[实用新型]一种生产小型电渣钢锭的结晶器

说明书

本实用新型涉及一种金属冶炼设备，特别是用于改善钢锭组织结构的小型电弧炉冶炼设备。

在冶金工业中，用传统的转炉、平炉、电弧炉生产的钢锭在冷却结晶过程中，由于钢锭的表面和内部在极不相同的冷却速度下凝固，使得钢锭内外晶体组织形状差异很大，比如说在钢锭的模壁处形成细晶粒，在中心则形成粗大的等轴晶粒层，另外还可能会存在缩孔、气孔和成份偏析等缺陷。晶粒的粗细对于金属的机械性能产生很大影响，因此，使晶粒细化是金属处理工艺中的一项重要课题，在现代生产中，采用晶粒细化的方法有变质处理，热处理和压力加工等方法。但是，这种传统处理方法，或是设备投资较大，或是工艺复杂，这对需要小批量小型钢锭的用户来说，是不太实用的。

本实用新型的目的是提供一种可对钢锭很方便地进行再加工，以生产出优质小型钢锭的设备。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种生产小型电渣钢锭的结晶器，其基本特点在于，它包括电源、钢锭电极夹持升降机构，以及一个结晶室，所述结晶室是一个由水套内壁和底水箱的上面板构成的上部开口的组合式腔室，所述水套是一个由内壁和外壁组成的封闭环套，它座落在底水箱之上，水套和底水箱均分别装有进水管和出水管，冷却水从水套和水箱中流过。

上述生产小型电渣钢锭的结晶器，所述水套的内壁带锥度，其数值为2-5∶100。

上述生产小型电渣查钢锭的结晶器，所述底水箱内焊有导流板。

按照本实用新型制作的结晶器，可以根据需要来灵活控制钢液的的结晶过程。由于晶粒的尺寸随冷却速度的增大而减小，故可用提高冷却速度来使晶粒细化。在本实用新型中，结晶室的内壁和底部均用导热系数良好的铜材制成，外面的小套和水箱中又充以流动的冷水，可使结晶室内的热量迅速传递出去，钢锭冷却速度大大加快。与此同时，结晶室内的电渣液一方面起熔化金属的作用，又起着对熔化金属过滤杂质的作用，所以采用该结晶器生产的钢锭杂质少，结晶致密，强度高，韧性好。除此之外，本实用新型还具有结构简单、成本低、使用灵活方便的特点，是生产小批量优质钢的理想设备。

以下结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型B-B剖面图；

图2是本实用新型俯视图；

图3是A-A剖面图。

本实用新型的具体结构是是这样的：上法兰盘1、下法兰盘5、水套内壁2、外壁3等数个零件经焊接后构成一水泠结晶室的环形水套4。水套外壁3上装有进水管12、出水管13。进水管、出水管与水套之间接相切角度连接，以减少水的阻力。内壁2由铜材制成，锥度2-5∶100，此锥度便于电渣钢锭的脱模。结晶室水套4座落在底水箱6上，底水箱6与水套4是可分离的，可用把手11以将水套4抬起。底水箱6有进水管14、出水管15，内部焊有导流板16，以利散热。底水箱的上面板7与箱体法兰之间有一层胶垫8，其作用为密封，以防水泄漏。用螺丝9与螺母10把上面板7、胶垫8和箱体组成一个封闭的底水箱6。

结晶器的上法兰盘1、下法兰盘5、水套外壁3、底水箱6、导流板16、进水管12、14、出水管13、15均选用A3钢材，水套内壁2和底水箱上面板7则选用紫铜材。

金属原料棒18的夹持器和升降机构，因其结构和操作较为简单，故不再赘述，图中也不再画出。

使用时，需要进行处理的铸锭即为金属原料棒18，以它作为一个电弧电极，上面板7则作为另一个电极，并通过上面板7和导线17与电源相接。

本实用新型的工作过程如下：将待结晶的金属原料棒18由夹持器和升降机构放入结晶室的锥型腔室内，在锥型腔室内加入配制好的电渣19，接通电源，电渣首先熔化，随之金属电极棒18受电渣电阻热的作用亦熔化，其电渣液起着熔化金属棒和过滤杂质的双重作用。金属电极棒由夹持器和升降机构可垂直升降。金属熔化时，金属电极棒随着本身的熔化慢速向下移动，待铸锭熔化完毕或结晶室充满，迅速将金属电极棒升起与结晶室脱离。结晶完毕后，把结晶室水套抬起，脱出钢锭。

在冶炼过程中，冷却水采用高压从进水管12、14压入，从出水管13、15流出。底水箱6内的导流板16起着控制水流方向的作用，使底水箱上面板7冷却散热均匀而迅速。冷却愈迅速，熔化金属的结晶晶粒愈细小致密，同时也可以保护结晶器，使其不致温度过高而损坏。

本实施例的结晶室内壁的下底面直径为135-150mm，高为300-500mm。

金属原料棒可由中频电炉熔化后浇铸成直径为80-100mm、长度为2000-3000mm的铸锭。

电渣的主要成份为高铝钒土。