一种用于中频炉气体保护和精炼金属液的顶底吹氩系统

技术领域

本发明涉及冶金铸造精炼金属液技术领域，具体为一种用于中频炉气体保护和精炼净化金属液的顶底吹氩系统。

背景技术

随着科学技术的发展，对铸件材料的材质要求越来越高。而金属液精炼净化是提高金属液材质、改善铸件质量的重要手段，也是国内外铸造行业追求的目标之一。国内外铸造企业所采用的熔炼设备主要为中频感应电炉，少量的铸造企业中频感应电炉采用底部安装透气砖吹氩进行金属液精炼，透气砖发气量大造成精炼效果不佳，透气砖直接与金属液接触易堵塞熔损导致使用寿命短，且中频炉内金属液表面裸漏与大气接触，导致金属液的二次氧化，影响金属液的精炼效果和质量，造成金属液的合金收得率降低等缺点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于中频炉气体保护和精炼净化金属液的顶底吹氩系统，通过在中频炉底部吹入氩气，使得中频炉内金属液脱氢氧、除杂质、合金均化，通过在中频炉顶部吹入螺旋氩气流，使得在中频炉内金属液与空气封闭隔绝，炉膛充布氩气，同时，经底部吹氩吸附金属液中的杂质和挥发物到金属液表面后，受螺旋氩气流的作用，金属液表面形成负压，易于排出中频炉炉腔，形成类似真空感应电炉，金属液不易被氧化、不易被二次污染，提高了金属液的品质。

本发明采用的技术方案如下：一种用于中频炉气体保护和精炼净化金属液的顶底吹氩系统，包括中频炉炉体，在中频炉炉体的底部埋有气体扩散器，所述气体扩散器通过高压气管连接外部氩气源，在中频炉炉体的底部、气体扩散器之上铺设捣打有一层与金属液接触充当工作衬的干振透气料，在中频炉炉体的上方设置有顶吹装置，所述顶吹装置包括带缺口的圆环状吹气管，圆环状吹气管缺口位于中频炉炉口出金属液位置上方，且缺口处端口封闭，在圆环状吹气管内侧均匀开设有多个喷气孔，多个所述喷气孔出气方向均向下倾斜且在圆周平面与圆周切线呈锐角朝同一方向倾斜，从而在中频炉炉腔内形成螺旋气流，圆环状吹气管一侧通过连通管与高压气管连接，高压气管连接外部氩气源。

进一步地，所述喷气孔在圆周平面与圆周切线呈10-90度夹角，夹角视中频炉体大小来调节。

进一步地，所述圆环状吹气管一侧固定在安装支架上，所述安装支架活动安装在位于中频炉炉台平面上的支撑座上，安装支架在支撑座上可转动并可调节高度。

进一步地，所述安装支架插接在支撑座上，并可绕支撑座转动，在支撑座上以及安装支架与支撑座连接部上竖向对应设有销孔，配合销轴可对安装支架的安装高度进行调节。

进一步地，所述圆环状吹气管为不锈钢空心管。

进一步地，所述气体扩散器、顶吹装置分别独立连接外部氩气源，且在与外部氩气源的连通管路上设有用于对气体扩散器、顶吹装置吹气的气压和流量进行独立控制的气体控制装置。

本发明的有益效果在于：

（1）采用本发明的顶底吹氩系统，通过底吹、顶吹氩气的配合，使氩气能够充分排除中频炉炉腔内的空气，金属液处于氩气气氛的全面保护，类似真空炉，金属液不易被氧化、不易被二次污染；通过底吹、顶吹氩气的配合，更益于金属液脱氢氧、除杂质、合金均化，提高了金属液的品质；

（2）通过设置向下倾斜且在圆周平面与圆周切线呈锐角朝同一方向倾斜的喷气孔，可在中频炉炉腔内形成螺旋气流，受旋流气体作用，炉腔内金属液表面形成负压，更有利于底吹氩气吸附金属液中的杂质气体及挥发物到金属液表面且排出中频炉炉腔，避免因中频炉炉腔空间局限而造成金属液表面杂质气体或挥发物浓度过高发生回流再污染金属液现象；

（3）顶部吹气管通过安装支架与支撑座转动连接，并可对吹气管的高度进行调节，操作方便，不会对中频炉的加料、出钢水等工况使用造成影响。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的顶吹装置的俯视示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1、图2所示，本实施例的一种用于中频炉气体保护和精炼净化金属液的顶底吹氩系统，包括中频炉炉体1，在中频炉炉体1的底部埋有气体扩散器3，所述气体扩散器3通过高压气管4连接气源5，在中频炉炉体1的底部、气体扩散器3之上铺设捣打一层干振透气料2，保护气体扩散器3，延长和同步炉衬的使用寿命；在中频炉炉体1的上方设置有顶吹装置，所述顶吹装置包括带缺口的圆环状吹气管7，吹气管7为不锈钢空心管，圆环状吹气管7缺口位于中频炉炉口位置上方，且缺口处端口封闭，在圆环状吹气管7内侧均匀开设有多个喷气孔，多个所述喷气孔出气方向均向下倾斜且在圆周平面与圆周切线呈10-90度夹角朝同一方向倾斜（吹气方向如附图中箭头方向所示），夹角视中频炉体大小来调节，从而在中频炉炉腔内形成螺旋气流，受旋流作用，从而更有利于底吹氩气吸附到金属液表面的杂质气体及挥发物的排出，避免因金属液表面杂质气体或挥发物浓度过高发生回流再污染金属液现象。吹气管7一侧通过连通管与高压气管4连接，高压气管4连接气源5。所述吹气管7一侧固定在安装支架8上，所述安装支架8插接安装在位于中频炉炉台面上的支撑座9上，并可绕支撑座9转动，当中频炉内熔炼金属液时，圆环状吹气管7通过支撑座转动到钢液面上方旋流吹氩保护，当中频炉内加入炉料或倾倒出金属液时，吹气管7通过支撑座转动到炉台平面的空闲处；在支撑座9上以及安装支架8与支撑座9连接部上竖向对应设有销孔，配合销轴可对安装支架8的安装高度进行调节，使吹气管7处于适用高度。

所述气体扩散器3、顶吹装置独立连接气源5，且在与气源5的连通管路上设有用于对气体扩散器3、顶吹装置吹气的气压和流量进行独立控制的气体控制装置6。

采用本发明的顶底吹氩系统，通过底吹、顶吹旋流氩气的配合，使氩气能够充分排除中频炉炉腔内的空气，金属液处于氩气气氛的全面保护，类似真空炉，金属液不易被氧化、不易被二次污染，更益于从底部吹入金属液内的氩气脱氢氧、除杂质、合金均化，提高了金属液的品质；通过圆环状吹气管上喷气孔开口方向的调整设置，可在中频炉炉腔内形成螺旋气流，受旋流氩气的作用，炉腔内金属液表面形成负压，更有利于底吹氩气吸附金属液中的杂质气体及挥发物到金属液表面且排出中频炉炉腔，避免因中频炉炉腔空间局限而造成金属液表面杂质气体或挥发物浓度过高发生回流再污染金属液现象；顶部吹气管通过安装支架与支撑座转动连接，并可对吹气管的高度进行调节，操作方便，不会对中频炉的正常使用造成影响。

在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。