[實用新型]一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備

有效

• 申請號: 201520901085.0
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN205152302U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 王飛
• 申請（專利權）人: 天津鋼研海德科技有限公司
• 主分類號: C22B9/21
• 分類號: C22B9/21
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松;懷春穎

技術領域

本實用新型涉及一種電渣重熔設備，特別涉及一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備。

背景技術

電渣重熔技術作為冶煉工程的一種手段，以其優良的冶金反應條件及特殊的結晶方式有著其他冶煉方法不能替代的優越性；但電渣重熔過程一般是在大氣下進行，就鋼中氧含量而言，電渣重熔鋼遠比真空電弧重熔鋼等經過真空處理的鋼高；因此，如何能有效地控制電渣重熔鋼中的氧含量就顯得尤為重要。

一般的電渣重熔過程都是向金屬液中添加脫氧劑，脫氧劑對鋁、硅鐵、錳鐵和鈣硅線等材料進行沉淀脫氧時，雖然沉淀脫氧有一定脫氧效果，但形成的部分尺寸較小的氧化物和溶解氧仍無法從金屬液中去除，進一步降低氧含量較困難。

CN202007246公開了一種渣金間外加電場熔渣脫氧裝置，其包括一直流電源、結晶器、熔渣層、底座、自耗電極、冷卻裝置和加熱裝置；上述裝置沒有利用還原劑，通過外加直流電場脫氧法，陽極采用自耗電極，從而改善陽極反應，以進一步提高脫氧效果，該裝置可以提高脫氧效果；該裝置在脫氧的過程中，結晶器采用一體結構，脫氧效果不理想；并且在電渣重熔過程中，自耗電極表面會形成氧化鐵皮，其在重熔時會進入熔池內，增加了重熔渣層中氧化鐵的濃度，從而增加了鋼中的氧含量，進而影響鋼的質量。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種利用電化學原理進行脫氧的電渣重熔設備，該設備利用電化學原理加速電渣過程中的擴散脫氧反應，金屬液中氧含量降低的同時，無氧化物生成，可進一步降低氧含量。

本實用新型具體技術方案如下：

本實用新型提供一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備，該電渣重熔設備包括結晶器、電極、第一電源和第二電源；其中，所述電極部分插入結晶器的液渣內；所述結晶器由結晶器單元和還原層組合而成；所述第一電源與結晶器和電極相連通；所述第二電源的一端與還原層相連通，另一端與電極或結晶器相連通。

本實用新型提供的電渣重熔設備利用了電化學原理，可加速電渣過程中的擴散脫氧反應，使液渣中氧含量降低的同時，無氧化物生成，可進一步降低氧含量。所述還原層能夠起到進一步還原氧化物的目的。

優選地，所述還原層為石墨層。本實用新型通過將結晶器設計成復合結構，提高了脫氧效果，并且配合電化學脫氧，利用通電后形成的金屬熔池層內鋼錠表面和液渣層內金屬液之間的電位差，在電場作用下驅動液渣層中氧離子定向移動至還原層界面，利用中間的還原層于氧離子反應，實現第一步脫氧，此時，液渣層中的氧離子濃度逐漸降低迫使金屬熔池層中金屬液的溶解氧向液渣層移動實現對金屬熔池層內的金屬液進行脫氧，從而降低鋼錠內的氧含量，提高鋼錠的質量。

進一步的改進，所述結晶器上端設有用于容納還原性氣體的氣體保護罩；所述電極位于氣體保護罩內。氣體保護罩將電極罩上，使其與還原性氣體處于同一環境內，顯著降低了電極表面氧化鐵的生成，進一步降低了液渣層內的氧化物含量。

進一步的改進，所述結晶器的內底部形成含有鋼錠的金屬熔池層，所述金屬熔池層的上部懸浮有液渣層；所述電極部分插入液渣層內。

優選地，所述結晶器單元和還原層相互絕緣。

通過在結晶器內加入氣體保護罩，實現二次脫氧，進一步提高脫氧效果，通過還原性氣體與液渣層表面的金屬液反應，來降低液渣層金屬液表面氧離子(O^2-)含量，促進金屬熔池層內的鋼錠溶解氧[O]向液渣層擴散并氧化為氧離子(O^2-)，且液渣層中金屬液不斷和還原性氣體反應，從而降低金屬液中溶解氧[O]含量。

進一步的改進，所述電極為自耗電極。

進一步的改進，所述結晶器的外側設有襯爐。

進一步的改進，所述結晶器的底部設有與金屬熔池層通過螺桿連接的抽錠裝置。在電渣重熔過程中，鋼錠不斷由結晶器下部抽出，使金屬熔池層液面保持相對穩定。

為了增加還原性氣體與渣層內液渣的接觸面積，所述氣體保護罩內設有倒置的漏斗，所述漏斗較細的一端延伸到氣體保護罩的罩壁處，并形成開口，所述開口處設有密封塞，所述還原性氣體通過開口進入氣體保護罩內。

優選地，所述漏斗倒置的一端與渣層的距離為1-2cm。

本實用新型所提供的使用電化學脫氧的電渣重熔設備基于電化學技術原理，其具有以下優點：

1.通過將結晶器設置成復合結構，提高了脫氧效果。

2.采用還原性氣體與液渣中的氧離子反應，以氣體形式逸出，避免了傳統沉淀脫氧向金屬液中引入氧化物的問題。