動裝置包括蝶簧夾緊油缸，所述蝶簧夾緊油缸的伸縮端與所述電極夾持器的下端連接。
[0016]作為優(yōu)選的技術方案，所述電極升降傳動系統(tǒng)包括安裝于所述立柱式框架頂端的兩臺伺服電機，所述伺服電機的輸出端傳動連接有滾珠絲杠，所述滾珠絲杠與所述移動橫梁傳動連接;所述滾珠絲杠上安裝有絕對值編碼器。
[0017]作為優(yōu)選的技術方案，所述立柱式框架包括四根立柱，所述立柱上分別安裝有鑲嵌式導軌，所述移動橫梁上安裝有若干組與所述導軌相配合的導向輪。
[0018]由于采用了上述技術方案，本實用新型具有以下有益效果:
[0019](I)利用多同軸導電將電渣爐冶煉電流與回路電流構成平行布置導電方式，抵消了電流穿過導體時產生的磁場，降低了變壓器的無功損耗，成功克服了現有技術中因板坯鋼錠外形巨大且為扁形無法均勻抵消其在大電流情況下產生的磁場的問題，在冶煉40噸板坯鋼錠時的實際壓降在1V以下；
[0020](2)通過采用所述在線脫模裝置，利用液壓系統(tǒng)動力強大的特點先將結晶器與鋼錠脫開一定距離，然后再由安裝在移動橫梁上的吊裝索具將結晶器完全吊出，完成脫模工序，載有鋼錠的熔鑄車行駛到準備工位，將鋼錠吊入保溫爐保溫，作業(yè)安全性好，操作方便；液壓提升裝置通過液壓平衡系統(tǒng)可做到同步運動，保證了結晶器的平穩(wěn)脫模；
[0021](3)通過采用所述電極擺動裝置，控制爐頭兩端底部的驅動楔塊移動，使同樣帶有斜面的爐頭產生擺動，驅動楔塊上裝有多排滾輪，楔塊的移動變?yōu)闈L輪的滾動，滾動摩擦摩擦力很小，可使驅動裝置輕松的推動楔塊移動，驅動楔塊的移動通過斜面轉換為向上的推力，使爐頭產生擺動，從而調節(jié)電極的角度，保證電極與結晶器內壁平行；
[0022](4)通過采用所述電極夾持導電裝置，導電塊及電極導電面受到的壓力與電極夾持力無關，電極的夾持是通過穿銷油缸掛住電極然后再由碟簧夾緊油缸夾緊，而電極的導電則是通過浮動導電裝置上的蝶形彈簧提供壓力，避免了在夾持大型電極時因夾持力過大而壓壞導電面，并且電極導電的接觸位置在假電極下部，有效減小了短網的長度，進一步降低了無功損耗。
【附圖說明】
[0023]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0024]圖1是本實用新型實施例的主視結構不意圖；
[0025]圖2是本實用新型實施例的側視結構不意圖；
[0026]圖3是多同軸導電短網的結構示意圖；
[0027]圖4是電極擺動裝置的結構示意圖；
[0028]圖5是電極夾持導電裝置的結構示意圖；
[0029]圖6是在線脫模裝置的結構示意圖。
[0030]圖中:101-立柱式框架；102-電極；103-結晶器；104-底水箱；105-變壓器；106-移動橫梁；107-導電銅軸；108-電刷總成；109-導電銅管；110-電流開關；111-渣池；112-板坯鋼錠;200-電極升降傳動系統(tǒng);201-伺服電機;202-減速機;203-滾珠絲杠;300-電極擺動裝置;301-爐頭;302-爐頭楔塊;303-驅動楔塊;304-滾輪;305-伺服電動推桿;400-電極夾持導電裝置;401-矩形開口 ； 402-電極夾持器;403-插銷;404-穿銷油缸;405-蝶形彈簧;406-導電塊;407-蝶簧夾緊油缸;500-在線脫模裝置;501-吊裝索具;502-液壓提升裝置;503-支撐肩；504-熔鑄車。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0032]如圖1至圖6所示，同軸導電大型板坯電渣爐，包括立柱式框架101、電極102(包括假電極和自耗電極)、結晶器103、底水箱104和變壓器105，所述立柱式框架101上安裝有可沿立柱上下移動的移動橫梁106，所述立柱式框架101頂部安裝有電極升降傳動系統(tǒng)200;所述移動橫梁106上安裝有電極擺動裝置300，所述電極擺動裝置300上安裝有電極夾持導電裝置400;立柱式框架101內側位于所述結晶器103周圍沿豎向均勻平行布置有若干導電銅軸107，所述導電銅軸107上滑動安裝有電刷總成108，所述電刷總成108與所述電極夾持導電裝置400連接;所述導電銅軸107下方分別對應設置有軸線相同的導電銅管109，所述導電銅管109通過電流開關110(采用大電流開關，可達44000A)與所述底水箱104連接;所述變壓器105設有若干對應平行布置的出線銅排和回線銅排，所述出線銅排和所述導電銅軸107連接，所述回線銅排和所述導電銅管109連接，由此在變壓器與電渣爐之間形成多同軸導電短網。
[0033]冶煉電流流向為:變壓器—出線銅排—導電銅軸—電刷總成—電極夾持導電裝置—假電極—自耗電極—結晶器內渣池—板還鋼徒；
[0034]回路電流流向為:板坯鋼錠—底水箱—電流開關—導電銅管—回線銅排—變壓器。
[0035]利用多同軸導電將電渣爐冶煉電流與回路電流構成平行布置的導電方式，抵消了電流穿過導體時產生的磁場，降低了變壓器的無功損耗，成功克服了現有技術中因板坯鋼錠外形巨大且為扁形無法均勻抵消其在大電流情況下產生的磁場的問題，實驗證明，在冶煉40噸板坯鋼錠時的實際壓降在1V以下。
[0036]參考圖4，所述電極擺動裝置300包括安裝于所述移動橫梁106上的爐頭301，所述爐頭301的兩端分別設置有爐頭楔塊302，所述移動橫梁106上位于所述爐頭楔塊302的底部設置有與所述爐頭楔塊302配合的驅動楔塊303，所述驅動楔303塊與所述爐頭楔塊302之間轉動安裝有滾輪304，所述驅動楔塊303連接有伺服電動推桿305。通過控制爐頭兩臺帶楔塊的伺服電動推桿來實現爐頭擺動，就像抬扁擔一樣，伺服電動推桿的伸縮帶動驅動楔塊的移動，使同樣帶有斜面的爐頭產生擺動。驅動楔塊上裝有多排滾輪，楔塊的移動變?yōu)闈L輪的滾動，滾動摩擦摩擦力很小，可使伺服電動推桿輕松的推動楔塊移動，楔塊的移動通過斜面轉換為向上的推力，使爐頭產生擺動。伺服電動推桿可精確控制爐頭擺動的角度，從而調節(jié)自耗電極的角度，保證自耗電極與結晶器內壁平行，提高電渣重熔質量和性能。
[0037]參考圖5，所述電極夾持導電裝置400包括具有矩形開口401且開口朝下的電極夾持器402，假電極上端伸入所述電極夾持器402的矩形開口 401內；所述電極夾持器402的上部設有與假電極上端的喇叭形插孔相配合的插銷403，所述插銷403連接有穿銷油缸404;所述電極夾持器402的下部安裝有浮動導電裝置和夾緊驅動裝置。所述浮動導電裝置包括四組分別由蝶形彈簧405支撐的導電塊406，所述導電塊406通過軟連接與所述電刷總成108連接。所述夾緊驅動裝置包括蝶簧夾緊油缸407，所述蝶簧夾緊油缸407的伸縮端與所述電極夾持器402的下端連接。本裝置中導電面受到的壓力與電極夾持力無關，電極的夾持是通過穿銷油缸掛住電極然后再由碟簧夾緊油缸夾緊，而電極的導電則是通過浮動導電裝置上的蝶形彈簧提供壓力，避免了在夾持大型電極時因夾持力過大而壓壞導電面，并且電極導電的接觸位置在假電極下部，從而有效減小了短網的長度。
[0038]參考圖6，還包括在線脫模裝置500，所述在線脫模裝置500包括安裝于所述移動橫梁106上的吊裝索具501，所述立柱式框架101的立柱上分別安裝有液壓提升裝置502，液壓提升裝置包括液壓缸及提升臂等公知結構，不再贅述;所述結晶器103外壁上設置有與所述液壓提升裝置502相配合的支撐肩503。脫模時，利用液壓系統(tǒng)動力強大的特點先將結晶器103與板坯鋼錠112脫開一定距離，然后再由安裝在移動橫梁106上的吊裝索具501將結晶器完全吊出，完成脫模工序;然后載有鋼錠的熔鑄車504行駛到準備工位，將鋼錠吊入保溫爐保溫，作業(yè)安全、方便。
[0039]再參考圖1和圖2，所述電極升降傳動系統(tǒng)200包括安裝于所述立柱式框架101頂端的兩臺伺服電機201，所述伺服電機201的輸出端通過減速機202傳動連接有滾珠絲杠203，所述滾珠絲杠203與所述移動橫梁106傳動連接;升降機構承重100噸，采用了雙電機減速機的冗余設計，單個電機即可以滿足生產要求，保證了設備的可靠性，保證了電渣生產的連續(xù)性;所述滾珠絲杠203上安裝有絕對值編碼器，通過編碼器位置反饋可精確控制電極位置。
[0040]本實施例中，爐體采用4立柱框架式結構，結構尺寸大，制造難度高。爐體高約16米，寬7米，長8米，底坑深2.5米。4根立柱上安裝有鑲嵌式導軌，所有立柱加工面(包括導軌面)為一次整體加工成型。
[0041]移動橫梁為焊接結構件，尺寸和重量都很大。有16組導向輪安裝在移動橫梁上，移動橫梁可沿4根立柱導軌面上下移動，調整導向輪可以調節(jié)移動橫梁與立柱導軌面之間的間隙，以保證移動橫梁上下運行平穩(wěn)。
[0042]本設備安裝有先進的稱重系統(tǒng)，在移動橫梁上安裝有4套稱重傳感器模塊，具有稱量精度高、安裝方便、結構新穎等特點；鋼錠車具備升降、平移、橫移、旋轉功能，鋼錠車稱重150噸;大電流開關安裝在鋼錠車上，大電流開關由碟簧液壓缸控制開合。變壓器采用單相工頻供電方式，為T型變壓器，I檔IV;
[0043]為了滿足板坯電渣爐生產高品質鋼材的要求，還配備有氣氛保護系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)具備可靠性、穩(wěn)定性、連續(xù)性、工藝再現性、冗余控制等諸多優(yōu)點，具有自動化程度高、控制平穩(wěn)、靈敏度高、操作簡便、經久耐用、可追溯性強等諸多特點，能夠實現自動控制與手動控制相結合，從而確保熔煉過程不間斷，充分滿足大功率長時間冶煉要求。
[0044]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【主權項】
1.同軸導電大型板坯電渣爐，包括立柱式框架、底水箱和變壓器，所述立柱式框架上安裝有可沿立柱上下移動的移動橫梁，所述立柱式框架頂部安裝有電極升降傳動系統(tǒng)；其特征在于:所述移動橫梁上安裝有電極擺動裝置，所述電極擺動裝置上安裝有電極夾持導電裝置;所述立柱式框架內側沿豎向均勻平行布置有若干導電銅軸，所述導電銅軸上滑動安裝有電刷總成，所述電刷總成與所述電極夾持導電裝置連接;所述導電銅軸下方分別對應設置有軸線相同的導電銅管，所述導電銅管通過電流開關與所述底水箱連接;所述變壓器設有若干對應平行布置的出線銅排和回線銅排，所述出線銅排和所述導電銅軸連接，所述回線銅排和所述導電銅管連接。2.如權利要求1所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:還包括在線脫模裝置，所述在線脫模裝置包括安裝于所述移動橫梁上的吊裝索具，所述立柱式框架的立柱上分別安裝有液壓提升裝置，結晶器外壁上設置有與所述液壓提升裝置相配合的支撐肩。3.如權利要求1所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述電極擺動裝置包括安裝于所述移動橫梁上的爐頭，所述爐頭的兩端分別設置有爐頭楔塊，所述移動橫梁上位于所述爐頭楔塊的底部設置有與所述爐頭楔塊配合的驅動楔塊，所述驅動楔塊與所述爐頭楔塊之間轉動安裝有滾輪，所述驅動楔塊連接有伺服電動推桿。4.如權利要求1所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述電極夾持導電裝置包括具有矩形開口且開口朝下的電極夾持器，電極包括假電極和自耗電極，所述假電極上端伸入所述電極夾持器的矩形開口內；所述電極夾持器的上部設有與假電極上端的插孔相配合的插銷，所述插銷連接有穿銷油缸;所述電極夾持器的下部安裝有浮動導電裝置和夾緊驅動裝置。5.如權利要求4所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述浮動導電裝置包括四組分別由蝶形彈簧支撐的導電塊，所述導電塊通過軟連接與所述電刷總成連接。6.如權利要求5所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述夾緊驅動裝置包括蝶簧夾緊油缸，所述蝶簧夾緊油缸的伸縮端與所述電極夾持器的下端連接。7.如權利要求1所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述電極升降傳動系統(tǒng)包括安裝于所述立柱式框架頂端的兩臺伺服電機，所述伺服電機的輸出端傳動連接有滾珠絲杠，所述滾珠絲杠與所述移動橫梁傳動連接;所述滾珠絲杠上安裝有絕對值編碼器。8.如權利要求1至7任一項所述的同軸導電大型板坯電渣爐，其特征在于:所述立柱式框架包括四根立柱，所述立柱上分別安裝有鑲嵌式導軌，所述移動橫梁上安裝有若干組與所述導軌相配合的導向輪。
【文檔編號】C22B9/187GK205528968SQ201620302561
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】史永寧, 張培榮, 于景潤, 張玉廷, 楚耕民
【申請人】濰坊亞東冶金設備有限公司