[發明專利]一種制備復合鋼錠的設備及方法

有效

• 申請號: 201710476050.0
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107262686B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 董艷伍;姜周華;侯志文;曹玉龍;侯棟;曹海波;姚科安
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D11/10;B22D11/14
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種制備復合鋼錠的設備，其特征在于，其包括：

導電結晶器，其包括上開口和下開口的筒狀結構，所述筒狀結構包括第一直徑；

自耗電極組件，其包括多個自耗電極，所述多個自耗電極自所述導電結晶器的上開口伸入所述筒狀結構，并與所述筒狀結構內圓周面間隔第一距離；以及

與所述導電結晶器和所述自耗電極組件電連接的第一電源；其中

所述第一距離小于所述第一直徑的一半；

所述導電結晶器的筒狀結構自上而下包括與所述第一電源電連接的導電段、用于將所述導電段和導熱段電氣隔絕的絕緣段和用于將所述導電結晶器內外空間可導熱地隔離的導熱段，其中，

所述導熱段內壁上與絕緣段下邊緣隔開第二距離的位置設置有液位檢測器。

2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，多個所述自耗電極并聯后與所述第一電源電連接。

3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括一外接的控制系統，所述導電結晶器的下開口正中央下方設有抽錠裝置，所述控制系統適于控制所述抽錠裝置將一芯棒自所述下開口伸入所述導電結晶器內或從所述下開口抽出所述鋼錠。

4.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述控制系統控制多個所述自耗電極同步地在所述導電結晶器內向上或向下移動。

5.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述抽錠裝置的引錠板與所述導電結晶器的導電段通過電纜電連接，所述電纜上設有第二電源。

6.一種采用權利要求1-5任一項所述的設備制備復合鋼錠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、按照芯棒設計要求，將芯棒表面進行切削，涂上防氧化劑；

S2、將所述S1涂上防氧化劑的芯棒的下端套上包覆環，所述包覆環的內徑等于所述芯棒的外徑，將該芯棒固定于抽錠裝置上，伸入導電結晶器中成軸對中布置，所述包覆環與所述導電結晶器的下端絕緣密封，在所述芯棒與所述導電結晶器之間的空腔內填充Al₂O₃粉末，所述Al₂O₃粉末填充量達到所述導電結晶器的液位檢測器與絕緣段之間；

S3、向所述導電結晶器內壁與所述芯棒之間的間隙傾倒熔渣至所述熔渣形成的渣池淹沒所述導電結晶器絕緣段上部的導電段的至少一部分；

S4、下降自耗電極埋入所述渣池5mm～40mm，使所述自耗電極、渣池、導電段和第一電源形成的上回路連通，所述自耗電極在渣池焦耳熱效應下熔化形成金屬熔池，同時渣池焦耳熱對芯棒進行加熱，保證芯棒的外層能順利復合自耗電極熔液；

S5、當所述金屬熔池的液面到達所述導電結晶器中絕緣段的下方設置的液位檢測器時，開始抽錠，抽錠裝置牽引芯棒，通過所述液位檢測器檢測到的所述金屬熔池的液面位置的變化判斷自耗電極的熔化速度與抽錠速度是否匹配，保證金屬熔池液面始終保持在所述液位檢測器的位置，凝固后的自耗電極熔液在芯棒外側形成復合鋼錠的外層。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述S3和S4之間還包括以下步驟S3a，將所述渣池、導電段、芯棒、抽錠裝置的引錠板及第一電源形成的預熱回路連通，利用渣池焦耳熱對所述芯棒進行預熱，當芯棒預熱到一定的溫度后，斷開所述預熱回路。

8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述S3和S4之間還包括以下步驟S3b，將所述渣池、導電段、芯棒、抽錠裝置的引錠板和第二電源形成的下回路連通；

在所述S4和S5之間還包括以下步驟S4b，當所述上回路供電后，降低所述下回路的功率。

9.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述S3中，所述熔渣通過下述制備方法制得：將石墨電極插入有襯電渣爐中，使石墨電極、引弧劑、帶有電源的電纜與有襯電渣爐形成回路，在起弧時，向爐內加入渣料使其熔化、熔清直至熔渣溫度達到澆注溫度。