[实用新型]一种使用电化学脱氧的电渣重熔设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电渣重熔设备，特别涉及一种使用电化学脱氧的电渣重熔设备。

背景技术

电渣重熔技术作为冶炼工程的一种手段，以其优良的冶金反应条件及特殊的结晶方式有着其他冶炼方法不能替代的优越性；但电渣重熔过程一般是在大气下进行，就钢中氧含量而言，电渣重熔钢远比真空电弧重熔钢等经过真空处理的钢高；因此，如何能有效地控制电渣重熔钢中的氧含量就显得尤为重要。

一般的电渣重熔过程都是向金属液中添加脱氧剂，脱氧剂对铝、硅铁、锰铁和钙硅线等材料进行沉淀脱氧时，虽然沉淀脱氧有一定脱氧效果，但形成的部分尺寸较小的氧化物和溶解氧仍无法从金属液中去除，进一步降低氧含量较困难。

CN202007246公开了一种渣金间外加电场熔渣脱氧装置，其包括一直流电源、结晶器、熔渣层、底座、自耗电极、冷却装置和加热装置；上述装置没有利用还原剂，通过外加直流电场脱氧法，阳极采用自耗电极，从而改善阳极反应，以进一步提高脱氧效果，该装置可以提高脱氧效果；该装置在脱氧的过程中，结晶器采用一体结构，脱氧效果不理想；并且在电渣重熔过程中，自耗电极表面会形成氧化铁皮，其在重熔时会进入熔池内，增加了重熔渣层中氧化铁的浓度，从而增加了钢中的氧含量，进而影响钢的质量。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种利用电化学原理进行脱氧的电渣重熔设备，该设备利用电化学原理加速电渣过程中的扩散脱氧反应，金属液中氧含量降低的同时，无氧化物生成，可进一步降低氧含量。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供一种使用电化学脱氧的电渣重熔设备，该电渣重熔设备包括结晶器、电极、第一电源和第二电源；其中，所述电极部分插入结晶器的液渣内；所述结晶器由结晶器单元和还原层组合而成；所述第一电源与结晶器和电极相连通；所述第二电源的一端与还原层相连通，另一端与电极或结晶器相连通。

本实用新型提供的电渣重熔设备利用了电化学原理，可加速电渣过程中的扩散脱氧反应，使液渣中氧含量降低的同时，无氧化物生成，可进一步降低氧含量。所述还原层能够起到进一步还原氧化物的目的。

优选地，所述还原层为石墨层。本实用新型通过将结晶器设计成复合结构，提高了脱氧效果，并且配合电化学脱氧，利用通电后形成的金属熔池层内钢锭表面和液渣层内金属液之间的电位差，在电场作用下驱动液渣层中氧离子定向移动至还原层界面，利用中间的还原层于氧离子反应，实现第一步脱氧，此时，液渣层中的氧离子浓度逐渐降低迫使金属熔池层中金属液的溶解氧向液渣层移动实现对金属熔池层内的金属液进行脱氧，从而降低钢锭内的氧含量，提高钢锭的质量。

进一步的改进，所述结晶器上端设有用于容纳还原性气体的气体保护罩；所述电极位于气体保护罩内。气体保护罩将电极罩上，使其与还原性气体处于同一环境内，显著降低了电极表面氧化铁的生成，进一步降低了液渣层内的氧化物含量。

进一步的改进，所述结晶器的内底部形成含有钢锭的金属熔池层，所述金属熔池层的上部悬浮有液渣层；所述电极部分插入液渣层内。

优选地，所述结晶器单元和还原层相互绝缘。

通过在结晶器内加入气体保护罩，实现二次脱氧，进一步提高脱氧效果，通过还原性气体与液渣层表面的金属液反应，来降低液渣层金属液表面氧离子(O^2-)含量，促进金属熔池层内的钢锭溶解氧[O]向液渣层扩散并氧化为氧离子(O^2-)，且液渣层中金属液不断和还原性气体反应，从而降低金属液中溶解氧[O]含量。

进一步的改进，所述电极为自耗电极。

进一步的改进，所述结晶器的外侧设有衬炉。

进一步的改进，所述结晶器的底部设有与金属熔池层通过螺杆连接的抽锭装置。在电渣重熔过程中，钢锭不断由结晶器下部抽出，使金属熔池层液面保持相对稳定。

为了增加还原性气体与渣层内液渣的接触面积，所述气体保护罩内设有倒置的漏斗，所述漏斗较细的一端延伸到气体保护罩的罩壁处，并形成开口，所述开口处设有密封塞，所述还原性气体通过开口进入气体保护罩内。

优选地，所述漏斗倒置的一端与渣层的距离为1-2cm。

本实用新型所提供的使用电化学脱氧的电渣重熔设备基于电化学技术原理，其具有以下优点：

1.通过将结晶器设置成复合结构，提高了脱氧效果。

2.采用还原性气体与液渣中的氧离子反应，以气体形式逸出，避免了传统沉淀脱氧向金属液中引入氧化物的问题。