电渣重熔生产系统

技术领域

本发明涉及一种电渣重熔生产系统，属于电渣重熔设备技术领域。

背景技术

电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其目的是提高金属纯度，改善铸锭结晶。电渣重熔钢以其良好的品质和较高的使用寿命越来越得到广泛的应用，尤其在航空航天以及各种军工产品中应用十分广泛，近年来在民用工业中也得到了广泛的应用。重熔时，自耗电极棒固定在电极升降机构的横臂上，横臂上的夹头夹持自耗电极插入渣池；自耗电极、渣池、金属熔池、铸锭、底水箱通过短网电缆和变压器形成回路；渣池靠本身的电阻加热到高温，自耗电极的端部被熔渣加热熔化，形成金属熔滴，然后金属熔滴脱落，穿过渣池进入金属熔池；由于水冷结晶器强制冷却作用，液态金属迅速凝固形成锭子，铸锭由下而上地顺序凝固。

但现有的设备存在如下不足：1、传统的生产方式为自耗电极棒消耗完后，在夹头处换上新的自耗电极棒，继续进行电渣重熔工作。由于新的电极棒的安装需要耗费一定时间，造成间歇性生产，降低了生产效率。2、电渣重溶结晶器的内、外筒之间装有流动的冷水用来冷却，冷却水流向是从底部往上流，使水冷腔内充满着冷却水，但现有结晶器的外筒上分别设有一个进水口和出水口，这样的设置容易产生流体死角，使得水冷腔内某部分的流体流动缓慢甚至不流动，而这部分的流体失去了换热冷却功效，流通的冷却水得不到充分利用，造成冷却效率低，冷却效果不好，大大影响了产品质量。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电渣重熔生产系统，以解决上述问题。

本发明所述的电渣重熔生产系统，包括电极升降机构和结晶器，所述的电极升降机构设置两组，分别设置在结晶器的左右两侧，所述的电极升降机构包括立柱，立柱上设有可升降的电极夹持机构，立柱可转动设置在顶部的机架与底部的基座之间，两侧的立柱同步转动。

两侧的立柱同步转动，当一侧立柱上的电极升降机构通过电极夹持机构夹持自耗电极棒进行电渣重熔时，此立柱上的电极升降机构转到电渣重熔工位(即结晶器的位置)后下降；另一侧立柱上的电极升降机构则同步转向旁边(装夹工位)，进行新电极棒的装夹。两侧交替进行，可以连续不间断工作。

本发明所述的立柱顶端设有与立柱固连的转轴；机架上设有旋转电机，旋转电机连接驱动横移丝杠，横移丝杠上设有横移滑块，横移滑块上设有可与横移滑块相对转动的轴套，轴套滑动连接摆轴，摆轴的一端与所述的转轴固连；两侧的横移滑块设置在同一条横移丝杠上，以此实现两侧立柱的同步转动。

本发明所述的电极夹持机构包括设置在立柱上的升降滑块，升降滑块连接横臂，横臂的头端设有凹字形定位爪，凹字形定位爪的中部两侧嵌入有可转动的夹爪，夹爪由固定在横臂顶部的液压缸驱动；所述的升降滑块连接升降丝杠，升降丝杠由固定在立柱下方的升降电机驱动，通过升降丝杠驱动升降滑块的上下移动。本发明通过凹字形定位爪对自耗电极棒进行定位，通过夹爪对自耗电极棒进行夹持固定，协同作用，保证电极棒夹持牢固，且防止其发生偏斜。

本发明所述的结晶器包括外壁和内壁，内壁内侧为渣池，外壁和内壁之间形成密闭的环形的水冷腔，水冷腔的下部设有两个进水口，两个进水口分设在水冷结晶器的两侧；水冷腔的上部设有两个出水口，两个出水口分设在水冷结晶器的两侧；两个进水口之间的连线与两个出水口之间的连线呈十字交叉状。本发明在水冷结晶器下部和上部分别设置两个进水口和两个出水口，从俯视图上看(如图9所示)，两个进水口之间的连线与两个出水口之间的连线呈十字交叉状，使冷却水在流经水冷腔时，流体的无序性和流动混乱性增大，避免水冷腔内形成流体死角，大大提高了换热冷却效果。

本发明中，两个进水口的进水方向和两个出水口的出水方向均与水冷腔相切。该结构可以使得冷却水在水冷腔内形成转动，冷却水从底部往上流动的同时，流体形成螺旋状上升，该方式的流体不仅可以避免水冷腔内形成流体死角，而且还增大了冷却水的流经路径，使冷却水在水冷腔内的换热时间延长，提高了冷却水的利用率，进一步提高了冷却效果。并且流体螺旋状上升，冷却换热面均匀，使渣池内的铸锭从下往上均匀冷却，冷却效果均匀，冷却效果非常好，产品质量大大提高。

优选的，所述的结晶器一侧配有烟气收集装置，收集电渣重熔过程中产生的废气。

所述的烟气收集装置包括伸缩收集部、转动连接部和固定管，伸缩收集部滑动设置在转动连接部上形成可伸缩结构，转动连接部转动设置在固定管上，伸缩收集部与固定管垂直，使烟气收集装置形成倒置的L形。伸缩收集部与转动连接部形成可伸缩的烟气收集通道，便于设备的安装、调整。

所述的伸缩收集部包括固连在一起的半月形收集口和矩形内管；所述的转动连接部包括固连在一起的矩形套管和圆形内管，所述的矩形套管和圆形内管的轴线垂直；所述的矩形内管的外部尺寸与矩形套管的内部尺寸相等，矩形内管滑动设置于矩形套管内，圆形内管的外径与固定管的内径相等，圆形内管转动设置在固定管内。结构简单，各部件加工制造方便，连接方式简便易行。

所述的矩形内管和矩形套管上设有提拉把手，方便安装、调整。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明所述的电渣重熔生产系统，两侧的立柱同步转动，交替处于电渣重熔工位和装夹工位，可以连续不间断工作。本发明的结晶器结构简单，设计巧妙，使冷却水在流经结晶器的水冷腔时，流体的无序性和流动混乱性增大，避免产生流体死角，冷却水路分布均匀，使流通的冷却水得到充分利用，冷却效率高，冷却效果好，产品质量大大提高，满足了生产需要。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一；

图2是本发明的结构示意图之二；

图3是结晶器的结构示意图之一；

图4是结晶器的主视图；

图5是结晶器主视图的剖视图；

图6是结晶器的结构示意图之二；

图7是结晶器的结构示意图之三；

图8是结晶器的结构示意图之四；

图9是结晶器的俯视图；

图10是烟气收集装置的结构示意图之一；

图11是烟气收集装置的结构示意图之二。

图中：1、旋转电机；2、横移丝杠；3、横移滑块；4、轴套；5、摆轴；6、转轴；7、机架；8、立柱；9、升降滑块；10、横臂；11、升降电机；12、液压缸；13、夹爪；14、凹字形定位爪；15、自耗电极棒；16、结晶器；17、烟气收集装置；18、升降丝杠；19、渣池；20、第一出水管；21、第二出水管；22、第一进水管；23、第二进水管；24、外壁；25、排污口；26、吊耳；27、固定板；28、第一进水口；29、第二进水口；30、第一出水口；31、第二出水口；32、内壁；33、水冷腔；34、伸缩收集部；35、转动连接部；36、固定管；37、半月形收集口；38、矩形内管；39、矩形套管；40、提拉把手；41、圆形内管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

如图1～11所示，本发明所述的电渣重熔生产系统，包括电极升降机构和结晶器16，所述的电极升降机构设置两组，分别设置在结晶器16的左右两侧，所述的电极升降机构包括立柱8，立柱8上设有可升降的电极夹持机构，立柱8可转动设置在顶部的机架7与底部的基座之间，两侧的立柱8同步转动。

立柱8顶端设有与立柱8固连的转轴6；机架7上设有旋转电机1，旋转电机1连接驱动横移丝杠2，横移丝杠2上设有横移滑块3，横移滑块3上设有可与横移滑块3相对转动的轴套4，轴套4滑动连接摆轴5，摆轴5的一端与所述的转轴6固连；两侧的横移滑块3设置在同一条横移丝杠2上。

其中，电极夹持机构包括设置在立柱8上的升降滑块9，升降滑块9连接横臂10，横臂10的头端设有凹字形定位爪14，凹字形定位爪14的中部两侧嵌入有可转动的夹爪13，夹爪13由固定在横臂10顶部的液压缸12驱动；所述的升降滑块9连接升降丝杠18，升降丝杠18由固定在立柱8下方的升降电机11驱动。

本实施例的结晶器16包括外壁24和内壁32，内壁32内侧为渣池19，外壁24和内壁32之间形成密闭的环形的水冷腔33，水冷腔33的下部设有两个进水口，两个进水口分设在结晶器16的两侧；水冷腔33的上部设有两个出水口，两个出水口分设在结晶器16的两侧；两个进水口之间的连线与两个出水口之间的连线呈十字交叉状，且两个进水口的进水方向和两个出水口的出水方向均与水冷腔33相切。

其中，两个进水口为第一进水口28和第二进水口29，第一进水口28和第二进水口29通过焊接分别连接第一进水管22和第二进水管23；所述的两个出水口为第一出水口30和第二出水口31，第一出水口30和第二出水口31通过焊接分别连接第一出水管20和第二出水管21；所述的第一出水管20、第二出水管21、第一进水管22和第二进水管23的管口相平齐，且位于水冷结晶器16的上部，并通过固定板27固定在水冷结晶器16的外壁24上。由于水冷结晶器16安装在工作台面以下，该结构可以便于各进水管和出水管连接外接管路，使系统的布局设置和安装方式更为合理。

外壁24上还设有排污口25，长时间使用后，可以关闭各出水口，打开排污口25排净水冷腔33内残存的杂质等。外壁24上还设有吊耳26，吊耳26在外壁24的两侧对称设置，方便设备吊装。

本实施例的结晶器16一侧配有烟气收集装置17。

其中，烟气收集装置17包括伸缩收集部34、转动连接部35和固定管36，伸缩收集部34滑动设置在转动连接部35上形成可伸缩结构，转动连接部35转动设置在固定管36上，伸缩收集部34与固定管36垂直，使烟气收集装置17形成倒置的L形。

进一步地，伸缩收集部34包括固连在一起的半月形收集口37和矩形内管38；所述的转动连接部35包括固连在一起的矩形套管39和圆形内管41，所述的矩形套管39和圆形内管41的轴线垂直；所述的矩形内管38的外部尺寸与矩形套管39的内部尺寸相等，矩形内管38滑动设置于矩形套管39内，圆形内管41的外径与固定管36的内径相等，圆形内管41转动设置在固定管36内。矩形内管38和矩形套管39上设有提拉把手40。

发明的工作过程或原理：

两侧的立柱8同步转动，当一侧立柱8上的电极升降机构通过电极夹持机构夹持自耗电极棒15进行电渣重熔时，此立柱8上的电极升降机构转到电渣重熔工位(即结晶器16的位置)后下降；另一侧立柱8上的电极升降机构则同步转向旁边(装夹工位)，进行新电极棒的装夹。两侧交替进行，可以连续不间断工作。具体的，旋转电机1转动带动横移丝杠2转动，从而使得横移丝杠2上的两个横移滑块3左右移动，两个横移滑块3通过轴套4分别带动与之相连的摆轴5摆动，从而实现以此实现两侧立柱8的同步转动。升降电机11转动带动升降丝杠18转动，从而使得升降丝杠18上的升降滑块9上下移动，实现夹持在横臂10前端的自耗电极棒15升降。

水冷结晶器16下部和上部分别设置两个进水口和两个出水口，从俯视图上看(如图9所示)，两个进水口之间的连线与两个出水口之间的连线呈十字交叉状，使冷却水在流经水冷腔33时，流体的无序性和流动混乱性增大，避免水冷腔33内形成流体死角，大大提高了换热冷却效果。两个进水口的进水方向和两个出水口的出水方向均与水冷腔33相切，该结构可以使得冷却水在水冷腔33内形成转动，冷却水从底部往上流动的同时，流体形成螺旋状上升，该方式的流体不仅可以避免水冷腔33内形成流体死角，而且还增大了冷却水的流经路径，使冷却水在水冷腔33内的换热时间延长，提高了冷却水的利用率，进一步提高了冷却效果。并且流体螺旋状上升，冷却换热面均匀，使渣池19内的铸锭从下往上均匀冷却，冷却效果均匀，冷却效果非常好，产品质量大大提高。

烟气收集装置17收集电渣重熔过程中产生的废气，伸缩收集部34与转动连接部35形成可伸缩的烟气收集通道，便于设备的安装、调整。