專利名稱：連鑄中間包加熱用等離子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄中間包加熱用等離子槍。
本實(shí)用新型提出的等離子槍由準(zhǔn)直儀1、間隙絕緣體3、渦流發(fā)生器4、電極5、槍本體6、絕緣體組件7、水導(dǎo)裝置及電磁夾8、水、電輸入管9、套管組件10組成，如
圖1所示，其中，套管組件10為外殼，分為內(nèi)、中、外三層，夾層間為冷卻水通道，套管組件10中層內(nèi)有槍本體6，套管組件10與槍本體6間為絕緣體組件7，準(zhǔn)直儀1與套管組件10一端的中層為螺紋連接，間隙絕緣體3位于準(zhǔn)直儀1上方，其平面緊貼準(zhǔn)直儀1，間隙絕緣體3外圍與槍本體6緊配，中間用密封圈11密封，渦流發(fā)生器4前端與間隙絕緣體3相連，渦流發(fā)生器4與電極5的一端采用左螺紋連接，渦流發(fā)生器4與電極5之間采用間隙絕緣體3分隔，電極5與準(zhǔn)直儀1間隙為3-8mm，水、電輸入管9與電極5之間采用螺紋連接，水導(dǎo)裝置及電磁夾8與水、電輸入管9連接。
本實(shí)用新型提出的等離子槍可以在準(zhǔn)直儀與套管組件間用連接套管分隔，以保護(hù)昂貴的外套管組件，不受鋼水的侵入，當(dāng)碰到內(nèi)側(cè)擊穿，物體碰到鋼水的熔槽或火焰槍前部的其他損壞事件中，首先損壞的便是準(zhǔn)直儀和連接套管，可以用更換套管的方法，提供一種方便的修理方法。
本實(shí)用新型提出的等離子槍，其準(zhǔn)直儀1是一個(gè)擰入外套管內(nèi)側(cè)的銅合金部件，其功能是限定弧焰，并在運(yùn)轉(zhuǎn)期間引導(dǎo)弧焰向著工件(鋼水)，也用作火焰槍起動(dòng)間期的臨時(shí)陰極，準(zhǔn)直儀有很多冷卻水通道，因?yàn)榈入x子弧焰束附近溫度極高，必須充分地冷卻才能保證構(gòu)件的壽命。
本實(shí)用新型等離子槍，其間隙絕緣體3將電極和準(zhǔn)直儀隔絕開，分成前后二室，用它來找準(zhǔn)渦流發(fā)生器前端和準(zhǔn)直儀后部的中心，由絕緣性能好、耐高溫的陶瓷材料組成。
本實(shí)用新型等離子槍，其渦流發(fā)生器4的功能是在電極的前端產(chǎn)生一個(gè)非常高速的旋轉(zhuǎn)的氣體渦流，通?？刂屏鬟^渦流的氣體流量，控制在電極內(nèi)的等離子弧焰附著物的狀態(tài)。
本實(shí)用新型等離子槍，其電極5作為等離子槍的陽極(+)，以冷卻水清除在等離子發(fā)生期間所產(chǎn)生的大量熱量，提供電極一個(gè)正常的壽命周期。
本實(shí)用新型等離子槍，其槍本體6是一個(gè)多用途的耐高溫的特種塑料套管，它的功能是為電極、渦流發(fā)生器、間隙絕緣體提供一個(gè)同心的定位，并且作為一個(gè)集流腔提供準(zhǔn)直儀的冷卻水分配。
本實(shí)用新型等離子槍，其絕緣體組件7起著絕緣作用，并且可以通過組件調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度，補(bǔ)償?shù)入x子槍內(nèi)部的制造公差，有著良好的絕緣及電氣性能。
本實(shí)用新型等離子槍，其水導(dǎo)裝置及電磁夾8能確保適當(dāng)?shù)睦鋮s水在電極周圍，并把電極(+)與套管組件(-)的電能導(dǎo)隔開，同時(shí)有一組永久磁鐵作為控制等離子槍的弧焰。
本實(shí)用新型等離子槍，其水、電輸入管9提供了電和冷卻水的輸入。
本實(shí)用新型等離子槍，其套管組件10是一根不銹鋼焊接組件，由內(nèi)、中、外層組成，在夾層間有冷卻水通道。
本實(shí)用新型等離子槍，其密封圈11提供了氣體和水的密封作用。使兩者互相隔離。
本實(shí)用新型的工作過程使用時(shí)，將等離子槍與升降驅(qū)動(dòng)裝置相連，利用機(jī)械手將等離子槍伸入中間包內(nèi)部，并與鋼水保持50-100mm的距離，在套筒夾層內(nèi)充滿壓力達(dá)20kg/cm2的冷卻水使之循環(huán)，此冷卻水充分循環(huán)，提供氣體，在水、電輸入管上接通電源，利用準(zhǔn)直儀與電極之間間隙起弧，引燃高溫氣流，根據(jù)不同的鋼種，調(diào)整電流和電壓的參數(shù)保持每分鐘正負(fù)5℃的溫度上升或下降速率，直到鋼水通過結(jié)晶器形成鑄坯，中間包內(nèi)的鋼水全部澆鑄完畢，然后移出等離子槍，開始下一個(gè)工作循環(huán)。
本實(shí)用新型的工作原理等離子槍是一種電離的氣態(tài)物質(zhì)，氣體通過電弧時(shí)吸收能量而被離子化，而電離的離子與電子并存，但從整體而言又呈中性，其逆反應(yīng)稱為復(fù)合，自然能放出熱量形成高溫，而這些變化是在氣體進(jìn)入和離開電弧區(qū)的瞬間完成的。
通過電弧放電的方法，把工作介質(zhì)(通常是氮?dú)?、氬氣或它們的混合?離介成帶有正電荷的離子和帶負(fù)電荷的電子，由于外層等離子體被氣體和噴嘴所冷卻，降低了電離度和傳導(dǎo)率，使放電電流集中在較熱的內(nèi)層，電弧被壓縮，同時(shí)在本身磁場(chǎng)的作用下放電，又通過進(jìn)一步壓縮產(chǎn)生高溫(10000℃～12000℃)，高溫的離子氣體通過輻射、對(duì)流和分子的復(fù)合，將能量轉(zhuǎn)為鋼水的熱量。
本實(shí)用新型提出的等離子槍最小使用功率300KW，最大使用功率1000KW，最大連續(xù)電流3000A，使用氣體為氬氣和氮?dú)?，或者它們的混合物，采用高頻電火花方式起弧，通過調(diào)整加熱功率，保持中間包鋼水恒溫±5℃之內(nèi)。
本實(shí)用新型可以有效控制中間包鋼水溫度，實(shí)現(xiàn)了恒溫澆鑄，可以減少鋼材的中間偏析、中間疏松等鑄坯內(nèi)部質(zhì)量問題，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其對(duì)澆鑄熱裝、熱送的硅鋼，制易拉罐用的DI材等效果明顯。澆鑄溫度的有效控制使結(jié)晶器有一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境，減少了漏鋼和滯鋼事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。
圖2為準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)圖示。
圖3為連接套管的結(jié)構(gòu)圖示。
圖4為間隙絕緣體的結(jié)構(gòu)圖示。
圖5為渦流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖示，其中圖5(a)為渦流發(fā)生器的正面圖示，圖5(b)為渦流發(fā)生器的A-A剖面圖示。
圖6為電極的結(jié)構(gòu)圖示。
圖7為槍本體的結(jié)構(gòu)圖示，其中圖7(a)為槍本體的正面圖示，圖7(b)為槍本體的俯視圖。
圖8為絕緣體組件的結(jié)構(gòu)圖示。
圖9為水導(dǎo)裝置及電磁夾的結(jié)構(gòu)圖示。
圖10為水、電輸入管的結(jié)構(gòu)圖示。
圖11為套管組件的結(jié)構(gòu)圖示。
圖中標(biāo)號(hào)1為準(zhǔn)直儀、2為連接套管、3為間隙絕緣體、4為渦流發(fā)生器、5為電極、6為槍本體、7為絕緣體組件、8為水導(dǎo)裝置及電磁夾、9為水、電輸入管、10為套管組件、11為密封圈。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)施例。
實(shí)施例準(zhǔn)直儀上有通徑φ35的加熱氣孔，內(nèi)設(shè)有24個(gè)φ4的通孔，沿加熱氣孔的圓周平均分布，起降低溫度的作用，以螺紋的方式擰在套管組件的中層螺紋上。
間隙絕緣體放在準(zhǔn)直儀的上方，其平面與準(zhǔn)直儀緊貼在一起，有一個(gè)外圓為φ100的圓周槽，安放O型密封圈起密封作用。上方安放的渦流發(fā)生器上有12個(gè)φ1.4與圓周成切線方向的小孔供氣體進(jìn)入，產(chǎn)生渦流。
電極以左螺紋擰入渦流發(fā)生器中，裝配后的電極與準(zhǔn)直儀保持5mm的間隙，提供起弧間隙。水導(dǎo)裝置電磁夾作為電磁能轉(zhuǎn)化的主要構(gòu)件，外徑為φ78，內(nèi)徑為φ54的空心管上面裝有7組永磁鐵組成的磁套圈。
槍本體是一種工程塑料組成的構(gòu)件，上設(shè)有12道φ5的氣體通道，進(jìn)入渦流發(fā)生器的氣體直接由槍本體導(dǎo)入的。絕緣體組件為特種工程塑料，內(nèi)徑為φ50，外徑為φ101，套管組件外徑為φ150，長(zhǎng)度為2000mm，由內(nèi)、中、外三層組成，冷卻水分別充滿在夾層之中，起冷卻等離子槍的作用。
水、電輸入管為紫銅管件，外徑為φ48，內(nèi)徑為φ25，長(zhǎng)度為1678mm，除端部作為電源和水導(dǎo)入外，其間1400mm區(qū)域涂橡膠，起絕緣作用。
連接套管為空心紫銅合金套管，外徑為φ151，內(nèi)徑為φ133。
權(quán)利要求1.一種連鑄中間包加熱用等離子槍，其特征在于由準(zhǔn)直儀(1)、間隙絕緣體(3)、渦流發(fā)生器(4)、電極(5)、槍本體(6)、絕緣體組件(7)、水導(dǎo)裝置及電磁夾(8)、水、電輸入管(9)、套管組件(10)組成，套管組件(10)為外殼，分為內(nèi)、中、外三層，夾層間為冷卻水通道，套管組件(10)中層內(nèi)有槍本體(6)，套管組件(10)與槍本體(6)間為絕緣體組件(7)，準(zhǔn)直儀(1)與套管組件(10)一端的中層為螺紋連接，間隙絕緣體(3)位于準(zhǔn)直儀(1)上方，其平面緊貼準(zhǔn)直儀(1)，間隙絕緣體(3)外圍與槍本體(6)緊配，中間用密封圈(11)密封，渦流發(fā)生器(4)前端與間隙絕緣體(3)相連，渦流發(fā)生器(4)與電極(5)的一端采用左螺紋連接，渦流發(fā)生器(4)與電極(5)之間采用間隙絕緣體(3)分隔，電極(5)與準(zhǔn)直儀(1)間隙為3-8mm，水、電輸入管(9)與電極(5)之間采用螺紋連接，水導(dǎo)裝置及電磁夾(8)與水、電輸入管(9)連接。
2.一種如權(quán)利要求1所述的連鑄中間包加熱用等離子槍，其特征在于準(zhǔn)直儀(1)與套管組件(10)間用連接套管(2)分隔。
專利摘要本實(shí)用新型屬機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄中間包加熱用等離子槍。由準(zhǔn)直儀、間隙絕緣體、渦流發(fā)生器、電極、槍本體、絕緣體組件、水導(dǎo)裝置及電磁夾、水電輸入管、套管組件組成?？梢杂行Э刂浦虚g包鋼水溫度，實(shí)現(xiàn)了恒溫澆鑄，減少鋼材的中間偏析、中間疏松等鑄坯內(nèi)部質(zhì)量問題，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其對(duì)澆鑄熱裝、熱送的硅鋼，制易拉罐用的DI材等效果明顯。
文檔編號(hào)B22D41/015GK2582786SQ0226071
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2002年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月16日
發(fā)明者鐘菊妹, 陸維民, 李家慶, 李粟宗, 王堅(jiān)群, 楊燕 申請(qǐng)人:上海振華焊割工具有限公司