[发明专利]可组合式电渣炉装置

说明书

本发明提出一种可组合式电渣炉装置，包括四个可独立工作的小型电渣炉，从而形成呈矩形分布的四个小型熔炼工位；每个小型电渣炉能够与其邻近的另一小型电渣炉连接形成中型电渣炉，使得所述可组合式电渣炉装置形成两个中型熔炼工位；四个小型电渣炉能够相互连接形成大型电渣炉，使得所述可组合式电渣炉装置形成一个大型熔炼工位。本发明的可组合式电渣炉装置同时具备四个独立的可单独工作的小型电渣炉/小型熔炼工位S，或由每两个小型电渣炉组合成一个可独立工作的中型电渣炉/中型熔炼工位M，或由四个小型电渣炉共同组合成一个超大型电渣炉/大型熔炼工位L。在没有大型锭任务的时候，可以同时生产多个中型锭或小型锭，提高设备开工率。

技术领域

本发明涉及电渣冶金技术领域。更具体地，涉及一种可组合式电渣炉装置。

背景技术

电渣冶金是钢铁冶金的前沿技术，电渣炉是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为冶金热源，对金属进行边冶炼边强制冷却凝固的一种冶金炉设备。通过电渣熔铸获得的钢锭气体和夹杂物含量少、成分均匀、组织致密、质量优异。对于超大型钢锭，由于百吨级钢锭超大的几何尺寸，如果用常规冶金加常规铸锭方法熔炼和浇注钢锭，会产生严重的成分偏析、夹杂和夹渣、组织不均匀、疏松缩孔等缺陷，因此用常规方法难以实现。而用电渣熔铸的方法就能够较好地实现。但是，百吨级或更大尺寸的电渣锭，熔铸过程中直径2米-3米的熔池中心热量很难散发出去，失去了电渣熔铸的强制冷却的能力，百吨级的电渣锭的中心冶金质量也会出现问题而不能正常使用。

由于近年来，军工、核电、压力容器、风电、火电等用钢方面对大型、超大型特钢钢锭的需求越来越迫切，特别是百吨级甚至几百吨级的空心电渣钢锭、特厚板坯电渣扁锭、特宽薄板坯电渣锭、特长空心电渣锭和特长实心电渣锭等电渣钢产品和近终型电渣熔铸产品，更是可以高效率、绿色低能耗低碳、高收得率的特点取代普通实心锭、小吨位锭和短棒型锭。

目前国内电渣炉的生产情况：

主要以生产小吨位的实心圆锭为主，随着市场需求，国内也建设了几台百吨级电渣炉，但是仍然是生产实心锭。举例来说：

第一、核电用的主管道，是用100吨左右的实心电渣锭，掏空有缺陷的中心部，再锻造成管道。这种方法冶金质量差、生产工序多、金属利用率低、生产效率低、能源浪费大。

第二、风电用的无缝环形大直径法兰，现在的制造方法是采用普通质量的连铸板坯叠落在一起，经过真空压焊获得超大单重的无心部缺陷的单块金属，再经过锻造和环轧机轧制而成无缝环形超大尺寸的法兰。而如果采用空心电渣锭制造就能直接获得高品质无缺陷的大单重的环形材料，而且由电渣钢代替连铸钢金属质量大幅度提升。

第三、火电转子护套钢，传统制造方法是采用实心电渣锭经多次锻造而成，而恰恰这种钢是极其难锻造的钢，边锻造边出现裂纹，等冷却下来后上机床把裂纹加工掉，然后再加热再锻造，反复多次，原来100％的电渣锭，经过反复锻造反复车削裂纹，成型的时候，只剩20％多的重量了，工时太多，浪费极大，因而价格极其昂贵。如采用空心电渣锭的方法，直接熔铸成接近规格尺寸的空心锭，再少许锻造和机加工即可形成成品，这就是电渣熔铸的近终型制造。

第四、大型核潜艇壳体，过去是用电渣板坯轧制成厚板，然后一块一块的拼焊而成，有缝的潜艇壳体受强度的限制，下潜深度不能突破。随着强国之间的军事竞争和科技的发展，更大潜深的潜艇壳体要求采用16米直径无缝桶型高品质电渣钢材料制造而成。这就亟需生产一种三百吨级的3米直径的空心电渣锭。然后采用环轧机轧制成16米直径的无缝筒体。但是，目前国内，乃至世界范围内，还没有能生产百吨级甚至三百吨级的(3米直径)空心锭电渣炉。

第五、市场急需的特宽(最大3米宽)薄板坯电渣炉、特长空心锭(最大8米长)电渣炉，更急需一种超大型多工位且可以组合工位的多功能的电渣炉，在不生产大型锭的时候，这台电渣炉还可以同时生产多个小锭或多个中型锭，让设备不再闲置，即设备利用率高的超大型电渣炉。而国内现有的百吨级电渣炉一般只能生产1只大型锭，而大型锭的产量是有限的，大多时间是待产状态，设备利用率极低，投资风险大。