CN102312114A

CN102312114A - 一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法

Info

Publication number: CN102312114A
Application number: CN201110298880A
Authority: CN
Inventors: 王宇飞; 满延林; 王永明; 杨刚; 石玉娥
Original assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Current assignee: AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN102312114B

Abstract

一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法，装置包括熔炼炉和真空隔离阀，真空隔离阀上装配捞渣室，捞渣头的接头与旋转轴连接，旋转轴、内层光杆和外层光杆共同穿过捞渣室的顶面，旋转轴和内层光杆与旋转电机连接，外层光杆固定在上层固定板上；旋转丝杠穿过上层固定板，下端与升降电机装配在一起。方法为：合金液表面形成浮渣时，停止加热；对捞渣室抽真空，打开真空隔离阀，启动升降电机驱动带动捞渣头下降；当浮渣的顶面和地面均接触捞渣片的上表面时，启动旋转电机将浮渣捞起。本发明的装置及方法能够将熔炼产生的浮渣充分去除，且不影响真空熔炼的进行，提高合金液的纯度。

Description

一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法。

背景技术

真空感应熔炼合金过程中，如果装入坩埚的物料纯度不高，会在合金液表面产生一层浮渣，如果浮渣在浇注过程中进入到合金锭中，对合金锭的质量会产生不利影响，目前去除浮渣的方法是在真空条件下搅拌将合金液的浮渣排向坩埚侧壁，使浮渣粘在坩埚内壁上，在后续的步骤中清理掉坩埚侧内壁的浮渣，但随合金液的翻转会重新回到合金液中；也有采用挡渣、过滤的方法去除浮渣，但细小的浮渣仍能够流入到锭模中；上述两种方法都有去除浮渣不充分的缺点，仍有部分浮渣在浇注过程中进入合金锭。

发明内容

针对现有真空熔炼合金时浮渣去除效果不理想的问题，本发明提供一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置及方法，在熔炼炉上设置捞渣装置，熔炼后将捞渣装置通过真空隔离阀进入到合金液的浮渣下方，旋转捞渣装置将浮渣取出，达到充分去除浮渣的效果。

本发明的去除真空熔炼合金表面浮渣装置包括熔炼炉，熔炼炉的加料口上设有真空隔离阀，熔炼炉内设有坩埚，其中真空隔离阀上方装配有一个捞渣室，设置在捞渣室内的捞渣头的接头与旋转轴连接，内层光杆套装固定在旋转轴上，内层光杆与外层光杆滑动密封装配在一起；旋转轴、内层光杆和外层光杆共同穿过捞渣室的顶面，其中旋转轴和内层光杆通过联轴器与旋转电机连接，外层光杆顶部固定在上层固定板上；旋转丝杠穿过下层固定板和上层固定板，其下端与升降电机装配在一起，上端与旋转丝杠端板连接固定，上层固定板能够随旋转丝杠转动上下移动；升降电机固定在下层固定板上，旋转电机固定在上层固定板上；下层固定板和旋转丝杠端板通过支板与捞渣室固定在一起。

上述的捞渣室的捞渣室壳体下端的捞渣室底板与真空隔离阀通过密封胶圈密封。

上述的捞渣头由接头、固定杆、固定夹和捞渣片构成，接头下方连接至少一个固定杆，每个固定杆的两侧各设有一个固定夹，每个固定夹安装一个捞渣片；捞渣片的上表面与水平面之间的夹角为20゜~40゜；固定杆的长度比坩埚的内径小40~50mm，各捞渣片的长度为坩埚内径的30~40%；所述的捞渣片的材质为泡沫陶瓷过滤网，孔径为8~30PPI；捞渣头的垂直轴线与坩埚的轴线为同一直线，同一固定杆上的捞渣片一捞渣头的垂直轴线为轴对称设置。

上述的真空隔离阀上设有真空管道与闸板上方的捞渣室连通。

上述的外层光杆插入上层固定板并与上层固定板的上表面平齐，上层固定板上方的内层光杆上套有一个密封板，密封板的下表面与外层光杆和上层固定板连接。

上述的外层光杆外套有导正套和密封套，导正套和密封套均与外层光杆滑动密封连接，导正套与上层固定板固定连接，密封套与捞渣室固定连接。

本发明的去除真空熔炼合金表面浮渣方法为：采用上述装置，按以下步骤进行：

1、在真空隔离阀关闭的条件下，对熔炼炉抽真空，在坩埚中熔炼合金液，当合金液表面形成浮渣时，停止对坩埚加热；

2、对捞渣室抽真空，当捞渣室内的真空度与熔炼炉内的真空度相同时，打开真空隔离阀，启动升降电机驱动旋转丝杠转动，上层固定板随旋转丝杠下降，并带动旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头一同下降；

3、当浮渣的顶面和底面均接触捞渣片的上表面时，关闭升降电机，启动旋转电机，驱动内层光杆和旋转轴转动，捞渣片在转动过程中将浮渣捞起；

4、当合金液表面的浮渣全部被捞起后，关闭旋转电机，启动升降电机，驱动旋转丝杠使上层固定板、旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头升起，当捞渣头进入捞渣室内且高于真空隔离阀时，关闭升降电机，完成捞渣。

上述捞渣完成后，关闭真空隔离阀，将捞渣室吊起，更换捞渣片，准备下一次捞渣。

上述方法中，应避免捞渣片以外的其他部件与浮渣接触。

本发明的装置及方法能够将熔炼产生的浮渣充分去除，且不影响真空熔炼的进行，当需要分阶段去除浮渣时，可反复进行捞渣操作；采用本发明的装置及方法在不破坏真空的条件下捞渣，提高合金液的纯度，进而提高合金锭的质量，减少废品率，捞渣片与固定夹的连接方式能够实现快速更换，提高熔炼和除渣的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中的去除真空熔炼合金表面浮渣装置结构示意图；

图2为图1中的捞渣头结构示意图；

图中1、熔炼炉，2、坩埚，3、感应线圈，4、加料口，5、真空隔离阀阀体，6、真空隔离阀闸板，7、真空管道，8、捞渣室壳体，9、捞渣室底板，10、捞渣头，10-1、接头，10-2、固定杆，10-3、固定夹，10-4、捞渣片，10-5、固定螺栓，10-6、固定螺母，11、旋转轴，12、内层光杆，13、外层光杆，14、上层固定板，15、密封板，16、联轴器，17、旋转电机，18、旋转丝杠，19、导正套，20、密封套，21、升降电机，22、下层固定板，23、旋转丝杠端板，24、支板。

具体实施方式

本发明实施例中采用的熔炼炉为真空感应熔炼炉，加料口上设有真空隔离阀，炉壁上设有抽真空用的管道。

实施例1

去除真空熔炼合金表面浮渣装置结构如图1所示，熔炼炉1上的加料口4上设有由真空隔离阀阀体5和真空隔离阀闸板6构成的真空隔离阀，熔炼炉1内设有坩埚2，坩埚2外套有感应线圈3；

真空隔离阀上方装配由捞渣室壳体8和捞渣室底板9构成的捞渣室，捞渣室底板9与真空隔离阀阀体5通过密封胶圈密封，密封胶圈镶嵌在真空隔离阀的燕尾槽中，通过捞渣室及其上方各部件的自重使捞渣室底板9与密封胶圈紧密连接；

捞渣室内设有捞渣头10，捞渣头10结构如图2所示，由接头10-1、固定杆10-2、固定夹10-3和4个捞渣片10-4构成，接头10-1下方连接两个固定杆，每个固定杆10-2的两侧各设有一个固定夹10-3，每个固定夹10-3通过两套固定螺栓10-5和固定螺母10-6与一个捞渣片10-4的上端固定在一起；捞渣片10-4的上表面与水平面之间的夹角为40゜；固定杆10-2的长度比坩埚的内径小50mm，各捞渣片10-4的长度为坩埚内径的40%；捞渣片10-4的材质为泡沫陶瓷过滤网，孔径为30PPI；其中捞渣头10的垂直轴线与坩埚2的轴线为同一直线，同一固定杆10-2上的捞渣片10-4一捞渣头的垂直轴线为轴对称设置；

真空隔离阀上设有真空管道7与真空隔离阀闸板6上方的捞渣室内部连通；

捞渣头10上方与旋转轴11连接，旋转轴11的外壁与内层光杆12固定在一起，内层光杆12的外壁与外层光杆13滑动密封连接；

捞渣室内的捞渣头10的接头10-1与旋转轴11连接，内层光杆12套装固定在旋转轴11上，内层光杆12与外层光杆13滑动密封装配在一起；旋转轴11、内层光杆12和外层光杆13共同穿过捞渣室的顶面，其中旋转轴11和内层光杆12通过联轴器16与旋转电机17连接，外层光杆13顶部固定在上层固定板14上；旋转丝杠18穿过下层固定板22和上层固定板14，其下端与升降电机21装配在一起，上端与旋转丝杠端板23连接固定，上层固定板14能够随旋转丝杠18转动上下移动；升降电机21固定在下层固定板22上，旋转电机17固定在上层固定板14上；下层固定板22和旋转丝杠端板23通过支板24与捞渣室固定在一起；

外层光杆13插入上层固定板14并与上层固定板14的上表面平齐，上层固定板14上方的内层光杆12上套有一个密封板15，密封板15的下表面与外层光杆13和上层固定板14连接，将外层光杆13和上层固定板14之间的空隙密封；

外层光杆13外套有导正套19和密封套20，导正套19和密封套20均与外层光杆13滑动密封连接，导正套19与上层固定板14固定连接，密封套20与捞渣室壳体8固定连接；

去除真空熔炼合金表面浮渣方法为：采用上述装置，按以下步骤进行：

在真空隔离阀关闭的条件下，对熔炼炉抽真空，在坩埚中熔炼合金液，当合金液表面形成浮渣时，停止对坩埚加热；

将真空管道与真空泵连通，对捞渣室抽真空，当捞渣室内的真空度与熔炼炉内的真空度相同时，打开真空隔离阀闸板，启动升降电机驱动旋转丝杠转动，上层固定板随旋转丝杠下降，并带动旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头一同下降；

当浮渣的顶面和底面均接触捞渣片的上表面时，关闭升降电机，启动旋转电机，驱动内层光杆和旋转轴转动，捞渣片在转动过程中将浮渣捞起，使浮渣粘结在捞渣片上，并使位于合金液表面中部的浮渣向周边扩散，进而被捞渣片捞起；

当合金液表面的浮渣全部被捞起后，关闭旋转电机，启动升降电机，驱动旋转丝杠使上层固定板、旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头升起，当捞渣头进入捞渣室内且高于真空隔离阀时，关闭升降电机，完成捞渣；

捞渣完成后，关闭真空隔离阀闸板，将捞渣室吊起，更换捞渣片，准备下一次捞渣；

采用上述方法去除浮渣，合金液上的浮渣去除率达到99%，与传统的搅拌去除浮渣相比，浮渣去除率明显提高；浇注后进入合金锭中的浮渣与过滤方法相比明显减少，合金锭纯度有大幅提高。

实施例2

去除真空熔炼合金表面浮渣装置结构同实施例1，不同点在于：接头下方连接一个固定杆；捞渣片的上表面与水平面的夹角30゜；捞渣片的长度为坩埚2内壁直径的30%；捞渣片孔径为16PPI；固定杆的长度比坩埚的内径小45mm；

去除真空熔炼合金表面浮渣方法同实施例1，浮渣去除率达到95%。

实施例3

去除真空熔炼合金表面浮渣装置结构同实施例1，不同点在于：接头下方连接三个固定杆；捞渣片的上表面与水平面的夹角20゜；捞渣片的长度为坩埚2内壁直径的20%；捞渣片孔径为8PPI；固定杆的长度比坩埚的内径小40mm；

Claims

1.一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，包括熔炼炉，熔炼炉的加料口上设有真空隔离阀，熔炼炉内设有坩埚，其特征在于：真空隔离阀上方装配有一个捞渣室，设置在捞渣室内的捞渣头的接头与旋转轴连接，内层光杆套装固定在旋转轴上，内层光杆与外层光杆滑动密封装配在一起；旋转轴、内层光杆和外层光杆共同穿过捞渣室的顶面，其中旋转轴和内层光杆通过联轴器与旋转电机连接，外层光杆顶部固定在上层固定板上；旋转丝杠穿过下层固定板和上层固定板，其下端与升降电机装配在一起，上端与旋转丝杠端板连接固定，上层固定板能够随旋转丝杠转动上下移动；升降电机固定在下层固定板上，旋转电机固定在上层固定板上；下层固定板和旋转丝杠端板通过支板与捞渣室固定在一起。

2.根据权利要求1所述的一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，其特征在于所述的捞渣室的捞渣室壳体下端的捞渣室底板与真空隔离阀通过密封胶圈密封。

3.根据权利要求1所述的一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，其特征在于所述的捞渣头由接头、固定杆、固定夹和捞渣片构成，接头下方连接至少一个固定杆，每个固定杆的两侧各设有一个固定夹，每个固定夹安装一个捞渣片；捞渣片的上表面与水平面之间的夹角为20゜~40゜；固定杆的长度比坩埚的内径小40~50mm，各捞渣片的长度为坩埚内径的20~40%；所述的捞渣片的材质为泡沫陶瓷过滤网，孔径为8~30PPI；其中捞渣头的垂直轴线与坩埚的轴线为同一直线，同一固定杆上的捞渣片一捞渣头的垂直轴线为轴对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，其特征在于所述的真空隔离阀上设有真空管道与闸板上方的捞渣室连通。

5.根据权利要求1所述的一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，其特征在于所述的外层光杆插入上层固定板并与上层固定板的上表面平齐，上层固定板上方的内层光杆上套有一个密封板，密封板的下表面与外层光杆和上层固定板连接。

6.根据权利要求1所述的一种去除真空熔炼合金表面浮渣装置，其特征在于所述的外层光杆外套有导正套和密封套，导正套和密封套均与外层光杆滑动密封连接，导正套与上层固定板固定连接，密封套与捞渣室固定连接。

7.一种去除真空熔炼合金表面浮渣方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）在真空隔离阀关闭的条件下，对熔炼炉抽真空，在坩埚中熔炼合金液，当合金液表面形成浮渣时，停止对坩埚加热；

（2）对捞渣室抽真空，当捞渣室内的真空度与熔炼炉内的真空度相同时，打开真空隔离阀，启动升降电机驱动旋转丝杠转动，上层固定板随旋转丝杠下降，并带动旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头一同下降；

（3）当浮渣的顶面和底面均接触捞渣片的上表面时，关闭升降电机，启动旋转电机，驱动内层光杆和旋转轴转动，捞渣片在转动过程中将浮渣捞起；

（4）当合金液表面的浮渣全部被捞起后，关闭旋转电机，启动升降电机，驱动旋转丝杠使上层固定板、旋转电机、外层光杆、内层光杆、旋转轴和捞渣头升起，当捞渣头进入捞渣室内且高于真空隔离阀时，关闭升降电机，完成捞渣。