專利名稱：一種頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋼鐵冶煉用的非真空感應(yīng)爐。
背景技術(shù)：
目前普遍應(yīng)用的非真空感應(yīng)爐沒有頂吹系統(tǒng)和底吹供氣系統(tǒng)，它不能向鋼液中吹氧和吹惰性氣體，因此，傳統(tǒng)的非真空感應(yīng)爐所煉的鋼種僅僅取決于原料，原料條件的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，在爐內(nèi)很難進(jìn)行調(diào)整。特別是廢鋼中含碳、硅、氮、磷、硫較高的情況下處理起來相當(dāng)困難，所煉的鋼種很難成為合格產(chǎn)品，即使冶煉出合格產(chǎn)品，生產(chǎn)時間相對較長，原料成本較高，而且鋼中的氣體和非金屬夾雜物較高，尤其是冶煉低碳鋼、低氮鋼就更加困難，甚至是不可能的。由于傳統(tǒng)的非真空感應(yīng)爐存在上述不足，所以它無法滿足冶煉高純鋼的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具備多功能、多用途的頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐。
本發(fā)明的感應(yīng)爐具備一般非真空感應(yīng)爐的功能，坩堝外壁設(shè)置感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈通過銅排和水冷電纜與中頻電源接通，可實現(xiàn)對坩堝內(nèi)爐料的感應(yīng)加熱。為了使該感應(yīng)爐具備多功能、多用途，并克服現(xiàn)有非真空感應(yīng)爐的缺陷，在爐上部設(shè)置頂吹氧槍，底部設(shè)置底吹供氣元件，底吹供氣元件可以是底吹透氣塞或底吹氧槍，另外設(shè)置水冷煙罩、除塵系統(tǒng)和一些必要的檢測與控制系統(tǒng)。冶煉過程中，當(dāng)感應(yīng)爐中的爐料熔畢，達(dá)到吹煉溫度時，將水冷煙罩轉(zhuǎn)至爐口上方，并由頂吹氧槍升降機構(gòu)控制氧槍下降至距鋼水面一定高度向鋼水供氧，氧氣流量大小可調(diào)。通過向鋼水中吹氧，可迅速將鋼水中的碳降到較低水平。底吹供氣元件有兩種形式當(dāng)只需向鋼水中吹入惰性氣體攪拌鋼水時，安裝底吹透氣塞，它的優(yōu)點是在有鋼水存在情況下，底氣可任意開啟和關(guān)閉，透氣塞不堵塞；當(dāng)需從底部向鋼中吹氧時，安裝的供氣元件是底吹氧槍，利用底吹氧槍向鋼水中供氧，可模擬AOD、K-OBM等冶煉不銹鋼或超低碳鋼。
由于設(shè)置頂吹氧槍，可通過頂吹氧槍向爐內(nèi)供氧，所以該設(shè)備具有脫碳功能，并可以模擬加頂槍的AOD爐即AOD-L爐的各項功能。
當(dāng)設(shè)置底吹透氣塞時，可向坩堝內(nèi)鋼水中吹入惰性攪拌氣體，能改善熔池反應(yīng)的動力學(xué)條件，使冶金速率加快，碳氧反應(yīng)更趨于平衡，可冶煉超低碳鋼，同時由于惰性氣體的攪拌作用，鋼中的氣體和雜質(zhì)含量更低，可冶煉超純鋼。
當(dāng)設(shè)置底吹氧槍時，該設(shè)備具有底吹氧功能，可模擬一般的AOD爐冶煉不銹鋼。
冶煉過程中氣體流量大小可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，頂、底氣體種類可任意切換；可進(jìn)行單獨頂吹氧、底吹氧、底吹惰性氣體攪拌，也可以進(jìn)行頂、底同時復(fù)合吹煉。底吹氧氣是通常要混入一定比例的氬氣或氮氣以改變脫碳反應(yīng)后氣相中一氧化碳的分壓，滿足不同合金成分和碳含量下脫碳反應(yīng)的熱力學(xué)條件。該底吹氧槍及相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)可以任意設(shè)定和自動控制氧氣和惰性氣體的比例，以及切換惰性氣體的種類。
本發(fā)明的頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐設(shè)置水冷煙罩、水冷煙道、除塵器，冶煉過程中產(chǎn)生的氣體、灰塵經(jīng)水冷煙罩收集、冷卻，再經(jīng)過水冷煙道送至除塵器，除塵、凈化后排放，可避免對大氣造成污染。
本發(fā)明的非真空感應(yīng)爐能對冶煉的鋼水進(jìn)行脫碳、脫氮、去氣體、去夾雜，縮短冶煉時間，降低對原材料的要求，降低生產(chǎn)成本，冶煉高純鋼，特別是冶煉超低碳鋼、超低氮鋼。該設(shè)備除適合一些中小企業(yè)冶煉特殊要求的鋼種外，特別適合各大鋼鐵冶金企業(yè)及技術(shù)中心、科研院所開發(fā)新品種，模擬復(fù)吹轉(zhuǎn)爐和AOD爐開發(fā)新工藝的需要。


附圖為頂?shù)讖?fù)吹多功能非真空感應(yīng)爐示意圖，圖中包括1中頻電源；2銅排和水冷電纜；3氧氣管道；4除塵器；5水冷煙道；6氧槍升降系統(tǒng)；7頂吹氧槍；8水冷煙罩；9爐帽；10鋼水；11坩堝；12感應(yīng)線圈；13鋁合金爐殼；14底吹供氣元件；15底氣管道；16閥門站。
具體實施例方式
如附圖所示，頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐包括中頻電源1、銅排和水冷電纜2、氧氣管道3、除塵器4、水冷煙道5、氧槍升降系統(tǒng)6、頂吹氧槍7、水冷煙罩8、爐帽9、坩堝11、感應(yīng)線圈12、鋁合金爐殼13、底吹供氣元件14、底氣管道15。鋁合金爐殼13通過耳軸固定在水泥基礎(chǔ)之上；爐內(nèi)壁設(shè)置坩堝11，坩堝11內(nèi)盛待冶煉鋼水10，坩堝11外壁設(shè)置感應(yīng)線圈12，感應(yīng)圈12通過銅螺栓固定在鋁合金爐殼13之內(nèi)，感應(yīng)線圈12通過銅排和水冷電纜2與中頻電源1連接，實現(xiàn)對坩堝內(nèi)爐料的感應(yīng)加熱；爐頂部設(shè)置防噴濺的爐帽9，爐帽9上方設(shè)置水冷煙罩8，水冷煙罩8與水冷煙道5的一端連通，水冷煙道5的另一端與除塵器4連通，冶煉過程中產(chǎn)生的氣體、灰塵經(jīng)水冷煙罩8收集、冷卻，再經(jīng)過水冷煙道5送至除塵器4，除塵后排放。頂吹氧槍7裝在氧槍升降系統(tǒng)6上，頂吹氧槍7穿過爐帽9和水冷煙罩8，下端口插入坩堝8內(nèi)部，位于待冶煉鋼水10液面上方，上端口與氧氣管道3連接，頂吹氧槍7可隨水冷煙罩8一起轉(zhuǎn)動，頂吹氧槍7由氧槍升降系統(tǒng)6帶動，可任意的插入爐內(nèi)或由爐內(nèi)提出。冶煉過程中，當(dāng)感應(yīng)爐中的爐料熔畢，達(dá)到吹煉溫度時，將水冷煙罩8轉(zhuǎn)至爐口上方，并由氧槍升降機構(gòu)6控制頂吹氧槍7下降至距鋼水10液面一定高度向鋼水10供氧，氧氣流量大小可調(diào)；底吹供氣元件14可以是底吹透氣塞或底吹氧槍，設(shè)置于爐底部，穿過坩堝8底部中心，上端口與坩堝8內(nèi)部連通，下端口與底氣管道15連接，底氣管道14來自閥門站16。
權(quán)利要求
1.一種頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐，包括中頻電源、銅排和水冷電纜、氧氣管道、除塵器、水冷煙道、氧槍升降系統(tǒng)、頂吹氧槍、水冷煙罩、爐帽、坩堝、感應(yīng)線圈、鋁合金爐殼、底吹供氣元件、底氣管道，其特征在于設(shè)置頂吹氧槍并設(shè)置底吹供氣元件，頂吹氧槍裝在氧槍升降系統(tǒng)上，頂吹氧槍穿過爐帽和水冷煙罩，下端口插入坩堝內(nèi)部，上端口與氧氣管道連接，底吹供氣元件設(shè)置于爐底部，穿過坩堝底部中心，上端口與坩堝內(nèi)部連通，下端口與底氣管道連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐，其特征在于底吹供氣元件是底吹透氣塞或底吹氧槍，需要向坩堝內(nèi)吹入惰性攪拌氣體時，設(shè)置底吹透氣塞，需要底吹氧時，設(shè)置底吹氧槍。
3.如權(quán)利要求1所述的頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐的應(yīng)用，其特征在于利用該頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐的底吹氧槍向坩堝內(nèi)鋼水中吹氧。
全文摘要
一種頂?shù)讖?fù)吹非真空感應(yīng)爐，設(shè)置頂吹氧槍并設(shè)置底吹供氣元件，頂吹氧槍裝在氧槍升降系統(tǒng)上，穿過爐帽和水冷煙罩，下端口插入坩堝內(nèi)部，上端口與氧氣管道連接，底吹供氣元件設(shè)置于爐底部，穿過坩堝底部中心，上端口與坩堝內(nèi)部連通，下端口與底氣管道連接。需要向坩堝內(nèi)吹入惰性攪拌氣體時，設(shè)置底吹透氣塞，需要底吹氧時，設(shè)置底吹氧槍。底吹氧槍可以通入不同比例的氧氣和惰性氣體。該設(shè)備具有脫碳功能；可模擬加頂槍的AOD爐即AOD－L爐的各項功能；可用于冶煉超純鋼；可模擬一般的AOD爐冶煉不銹鋼；冶煉過程中可進(jìn)行單獨的頂吹氧、底吹氧、底吹惰性氣體攪拌，也可以進(jìn)行頂、底同時復(fù)合吹煉，可用于模擬復(fù)吹轉(zhuǎn)爐和AOD爐開發(fā)新工藝。
文檔編號F27B3/22GK1710365SQ200510046790
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者沙駿, 姜周華, 孫國會, 余強, 張?zhí)毂?申請人:東北大學(xué)