[实用新型]一种真空自耗炉熔炼高速冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种真空自耗炉熔炼高速冷却装置，包括上水套、下水套、高速导流套、铜坩埚内衬；铜坩埚盖板；高速导流套向下延伸至下水套内；在高速导流套设置在铜坩埚内衬的外侧；高速导流套与铜坩埚内衬之间设置一窄通道；高速导流套的上方用若干个高速导流套上支撑板固定在铜坩埚盖板上；高速导流套的下方用若干个高速导流套下支撑板固定在铜坩埚内衬上；在高速导流套上设置若干个调节装置，利用高速导流套与铜坩埚内衬窄通道，将冷却水流速提高，强迫冷却水紧贴铜坩埚内衬壁快速流动，改善自耗锭的结晶状况，消除可能会导致铜坩埚由于局部过热和变形，缩短其使用寿命，避免表膜起泡危险，高速的水流带走坩埚内金属液热量，高效节能。

技术领域

本实用新型涉及冶金设备，尤其涉及一种真空自耗炉熔炼高速冷却装置。

背景技术

真空自耗重熔炉是应用真空重熔技术生产特殊钢的设备，通常采用电弧炉、电渣炉等作为前级设备，再对其生产的电极进行进一步重熔精炼。真空自耗炉作为重熔设备，可以有效改善材料的结晶组织结构、韧性等，可以使钢铁材料的综合性使用寿命等有效提高、从而获得更高质量的合金材料。而这种材料通常应用在一些高端领域的关键部位，如航天、航空、高铁等项目上，故对其各种性能的苛求是显而易见，这也相应的提高了对冶炼设备的要求。真空自耗炉是在真空条件下通过直流电弧对母材进行加热，在无渣和真空条件下，金属电极在直接电弧的高温作用下，迅速熔化并在水冷铜坩埚内进行再凝固，通过拉弧的热量令母材进行融化最终滴落在结晶器中得到需要的高端钢种。

铜坩埚是真空自耗炉设备中的关键部件，铜坩埚的主要作用之一是将熔池产生的热量及时传导出去，为自耗锭的顺序凝固创造冷却条件。随着真空自耗炉冶炼锭子重量及直径的增大，在相同截面积坩埚上需要带走的热量也越来越多，铜坩埚工作环境的特殊性在于：内部高温，温度可达1500℃～1900℃，因此对冷却效果的要求很高，目前，国内主要通过增大进水口，出水口管径及增大坩埚衬与水套外壁间距，以此通过更大的水量来带走金属凝固热，同时为了减少铜坩埚变形，国内多采用增加铜板的厚度、在外壳结构上采用膨胀节、在外壳与内筒之间焊接钢筋和在内筒外侧焊接筋条等方式来减少真空自耗炉坩埚的变形。增加铜板的厚度一方面增加了结晶器的生产成本，另一方面减弱了铜坩埚的导热能力，影响结晶器的使用效果，使结晶器内铸锭组织变得粗大，降低了铸锭的质量。同时，如果冷却效果不达标会造成出水口水温高，冷却水在铜坩埚与上水套壁区域容易产生气囊，气体不能有效导热，致使铜坩埚上部容易过热变形，严重时会熔化，不但影响铜坩埚使用寿命，而且会造成安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，本实用新型实现了一种真空自耗炉熔炼高速冷却装置，其特征在于，包括上水套、下水套、高速导流套、铜坩埚内衬；铜坩埚盖板；所述的上水套的上端与所述的铜坩埚盖板固定连接；所述的上水套的下端用高速导流套法兰与高速导流套固定；高速导流套法兰与设置在下水套上的水套固定圈固定连接；所述的高速导流套向下延伸至下水套内；在所述的高速导流套设置在铜坩埚内衬的外侧；所述的高速导流套与所述的铜坩埚内衬之间设置一窄通道；所述的高速导流套的上方用若干个高速导流套上支撑板固定在所述的铜坩埚盖板上；所述的高速导流套的下方用若干个高速导流套下支撑板固定在所述的铜坩埚内衬上；在所述的高速导流套上设置若干个调节装置。

进一步，在所述的高速导流套法兰与所述的水套固定圈之间设置V型密封圈；在所述的高速导流套上支撑板的外侧，在所述的铜坩埚衬盖板的下方固定连接法兰；在连接法兰上设置一凹槽；在凹槽中嵌入所述的高速导流套上支撑板。

进一步，所述的高速导流套下支撑板的下端设置在铜坩埚底板上；若干个铜坩埚底板沿铜坩埚内衬设置；铜坩埚底板间隔设置。

进一步，所述的高速导流套法兰的上方固定至少一个高速导流套加强板；高速导流套加强板另一侧与所述的高速导流套固定。

优选地，所述的高速导流套与铜坩埚内衬的窄通道的宽度为1-10mm；所述的高速导流套上端与铜坩埚盖板的间距为5-30mm。