一种自耗保护装置和电渣重熔系统及其方法与流程

技术特征：
1.一种自耗保护装置，用于电渣重熔过程中保护自耗电极(600)和结晶器(700)，所述结晶器(700)内设有结晶器通孔(710)，所述自耗电极(600)穿设于结晶器通孔(710)中，其特征在于，包括自耗保护罩(100)，所述自耗保护罩(100)呈环状设置，并套设于自耗电极(600)与结晶器通孔(710)之间；所述自耗保护罩(100)上靠近自耗电极(600)的一面为保护罩内壁(103)，靠近结晶器(700)的一面为保护罩外壁(102)；所述保护罩内壁(103)形成保护罩通孔(1031)，所述自耗电极(600)配合设置于保护罩通孔(1031)中；在所述自耗电极(600)的长度方向上，所述自耗保护罩(100)内设有多个喷气仓，每个喷气仓上均设有进气口和出气口(1021)，所述出气口(1021)与结晶器通孔(710)的内壁对应设置，用于向结晶器通孔(710)的内壁喷气。2.根据权利要求1所述的一种自耗保护装置，其特征在于，还包括第二输气管(320)、第三输气管(330)、第四输气管(340)和第五输气管(350)；所述自耗保护罩(100)顶端为第一端面(101)，第一端面(101)上设有第一进气口(311)、第二进气口(321)、第三进气口(331)、第四进气口(341)和第五进气口(351)；所述的多个喷气仓从上往下依次包括第一喷气仓(110)、第二喷气仓(120)、第三喷气仓(130)、第四喷气仓(140)和第五喷气仓(150)；所述第一进气口(311)与第一喷气仓(110)连通；所述第二进气口(321)通过第二输气管(320)与第二喷气仓(120)连通；所述第三进气口(331)通过第三输气管(330)与第三喷气仓(130)连通；所述第四进气口(341)通过第四输气管(340)与第四喷气仓(140)连通；所述第五进气口(351)通过第五输气管(350)与第五喷气仓(150)连通。3.根据权利要求2所述的一种自耗保护装置，其特征在于，所述第一喷气仓(110)与第二喷气仓(120)之间设有第一隔板(111)；所述第二喷气仓(120)与第三喷气仓(130)之间设有第二隔板(121)；所述第三喷气仓(130)与第四喷气仓(140)之间设有第三隔板(131)；所述第四喷气仓(140)和第五喷气仓(150)之间设有第四隔板(141)；所述第一喷气仓(110)是由第一端面(101)、保护罩外壁(102)、保护罩内壁(103)和第一隔板(111)形成的可容纳气体的环状仓体；所述第二喷气仓(120)是由第一隔板(111)、保护罩外壁(102)、保护罩内壁(103)和第二隔板(121)形成的可容纳气体的环状仓体；所述第三喷气仓(130)是由第二隔板(121)、保护罩外壁(102)、保护罩内壁(103)和第三隔板(131)形成的可容纳气体的环状仓体；所述第四喷气仓(140)是由第三隔板(131)、保护罩外壁(102)、保护罩内壁(103)和第四隔板(141)形成的可容纳气体的环状仓体；所述第五喷气仓(150)是由第四隔板(141)、保护罩外壁(102)、保护罩内壁(103)和自耗保护罩(100)的底部端面形成的可容纳气体的环状仓体。4.根据权利要求3所述的一种自耗保护装置，其特征在于，所述第二输气管(320)、第三输气管(330)、第四输气管(340)和第五输气管(350)均设于自耗保护罩(100)的喷气仓内，并沿自耗保护罩(100)的长度方向设置；所述第二输气管(320)设于第一喷气仓(110)内，其出气口第二出气口(322)，第二出气口(322)设于第一隔板(111)上；所述第三输气管(330)穿过第一隔板(111)设于第一喷气仓(110)和第二喷气仓(120)内，其出气口为第三出气口(332)，第三出气口(332)设于第二隔板(121)上；所述第四输气管(340)穿过第一隔板(111)和第二隔板(121)设于第一喷气仓(110)、第二喷气仓(120)和第三喷气仓(130)内，其出气口为第四出气口(342)，第四出气口(342)设于第三隔板(131)上；所述第五输气管(350)穿
过第一隔板(111)、第二隔板(121)和第三隔板(131)设于第一喷气仓(110)、第二喷气仓(120)、第三喷气仓(130)和第四喷气仓(140)内，其出气口为第五出气口(352)，第五出气口(352)设于第四隔板(141)上。5.根据权利要求3所述的一种自耗保护装置，其特征在于，每个喷气仓的出气口(1021)均设于与其对应位置的保护罩外壁(102)上，且均匀设置有20个～50个。6.根据权利要求2所述的一种自耗保护装置，其特征在于，还包括第六输气管(200)；所述第六输气管(200)穿设于自耗保护罩(100)的喷气仓内，其进气口为第六进气口(201)，第六进气口(201)设于第一端面(101)上，其出气口在自耗电极(600)的长度方向上延伸至自耗电极(600)底部；所述第六输气管(200)内设有稀土丝(210)，稀土丝(210)在自耗电极(600)的长度方向上从自耗电极(600)顶部延伸至其底部；所述第六输气管(200)的熔点高于自耗电极(600)。7.根据权利要求6所述的一种自耗保护装置，其特征在于，还包括五通管(400)；所述五通管(400)呈环状设置，其环状结构在五通管(400)中间形成五通管通孔(401)，五通管通孔(401)的尺寸大于等于自耗电极(600)的直径；所述上五通管(400)设有五个连接管(420)和五通进气管(410)；所述第六输气管(200)沿自耗电极(600)的周向设置有五个，每个第六输气管(200)通过连接管(420)与五通管(400)相连。8.根据权利要求7所述的一种自耗保护装置，其特征在于，所述五通管(400)设于底板(500)上；所述底板(500)上还设有第一进气管(510)、第二进气管(520)、第三进气管(530)、第四进气管(540)和第五进气管(550)；所述第一进气管(510)、第二进气管(520)、第三进气管(530)、第四进气管(540)和第五进气管(550)分别与第一端面(101)上的第一进气口(311)、第二进气口(321)、第三进气口(331)、第四进气口(341)和第五进气口(351)一一对应连接；所述底板(500)上还设有底板通孔(502)，底板通孔(502)的尺寸大于等于自耗电极(600)的直径。9.一种电渣重熔系统，其特征在于，包括自耗保护装置、自耗电极(600)、结晶器(700)、底水箱(800)和电源(900)；所述自耗保护装置为权利要求1～8任一项所述的一种自耗保护装置，其套设在自耗电极(600)外部并与自耗电极(600)可拆卸连接；所述自耗保护装置和自耗电极(600)设于结晶器(700)的结晶器通孔(710)中；所述结晶器(700)设于底水箱(800)上；所述电源(900)将自耗电极(600)和底水箱(800)相连。10.根据权利要求9所述的一种电渣重熔系统，其特征在于，还包括重熔渣系；所述重熔渣系中包括40wt％～50wt％的caf2、10wt％～20wt％的mgf2、10wt％～15wt％的bao和30wt％～35wt％的re
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。11.一种电渣重熔方法，基于权利要求9～10任一项所述的一种电渣重熔系统，其特征在于，具体重熔步骤为：(1)采用液渣启动，首先将重熔渣系混匀并在800℃以上烘烤5小时以上，然后通电熔化；待重熔渣系完全熔化后，将带有自耗保护装置的自耗电极(600)送入结晶器(700)的结晶器通孔(710)中，电源(900)送电开始熔炼，与此同时第一进气管(510)、第二进气管(520)、第三进气管(530)、第四进气管(540)、第五进气管(550)以及五通进气管(410)开始通入惰性气体，惰性气体由自耗保护装置向结晶器通孔(710)的内壁喷气以及向重熔渣系中通气；
(2)随着重熔的进行，此时自耗电极(600)和自耗保护装置中的第五喷气仓(150)开始融化，随着自耗电极(600)的下降，当自耗保护装置融化至第四隔板(141)处时，第五喷气仓(150)全部融化，关闭第五进气管(550)的进气；(3)紧接着自耗保护装置中的第四喷气仓(140)、第三喷气仓(130)、第二喷气仓(120)和第一喷气仓(110)依次开始向上融化，当第四喷气仓(140)融化完后关闭第四进气管(540)的进气，当第三喷气仓(130)融化完后关闭第三进气管(530)的进气，当第二喷气仓(120)融化完后关闭第二进气管(520)的进气；当达到重熔末期时，即第一喷气仓(110)被融化完，渣池液面到达第一端面(101)下端时，停止重熔并关闭第一进气管(510)和五通进气管(410)的进气，此时所有进气管的的进气均关闭，将重熔剩余的自耗电极(600)吊出，重熔结束。12.根据权利要求11所述的一种电渣重熔方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气；所述第一进气管(510)、第二进气管(520)、第三进气管(530)、第四进气管(540)和第五进气管(550)的氩气流量相同或不同且各自独立地为q；当自耗电极(600)的直径为300mm～500mm时，所述q＝1m3/h～2m3/h；当自耗电极(600)的直径为500mm～700mm时，所述q＝2m3/h～3m3/h；当自耗电极(600)的直径大于700mm时，所述q＝3m3/h～5m3/h；所述五通进气管(410)的氩气流量为200l/h～500l/h。

技术总结
本发明公开了一种自耗保护装置和电渣重熔系统及其方法，属于电渣冶金技术领域。它包括自耗保护罩，所述自耗保护罩呈环状设置，并套设于自耗电极与结晶器通孔之间；所述自耗保护罩上靠近自耗电极的一面为保护罩内壁，靠近结晶器的一面为保护罩外壁；所述保护罩内壁形成保护罩通孔，所述自耗电极配合设置于保护罩通孔中；在所述自耗电极的长度方向上，所述自耗保护罩内设有多个喷气仓，每个喷气仓上均设有进气口和出气口，所述出气口与结晶器通孔的内壁对应设置，用于向结晶器通孔的内壁喷气。本发明能使稀土元素均匀的分布于不锈钢电渣锭中，提升不锈钢的加工性能。提升不锈钢的加工性能。提升不锈钢的加工性能。


技术研发人员：施晓芳 张龙飞 朱春丽 苏云龙 常立忠
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2021/11/9