一种中频感应熔炼炉炉衬结构及其制作和使用方法技术

本发明专利技术是一种中频感应熔炼炉炉衬结构及其制作和使用方法，包括：感应线圈，其通过线圈胶泥层将感应线圈附着在炉体内壁；耐材坩埚，其侧壁贴合线圈胶泥层，其底壁贴合炉体的炉底；碳质发热圈，其设置在耐材坩埚顶部台阶面处，碳质发热圈与耐材坩埚齐平，碳质发热圈内圈与耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面；坩埚封口圈，其底部紧贴碳质发热圈、耐材坩埚的顶部，其外壁与炉体的炉口处紧贴，坩埚封口圈内壁与耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面，本发明专利技术实现了在中频感应熔炉中精炼造渣的工艺，为金属精炼提供一种新的选择；采用的中频炉精炼设备容积大，热效率高，可以实现大批量金属合金及渣料的精炼，大幅度提高了精炼效率，降低了精炼成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种中频感应熔炼炉炉衬结构及其制作和使用方法


[0001]本专利技术涉及中频感应熔炼炉设备
，特别是一种中频感应熔炼炉炉衬结构及其制作和使用方法。

技术介绍

[0002]冶金工业通过还原获得的粗金属，通常需要进行精炼处理，降低杂质和夹杂物。精炼时一般需要采用造渣的方式引入氧化剂和助熔剂，统称造渣剂。氧化剂一般采用特殊的矿物，让矿物中的氧与金属熔体中的特定杂质元素进行反应，生成杂质氧化物。如果杂质氧化物是气体则直接挥发脱离金属熔体(比如：CO、SO2等)，如果是固体则进入熔渣(Cr2O3、SiO2等)。粗金属一般还含有少量微小颗粒状夹杂物(如：Al2O3、CaOSiO2等)，夹杂物在熔融金属液中以液态或者固态存在。这些显著影响金属材料性能的少量夹杂物无法自行团聚从金属熔体中分离出来。以造渣的方式在金属液面形成熔渣来捕获这些小颗粒是一种有效的方法。
[0003]目前冶金工业通常采用电弧炉和电渣重熔炉等进行精炼。电弧炉利用施加电压的若干石墨电极在熔渣中导通，引发电弧加热融化造渣剂和粗金属，从而完成精炼工艺。电弧炉设备复杂、投资大，启炉点火操作复杂。电渣重熔炉利用上部粗金属电极和底部铜坩埚电极融化渣料和电极自身，金属融化并沉降穿过渣液，到达底部金属模中凝固，夹杂物被熔渣捕获，完成精炼。电渣炉需要把粗金属压制成电极，无法制作电极的金属不适用(比如Mn、Cr、Si等)，通用性受限制。
[0004]中频感应炉具有热效率高、容量大、原料损耗少、温度易控制、设备简单、投资小等特点。但造渣剂通常不导电，中频炉交变磁场无法在造渣剂内形成感应电流，电磁感应无法直接加热造渣剂。因此在中频炉中造渣剂只能依靠高温金属液面传热融化。感应炉的炉衬是安装在水冷的铜管做成的感应线圈中的，因此渣液遇到炉衬壁就易凝结成硬块，堵塞炉体，妨碍进一步精炼。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对传统造渣精炼炉存在的不足，提供了一种新型的中频感应熔炼炉炉衬结构及其制作和使用方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]本专利技术是一种中频感应熔炼炉炉衬结构，包括：炉体；感应线圈，其通过线圈胶泥层将所述感应线圈附着在炉体内壁；耐材坩埚，其为顶部开口的容器，其侧壁贴合所述线圈胶泥层，其底壁贴合所述炉体的炉底；碳质发热圈，其设置在所述耐材坩埚顶部台阶面处，所述碳质发热圈与所述耐材坩埚齐平，所述碳质发热圈内圈与所述耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面；坩埚封口圈，其底部紧贴所述碳质发热圈、耐材坩埚的顶部，其外壁与所述炉体的炉口处紧贴，所述坩埚封口圈内壁与所述耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面。
[0008]进一步，为了说明感应线圈的尺寸，所述感应线圈的厚度为10mm。
[0009]进一步，为了说明耐材坩埚的尺寸，所述耐材坩埚侧壁厚度为100～150mm，，所述耐材坩埚底壁厚度为150～250mm。
[0010]进一步，为了说明感应线圈的尺寸结构，所述感应线圈由铜管卷曲成的圆桶状结构，其内径范围为600～1000mm，其高度范围为800～1300mm。
[0011]进一步，为了说明质发热圈的尺寸结构，所述碳质发热圈的径向厚度为30～50mm，轴向厚度为150～350mm；所述碳质发热圈包括上环、中环、下环；所述上环、下环均采用镁碳砖拼接而成；所述中环采用石墨环；所述上环的厚度为20mm；所述下环的厚度为30mm；所述中环的厚度为100～300mm。
[0012]为了说明中频感应熔炼炉炉衬结构的制作方法，本专利技术采用包括如下步骤：a)采用涂抹的方式在所述感应线圈上附着一层线圈胶泥层，所述感应线圈之间的缝隙涂满所述线圈胶泥层，所述感应线圈内壁应该保持平整光滑，涂抹完毕后在所述感应线圈中心放置200瓦的白炽灯泡，烘烤72小时；b)烘烤完毕后撤除灯泡，在所述炉体底部捣打耐火材料构成所述耐材坩埚底部；c)把钢筒模同轴放置在所述耐材坩埚底部上面，并用塞木固定好钢筒模，把耐材逐步加入所述钢筒模和所述线圈胶泥层之间的环形空间，同时用振动捣料机夯实，当耐材的料面到达钢筒模上沿时，取出塞木；d)在钢筒模上部套装延长筒，以延长筒的外壁为基准，在c)中捣实的耐材料面上用刀口镁碳砖拼接碳质发热圈的下环，在下环上套装石墨环的中环，在石墨环的中环上部继续用刀口镁碳砖拼接上环；e)在所述碳质发热圈和线圈胶泥层之间的环形空间继续加入耐材并捣实，耐材的料面与碳质发热圈上平面平齐时结束捣料；f)在碳质发热圈和耐材坩埚的料面用水玻璃润湿，然后用封口耐材手工塑形成坩埚封口圈；g)炉衬阴干24小时后，取出延长筒，炉口用铁皮盖住，启动中频炉烘炉，按照耐材的烘炉曲线烘炉，钢筒模在烘炉末期熔化。
[0013]为了说明封口耐材的成分，本专利技术采用f)中所述封口耐材采用水玻璃和石英质颗粒砂的混合物，其中水玻璃含量为3％～10％。
[0014]为了说明钢筒模、延长筒的结构，本专利技术采用所述钢筒模采用开口朝上的圆筒，所述钢筒模的壁和底采用50mm*50mm的倒角过渡，所述钢筒模的外径比感应线圈的内径小220～320mm，其高度比感应线圈高度小300～600mm，其壁厚为10mm；所述延长筒是为没有底和盖的圆管，其高度为400mm，其内外直径与钢筒模一致，在所述延长筒一端的内壁焊接三个圆周均布的定位棒，定位棒直径10mm，定位棒长度100mm，定位棒轴线与延长筒轴线平行且其一端高出圆筒端面50mm。
[0015]为了说明中频感应熔炼炉炉衬结构的使用方法，本专利技术采用熔炼步骤如下：a)向所述炉体送电，投入块料或者合金液进行熔炼；b)合金液位满足精炼需求时，根据需要投入造渣料进行精炼；c)当合金液面与所述耐材坩埚接触上升至所述碳质发热圈下沿时，停止加入合金；d)加入造渣剂至当渣液面接近所述碳质发热圈上沿时停止加入造渣剂；e)精炼完毕，冷却出炉。
[0016]对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：1)实现了在中频感应熔炉中精炼造渣的工艺，为金属精炼提供一种新的选择；2)该专利技术采用的中频炉精炼设备容积大，热效率高，可以实现大批量金属合金及渣料的精炼，大幅度提高了精炼效率，降低了精炼成本；3)本专利技术所提供的中频炉炉衬结构简单，制备方法容易掌握和操作，使用方法适用面广。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0018]图1是本专利技术的结构示意图；
[0019]图2是碳质发热圈的结构示意图；
[0020]图3是钢筒模、延长筒的结构示意图；
[0021]图4是本中频感应炉的熔炼图；
[0022]图中：1
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线圈胶泥层、2
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耐材坩埚、3
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碳质发热圈、4
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坩埚封口圈、5
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感应线圈、6
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炉体、7
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钢筒模、8
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延长筒、9
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定位棒、10
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造渣剂、31
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上环、32
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中频感应熔炼炉炉衬结构，其特征在于，包括：炉体；感应线圈，其通过线圈胶泥层将所述感应线圈附着在炉体内壁；耐材坩埚，其为顶部开口的容器，其侧壁贴合所述线圈胶泥层，其底壁贴合所述炉体的炉底；碳质发热圈，其设置在所述耐材坩埚顶部台阶面处，所述碳质发热圈与所述耐材坩埚齐平，所述碳质发热圈内圈与所述耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面；坩埚封口圈，其底部紧贴所述碳质发热圈、耐材坩埚的顶部，其外壁与所述炉体的炉口处紧贴，所述坩埚封口圈内壁与所述耐材坩埚的内圈构成光滑的内筒面。2.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉衬结构，其特征在于，所述感应线圈的厚度为10mm。3.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉衬结构，其特征在于，所述耐材坩埚侧壁厚度为100～150mm，，所述耐材坩埚底壁厚度为150～250mm。4.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉衬结构，其特征在于，所述感应线圈由铜管卷曲成的圆桶状结构，其内径范围为600～1000mm，其高度范围为800～1300mm。5.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉衬结构，其特征在于，所述碳质发热圈的径向厚度为30～50mm，轴向厚度为150～350mm；所述碳质发热圈包括上环、中环、下环；所述上环、下环均采用镁碳砖拼接而成；所述中环采用石墨环；所述上环的厚度为20mm；所述下环的厚度为30mm；所述中环的厚度为100～300mm。6.一种根据权利要求1
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5任意一项所述的中频感应熔炼炉炉衬结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：a)采用涂抹的方式在所述感应线圈上附着一层线圈胶泥层，所述感应线圈之间的缝隙涂满所述线圈胶泥层，所述感应线圈内壁应该保持平整光滑，涂抹完毕后在所述感应线圈中心放置200瓦的白炽灯泡，烘烤72小时；b)烘烤完毕后撤除灯泡，在所述炉体底部捣打耐火材料构成所述耐材坩埚底部；c)把钢筒模同轴放置在所述耐材坩埚底部上面，并用塞木固定好钢筒模，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱翔鹰，白伟兵，吴长军，刘亚，王建华，苏旭平，彭浩平，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：