CN116518711A - 一种钢材熔炼设备及其熔炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢材熔炼设备及其熔炼方法，包括炉体、坩埚和加热装置，坩埚内壁靠近底部均匀设置有若干流道，若干流道的方向均为以坩埚中心为圆心的圆的切线方向，坩埚顶部设置有与若干流道一一对应的若干活塞腔，若干流道均自坩埚侧壁一一对应的延伸至连通活塞腔，活塞腔开口背向坩埚中心，活塞腔内活动设置有活塞，若干活塞外侧转动设置有转动环，转动环内壁为与流道数量一致、均匀分布且连续的弧形凹口，活塞外端均设有活塞杆，活塞杆外端与弧形凹口相抵，转动环由电机驱动。这种钢材熔炼设备及其熔炼方法通过电机带动转动环的转动实现各个活塞的同步伸缩，自动实现钢水的搅拌，有效防止钢水飞溅，提升安全性。

Description

一种钢材熔炼设备及其熔炼方法

技术领域

本发明属于钢材熔炼设备技术领域，具体是一种钢材熔炼设备及其熔炼方法。

背景技术

熔炼设备是用于熔化金属锭或者废旧金属并加入一些必要的金属进行合金加工的设备。钢材熔炼设备是对废旧钢材进行熔炼的设备，一般包括炉体、坩埚和加热装置，在熔炼时在坩埚内放入待熔炼的钢材，然后通过加热装置对坩埚内的钢材加热熔炼，但是由于废旧钢材表面氧化膜的覆盖以及具有一些杂志金属，导致在熔炼过程中熔化的效率不一致，且在熔炼的过程中坩埚内的钢材受热不均，容易导致熔炼效率降低，耗费更多的能源，因此在部分钢材熔化之后考虑用搅拌桨的方式对其进行搅拌以使得未熔化的钢材快速熔化，但是由于废旧钢材的形状各异，有杆状的，有块状的，直接使用搅拌桨并由电机驱动进行搅拌会导致搅拌桨和坩埚与钢材之间的极易磕碰损坏，甚至会卡住搅拌桨导致电机损坏，而且会在搅拌的过程中可能导致钢水飞溅，危险性很大，并且由于温度过高，搅拌桨导热至电机也易导致电机的损坏。因此采用电机驱动搅拌桨转动进行搅拌可行性很小，危险性很大，故一般只能由工人小心的人工搅拌，但是同样存在较大的危险性。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种钢材熔炼设备及其熔炼方法，这种钢材熔炼设备能够自动实现钢水的搅拌，有效防止钢水飞溅，提升安全性。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种钢材熔炼设备，包括炉体，所述炉体内设有坩埚容纳腔，所述坩埚容纳腔内设置有坩埚和加热装置，所述坩埚内壁靠近底部均匀设置有若干流道，若干所述流道的方向均为以坩埚中心为圆心的圆的切线方向，所述坩埚顶部设置有与若干所述流道一一对应的若干活塞腔，若干所述流道均自坩埚侧壁一一对应的延伸至连通所述活塞腔，所述活塞腔开口背向所述坩埚中心，所述活塞腔内活动设置有活塞，若干所述活塞外侧转动设置有转动环，所述转动环内壁为与所述流道数量一致、均匀分布且连续的弧形凹口，所述活塞外端均设有活塞杆，所述活塞杆外端与所述弧形凹口相抵，所述转动环由电机驱动。这种钢材熔炼设备在熔炼时，通过电机带动转动环的转动实现各个活塞的同步伸缩，在钢水没过流道的开口后，流道能够不断的吸入和喷出钢水，形成环形的搅拌流，能够自动实现钢水的搅拌，杜绝了使用搅拌桨，避免了搅拌桨搅拌时导致的磕碰损坏和电机损坏，并有效防止钢水飞溅，提升安全性。

上述技术方案中，优选的，所述炉体还包括有定位架，所述定位架上转动设置有位于炉体顶部的转动架，所述转动架上设置有活塞支座，所述活塞支座上设置有若干所述活塞腔，所述活塞腔底部的所述活塞支座上设置有用于与所述流道连通的气道，所述转动环转动设置于所述活塞支座上，所述活塞支座中心设置有与所述坩埚的开口对准的投料口。采用该结构将坩埚与活塞腔所在的机构分离，防止钢水倒出时进入活塞腔内，并且通过转动架的转动能够将活塞支座翻起和翻落，方便将坩埚置入和取出坩埚容纳腔。

上述技术方案中，优选的，所述定位架上设置有线性驱动器，所述线性驱动器两端分别转动连接于所述定位架上和所述转动架上。通过线性驱动器的伸缩能够实现转动架的自动翻起和翻落，方便操作，并且翻落后线性驱动器的压力可保证气道与流道连通的密封性更好。

上述技术方案中，优选的，所述坩埚上设置有吊耳。采用该结构方便起吊坩埚，方便坩埚取出和置入到坩埚容纳腔内。

上述技术方案中，优选的，所述电机固定于所述转动架上，所述电机与所述转动环通过皮带传动。采用该结构能够方便的驱动转动环转动。

上述技术方案中，优选的，所述转动环沿内壁设置有连续的限位滑槽，所述活塞杆外端设置有限位部，所述限位部滑动限位于所述限位滑槽内。采用该结构能够保证活塞杆外端与所述弧形凹口相抵。

上述技术方案中，优选的，所述活塞腔内设置有弹簧，所述弹簧的弹力将所述活塞外推以使所述活塞杆外端与所述弧形凹口相抵。采用该结构能够保证活塞杆外端与所述弧形凹口相抵。

上述钢材熔炼设备的熔炼方法包括以下步骤：1）在坩埚内置入待熔炼的钢材，启动加热装置熔化钢材，直至钢水没过流道的开口；2）启动电机带动转动环转动，若干活塞往复运动以在坩埚内形成环形流进行搅拌并持续加热直至钢材完全熔化；3）将活塞腔以及转动环与坩埚分离，吊出坩埚将熔化的钢材倒出制成钢锭或钢材。这种钢材熔炼设备的熔炼方法通过电机带动转动环的转动实现各个活塞的同步伸缩，在钢水没过流道的开口后，流道能够不断的吸入和喷出钢水，形成环形的搅拌流，能够自动实现钢水的搅拌，杜绝了使用搅拌桨，避免了搅拌桨搅拌时导致的磕碰损坏和电机损坏，并有效防止钢水飞溅，提升安全性。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：这种钢材熔炼设备和熔炼方法通过电机带动转动环的转动实现各个活塞的同步伸缩，在钢水没过流道的开口后，流道能够不断的吸入和喷出钢水，形成环形的搅拌流，能够自动实现钢水的搅拌，杜绝了使用搅拌桨，避免了搅拌桨搅拌时导致的磕碰损坏和电机损坏，并有效防止钢水飞溅，提升安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为图1沿A-A的剖视示意图。

图3为图2中活塞向内移动时的局部状态示意图。

图4为图2沿B-B的剖视示意图。

图5为图4中转动架翻起时的状态示意图。

图6为本发明活塞杆外端与弧形凹口相抵的另一实施方式示意图。

实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1至图6，一种钢材熔炼设备，包括炉体1，炉体1内设有坩埚容纳腔11，坩埚容纳腔11内设置有坩埚2和加热装置3，本实施例中加热装置3为感应线圈，坩埚2内壁靠近底部均匀设置有若干流道21，本实施例中，设有四个流道，四个流道21的方向均为以坩埚2中心为圆心的圆的切线方向，坩埚2顶部设置有与四个流道21一一对应的四个活塞腔4，四个流道21均自坩埚侧壁一一对应的延伸至连通活塞腔4，活塞腔4开口背向坩埚2中心，活塞腔4内活动设置有活塞41，四个活塞41外侧转动设置有转动环5，转动环5内壁为与流道21数量一致、均匀分布且连续的弧形凹口51，活塞41外端均设有活塞杆42，活塞杆42外端与弧形凹口51相抵，转动环5由电机6驱动。这种钢材熔炼设备在熔炼时，通过电机6带动转动环5的转动实现各个活塞41的同步伸缩，在钢水没过流道21的开口后，流道21能够不断的吸入和喷出钢水，形成环形的搅拌流，能够自动实现钢水的搅拌，杜绝了使用搅拌桨，避免了搅拌桨搅拌时导致的磕碰损坏和电机损坏，并有效防止钢水飞溅，提升安全性。

本实施例中，炉体1还包括有定位架12，定位架12上转动设置有位于炉体1顶部的转动架7，转动架7上设置有活塞支座71，活塞支座71上设置有若干活塞腔4，活塞腔4底部的活塞支座71上设置有用于与流道21连通的气道72，转动环5转动设置于活塞支座71上，活塞支座71中心设置有与坩埚2的开口对准的投料口73。采用该结构将坩埚2与活塞腔4所在的机构分离，防止钢水倒出时进入活塞腔4内，并且通过转动架7的转动能够将活塞支座71翻起和翻落，方便将坩埚2置入和取出坩埚容纳腔。非必要的，可以在活塞支座71上与坩埚的连接处设置隔热材料层，以降低转动架7和活塞支座71的温度。

本实施例中，定位架12上设置有线性驱动器13，线性驱动器13两端分别转动连接于定位架12上和转动架7上。线性驱动器13可采用电缸、气缸或者液压缸，通过线性驱动器13的伸缩能够实现转动架7的自动翻起和翻落，方便操作，并且翻落后线性驱动器13的压力可保证气道72与流道21连通的密封性更好。

本实施例中，为方便坩埚2取出和置入到坩埚容纳腔11内，坩埚2上设置有吊耳22。

本实施例中，电机6固定于转动架7上，电机6与转动环5通过皮带传动。转动环5与电机6也可通过齿轮传动以及其他现有的各种传动方式实现传动。本实施例中，转动环5与活塞支座71之间设有轴承。

本实施例中，转动环5沿内壁设置有连续的限位滑槽52，活塞杆42外端设置有限位部43，限位部43滑动限位于限位滑槽52内。采用该结构能够保证活塞杆42外端与所述弧形凹口51相抵。

参见图6，活塞杆42外端与所述弧形凹口51相抵的另一种实施方式，活塞腔4内设置有弹簧44，弹簧44的弹力将活塞41外推以使活塞杆42外端与弧形凹口51相抵，活塞杆42外端设置有滚轮45。通过弹簧44的弹力可使得活塞杆42外端始终贴在弧形凹口51上，并且滚轮45的转动可有效减少摩擦力。

上述钢材熔炼设备的熔炼方法，包括以下步骤：1）在坩埚2内置入待熔炼的钢材，启动加热装置3熔化钢材，直至钢水没过流道21的开口；2）启动电机6带动转动环5转动，四个活塞41往复运动以在坩埚2内形成环形流进行搅拌并持续加热直至钢材完全熔化；3）将活塞腔4以及转动环5与坩埚分离：即线性驱动装置13收缩将转动架7旋转抬起，吊机连接在坩埚2上的吊耳22上，吊出坩埚2将熔化的钢材倒出制成钢锭或钢材，在完全倒出钢水之后再将坩埚2放回到坩埚容纳腔11内，然后再将线性驱动装置13伸出，并以一定的压力保持流道21和气道72连通以及密封性，之后即可进行下一炉的熔炼。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢材熔炼设备，包括炉体（1），所述炉体（1）内设有坩埚容纳腔（11），所述坩埚容纳腔（11）内设置有坩埚（2）和加热装置（3），其特征在于：所述坩埚（2）内壁靠近底部均匀设置有若干流道（21），若干所述流道（21）的方向均为以坩埚（2）中心为圆心的圆的切线方向，所述坩埚（2）顶部设置有与若干所述流道（21）一一对应的若干活塞腔（4），若干所述流道（21）均自坩埚侧壁一一对应的延伸至连通所述活塞腔（4），所述活塞腔（4）开口背向所述坩埚（2）中心，所述活塞腔（4）内活动设置有活塞（41），若干所述活塞（41）外侧转动设置有转动环（5），所述转动环（5）内壁为与所述流道（21）数量一致、均匀分布且连续的弧形凹口（51），所述活塞（41）外端均设有活塞杆（42），所述活塞杆（42）外端与所述弧形凹口（51）相抵，所述转动环（5）由电机（6）驱动。

2.如权利要求1所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述炉体（1）还包括有定位架（12），所述定位架（12）上转动设置有位于炉体（1）顶部的转动架（7），所述转动架（7）上设置有活塞支座（71），所述活塞支座（71）上设置有若干所述活塞腔（4），所述活塞腔（4）底部的所述活塞支座（71）上设置有用于与所述流道（21）连通的气道（72），所述转动环（5）转动设置于所述活塞支座（71）上，所述活塞支座（71）中心设置有与所述坩埚（2）的开口对准的投料口（73）。

3.如权利要求2所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述定位架（12）上设置有线性驱动器（13），所述线性驱动器（13）两端分别转动连接于所述定位架（12）上和所述转动架（7）上。

4.如权利要求2所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述坩埚（2）上设置有吊耳（22）。

5.如权利要求2所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述电机（6）固定于所述转动架（7）上，所述电机（6）与所述转动环（5）通过皮带传动。

6.如权利要求1所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述转动环（5）沿内壁设置有连续的限位滑槽（52），所述活塞杆（42）外端设置有限位部（43），所述限位部（43）滑动限位于所述限位滑槽（52）内。

7.如权利要求1所述的一种钢材熔炼设备，其特征在于：所述活塞腔（4）内设置有弹簧（44），所述弹簧（44）的弹力将所述活塞（41）外推以使所述活塞杆（42）外端与所述弧形凹口（51）相抵，所述活塞杆（42）外端设置有滚轮（45）。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种钢材熔炼设备的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在坩埚内置入待熔炼的钢材，启动加热装置熔化钢材，直至钢水没过流道的开口；2）启动电机带动转动环转动，若干活塞往复运动以在坩埚内形成环形流进行搅拌并持续加热直至钢材完全熔化；3）将活塞腔以及转动环与坩埚分离，吊出坩埚将熔化的钢材倒出制成钢锭或钢材。