一种真空冶炼炉炉体装置及其打结方法

技术领域

本发明涉及真空炉炉体打结制造领域，具体地，涉及一种真空冶炼炉炉体装置及其打结方法。

背景技术

目前，200kg真空感应炉可用于各类低、中、高合金钢、有色金属、稀土永磁、镍基、铁基、钴基及其它高级精密合金或高纯度金属的冶炼，极限真空度可达到6.6×10-2Pa，在真空下可实现连续加料、加合金、测温取样，采用国际先进的美国擂泰双比色测温计进行测温，可在真空下完成浇注。炉体打结是在衬有石棉布的感应线圈、炉底与钢制内胆之间填充并紧实干性粉状及颗粒混合耐高温材料。打结过程对紧实均匀度有较高要求，控制不当会严重影响炉体使用寿命和人身设备安全。炉体打结在操作中通常采用人工抡锤敲击自制的冲杆(T型杆)用来紧实加入炉体的松散打结料。这种操作方法，劳动强度大，需多人同时且循环操作，紧实效果随人员变动而波动较大，同时由于炉体打结时间长，紧实效果随人工劳累程度的变动而下降。而操作时，因多人同时靠近加料口，加料和打结时扬起的粉尘会对多人造成危害。

目前，电磁感应真空冶炼炉采用打结工艺形成的炉体在使用过程中，往往因多种因素造成钢液飞溅、沸腾，有金属沾附在炉领内壁及上部，以及出钢槽炉嘴内壁、上部及端部，由于主感应区与炉领结合部位属于干湿料的结合点(炉领料需要一定的湿强度，炉料中掺有一定配比的水玻璃和黏土)，属于薄弱环节，在每次冶炼后清理操作过程中，这些部位容易因机械受力，两种配比不同炉料打结经烘烤烧结后特性不同而无法在结合部位向下均匀传递受力，结合因温度变化涨缩而造成主感应区上部与炉领结合部位局部或整体产生横向或纵向裂纹进一步加剧了炉体缺陷的产生，同时出钢槽炉嘴因位置结构特殊，从炉领位置突出向外延伸，底部未有支撑力，也容易因外力作用与主体形成裂纹或脱落，影响打结的炉体寿命，相同产量情况下可增加了炉体打结次数，导致人员劳动强度大，生产效率低。

专利申请CN101545723 A一种用捣固机捣固感应炉炉胆的方法，它是利用水平位置不变的捣固锤纵向捶打水平旋转模具2中的捣固料而使炉胆成型，其中模具固定安装在捣固机底部的旋转工作台上，捣固锤安装在旋转工作台上方，其特征在于：所述的旋转工作台的旋转速率为5转/分

专利申请CN201288161 A一种炼焦炉捣固机的捣固锤，涉及炼焦炉的配套设备。现有技术的捣固锤采用工字钢作为锤杆主体，刚度小、稳定性较差，且捣固锤还存在锤头埋入原料煤中不易提起和锤头下面粘煤的缺点，影响捣固机的正常工作。本实用新型包括：锤杆，与锤杆连接的锤头，与锤杆两侧连接的摩擦板。该专利所述的锤杆采用HN250X 125型钢结构；所述的锤杆与锤头的连接处设有过渡锥形护板；所述的锤头的底面焊接一层不锈钢板，从而实现了捣固锤质量轻、稳定性好、不易存在锤头埋入煤料和沾粘煤料的特点。但是该专利是涉及的一种捣固锤，其捣固强度较高，并不适用于中频炉炉体打结。

专利申请CN105174976A，名称为“钒铁合金冶炼用直筒炉炉衬的浇筑方法”的专利文献，公开了具一种钒铁合金冶炼用直筒炉炉衬的浇筑方法。所述浇筑方法包括以下步骤：将混合均匀的浇注料直接倒入直筒炉炉壳中，搅拌浇注料至炉底浇注料和炉侧壁浇注料紧实平整，风干后再进行烘烤，然后冷却后在炉底和炉侧壁对炉衬进行打结处理，此发明的浇筑方法是在炉底用浇注料代替镁砖直接整体浇筑，虽然减少镁砂打结用量，降低了耐材消耗，但上述发明的浇筑方法在炉体炉衬打结过程中未经过加强筋加固处理，属于常规打结工艺，在解决炉体炉衬裂纹、炉嘴与炉领结合整体性和坚固性方面，仍然存在缺陷，炉体整体强度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空冶炼炉炉体打结工艺方法，可以用于冶炼各种金属使用的200kg以下(包括200kg级别)感应真空冶炼炉炉体打结成型过程中使用的新型改进创新方法。

为达到上述目的，本发明提供一种真空冶炼炉炉体装置，所述装置包括若干铜线组，所述若干铜线组间隔铺设于胎膜2与石棉布4之间且靠近石棉布4内侧，所述铜线组包括若干第一铜线和若干第二铜线6，所述第二铜线6与下层预埋好的第一铜线7错落相扣设置。

作为优选，所述第一铜线7和第二铜线6均为两端带弧状的U型铜线，所述带弧状的U型铜线的折弯弧度与炉体感应线圈弧度相匹配。

作为优选，第二铜线6反方向与下层预埋好的第一铜线7错落相扣。

作为优选，所述若干铜线组间隔铺设于胎膜2与石棉布4间且靠近石棉布内侧四分之一到五分之二的位置。

作为优选，所述真空冶炼炉炉体的出钢口两侧、上下两层的两端设置有第三铜线9，用于连接炉领与出钢槽炉嘴。

作为优选，所述第三铜线9为两端带有回形勾的铜线。

本发明提供一种所述的真空冶炼炉炉体打结方法，包括以下步骤：

1)炉体在打结到主感应区与炉领1结合前的一层填料时，将若干第一铜线7间隔铺设于胎膜2与隔热石棉布4间靠近隔热石棉布4内侧；

2)然后填充打结干料，加入底层炉领料，将第二铜线6反方向与下层预埋好的第一铜线7错落相扣，然后进行炉领料底层打结；

3)打结到出钢槽炉嘴10时，引入分设于出钢口两侧、上下两层的第三铜线9。

作为优选，所述步骤1)中第一铜线7间隔铺设于胎膜2与石棉布4间且靠近石棉布内侧四分之一到五分之二的位置。

作为优选，所述步骤2)中第一铜线6间隔均匀铺设于胎膜2与石棉布4间且靠近石棉布内侧四分之一到五分之二的位置。

作为优选，所述步骤3)根据出钢槽炉嘴形状由炉领1向出钢槽过渡引入第三铜线3。

根据感应真空炉炉型，选择适宜的打炉用各种填冲料以及合适尺寸大小的圆形钢制内胆、炉底垫块，制作若干根宽近U型铜线及回形勾铜线(铜线粗细根据具体炉况而定)。

炉体打结是在衬有隔热石棉布4的圆形感应线圈3、炉底5与圆形钢制内胆8之间填充并紧实干性粉状及颗粒混合耐高温材料的工艺过程方法。炉体在打结到主感应区与炉领1结合前的一层填料时，将事先折弯好的带弧状的宽近U型铜线7(铜线粗细根据具体炉况而定)铺设于胎膜2与隔热石棉布4间靠近隔热石棉布4内侧三分之一位置(靠近石棉布温度相对较低，冶炼时不会对铜线的使用强度产生影响)并均匀分布，每个宽近U型折弯铜线留有适当间隔，折弯弧度与炉体感应线圈弧度相近，然后填充打结干料并紧实，加入底层炉领料，将预先折弯好的另一个U型铜线6反方向与下层预埋好的U型铜线7进行上下错落相扣，上下左右间距适中，均匀铺设于胎膜2与隔热石棉布4间靠近石棉布内侧三分之一位置，然后进行炉领料底层打结；当打结到出钢槽炉嘴10位置时，根据出钢槽炉嘴形状由炉领向出钢槽过渡引入分设于出钢口两侧、上下两层的两端带有回形勾铜线9作为加强筋，使炉领与出钢槽炉嘴的连接更紧固和牢靠。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明方法的使用实施克服了目前现有炉体主感应区与炉领之间、炉领与炉嘴之间连接部位结合强度低易形成裂纹等缺陷问题，增强了炉体主感应区与炉领之间、炉领与炉嘴之间连接整体性和坚固性，减少较大横裂纹与纵裂纹缺陷的产生，提高真空炉炉体使用寿命和生产效率，相同产量情况下可以减少炉体打结次数，降低人员劳动强度。本发明不需要投入其它辅助设备设施完成打结过程，U型铜线制作加工不复杂，易操作，极大的增加了炉体使用过程中的安全可靠性和稳定性。

附图说明

图1为炉体结构示意图。

图2为炉衬加强筋U型铜线示意图。

图3为炉嘴与炉领加强筋铜线示意图。

图4内部炉体、炉领及出钢槽炉嘴结构俯视示意图。

附图标记：

1、炉领；2、胎膜及填充料；3、感应线圈；4、石棉布；5、炉底垫块；6、第二型铜线，7、第一型铜线；8、圆形钢制内胆；9、第三铜线；10、出钢槽炉嘴。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明提供一种真空冶炼炉炉体打结工艺方法，如附图1-4所示。

首先将千斤顶固定在炉底垫块托架上，防止炉体打结时因锤击炉料而使炉体随托架重心下移，然后将衬有石棉布4的炉底垫块5放置在托架上，位置居中(放置时注意检查托架与托盘贴合是否平整可靠，以免捣固炉料时因受力不不均造成垫块断裂)。垫块5放好后，将真空炉感应线圈3连同炉底垫块5铺设隔热石棉布4(注意搭接位置平整，不得有石棉纤维外露)，在石棉布4铺设好后，将预先制备好的填充料平铺50毫米厚度于炉底石棉布上进行捣固，注意整个底面紧实均匀，侧面石棉布搭接部位谨防进入炉料(以下同)。首遍完成后再加入一层并紧实，经打结平整后炉体总体厚度控制在80mm。然后将预先制作完成的圆形钢质内胆8底部放置于炉底打结料上，且圆形钢质内胆8放置位置与圆形感应线圈中心线重合，待圆形钢质内胆8放置后在内胆内加入配重加以固定，上沿在内胆8与石棉布4贴合线圈3支撑加入三个木楔进行固定。在衬有隔热石棉布4的圆形感应线圈3、圆形钢制内胆8高度方向之间形成了打结炉体胎膜2，在胎膜2中逐层填充并逐层紧实干性粉状及颗粒混合耐高温材料，每层填充厚度不高于50毫米，且力度紧实均匀，层与层之间衔接良好。当干性混合耐高温材料打结到距离感应线圈3上沿65毫米，即主感应区与炉领1结合前的一层填料时，将事先折弯好的带弧状的宽近U型第一铜线7铺设于胎膜与隔热石棉布间靠近石棉布内侧三分之一位置并均匀分布，每个宽近U型折弯第一铜线7留有适当间隔，折弯弧度与线圈3弧度相近，然后填充打结干料并紧实，加入底层炉领料后，将预先折弯好的另一个U型第二铜线6反方向与下层预埋好的U型第一铜线7错落相扣(见图2)，上下左右间距适中，均匀铺设于胎膜2与石棉布间4靠近石棉布4内侧三分之一位置，然后进行炉领料底层打结，(炉领料采用干性混合耐火材料与水玻璃、适量黏土重新混制，具备一定的湿强度，在打结到水冷线圈3顶部以上三十到五十毫米时炉领打结完成。最后选择在炉领1适当位置进行出钢槽炉嘴10打结，将事先制备好的铜质出钢槽底托安置在适当位置，靠近炉体一端部分探入感应线圈石棉布4内侧，用炉料紧实加以固定。在槽内加入底层带有湿强度的炉领料并做适当紧实，然后根据出钢槽炉嘴10形状由炉领1向出钢槽10过渡引入分设于出钢口下部两侧、带有回形勾的第三铜线9作为加强筋，加入炉领料紧实，做出钢槽底部形状后打结到出钢口左右两端时，再次由炉领引入带有回形勾的第三铜线9，加入炉料制做出出钢槽炉嘴，并在出钢槽部位用二氧化碳吹干，使之具备干强度。综上所述，完成本发明涉及的一种真空冶炼炉炉体打结工艺过程的所有步骤，实现了本发明核心工艺方法的应用实施。

本发明克服了目前现有炉体主感应区与炉领之间、炉领与炉嘴之间连接部位结合强度低易形成裂纹等缺陷问题，增强了炉体主感应区与炉领之间、炉领与炉嘴之间连接整体性和坚固性，减少较大横裂纹与纵裂纹缺陷的产生，提高真空炉炉体使用寿命和生产效率。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。