CN103966458A - 单电子枪冷床熔炼炉 - Google Patents
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Abstract
单电子枪冷床熔炼炉，不同于传统的多个电子枪冷床熔炼炉，现有的国产和进口的电子枪冷床熔炼炉，都是采用多个电子枪分别对冷床熔炼炉的进料部位、精炼区部位、结晶器部位三个部位加热，而本技术是采用单个电子枪分别对三个部位轮番同期性地扫描加热，达到各部位的工艺目的，获得合格的铸锭。
Description
技术领域
本发明涉及单电子枪冷床熔炼炉，不同于传统的多电子枪冷床熔炼炉，现有的国产和进口的电子枪冷床熔炼炉，都是采用多把电子枪分别对冷床熔炼炉三个部位：进料部位、精炼区部位、结晶器部位加热，而本发明是采用单把电子枪分别对三个部位轮流扫描实现加热，故属于冷床熔炼技术领域。
背景技术
目前常用的现有电子枪冷床熔炼炉，是采用多把电子枪分别对冷床熔炼三部位加热，即熔炼炉进料部位、精炼区部位、结晶器部位，分别对某部位用多把电子枪加热，而且采用单把小功率电子枪居多。
经国内、外有关文献、资料检索，说明现有接近的技术与本发明显著不同在于本发明采用单枪对三部分顺序按一定周期扫描加热。
▲“冷床熔炼炉技术”作者：邓炬 王克光 单位：西北有色金属研究院期刊：《金属学报》第38卷增刊，2002年9月
文章综述冷床炉熔炼技术采用电子枪在大型炉中达4-5个，属于多电子枪型.
▲“2400Kw电子束冷床炉熔炼纯钛生产实践及工艺控制”宝鸡宝钛集团有限公司总结文献
4台皮尔斯型电子枪，每台600Kw，属于多电子枪炉。
▲美国ReTech公司电子枪冷床熔炼炉，已由我国进口两台，每台炉都是6个800Kw，55Kv的电子枪，所以都属于多枪冷床熔炼炉，与本发明只设计配置1台全扫描轮番加热熔炼炉三部位的技术方案与之显著不同
▲俄罗斯和乌克兰联营公司KV-Titan公司的产品电子枪冷床熔炼炉，已由我国进口冷床炉是7个450Kw，30Kv电子枪，该联营公司其它冷床炉，BMO-09型炉配置4个250Kw电子枪，BMO-04型炉配置3个200Kw电子枪，Tico-15M型炉配置4个400Kw电子枪，可见与本发明设计配置单枪扫描轮番加热熔炼炉三部位的技术方案显著不同。
发明内容
现有多枪对冷床熔炼炉三部位：进料部位、精炼区部位、结晶器部位分别加热的技术模式，其缺点在于每个部位上部空间需安装多把电子枪，安装复杂且占地，需配置多台电源及附属设备，任何一台某部件出故障造成功率不足而停产，另外也因没有大功率单枪整套设备未满足熔炼的历史缘由。
当前为了克服多枪熔炼的缺陷和不足，本发明首先是制成了大功率的可大范围扫描的电子枪，其功率范围可调，从100-800KW，单把枪只要安装在设计计算后确定的空间位置，单枪安装位置不移动，而调节枪的磁场以控制电子束扫描的角度和频率，设计电子束顺序地在三部位：进料部位、精炼区部位、结晶器部位工艺扫过时间合理：
(1)在进料部位扫过时间既保证使固态铸锭用金属料熔化流入冷床精炼区部位，又不致太多扫过时间，造成熔化过度，流入冷床的量太多，造成流程不平衡，以及能源浪费。
(2)在精炼区部位扫过时间既保证使液态铸锭用金属有足够时间蒸发轻杂质，沉淀重杂质到水冷铜床底部，在底部形成必须的杂质硬壳层，又不能太多扫过时间，造成工艺失衡，造成局部铸锭熔料气化。
(3)在结晶器部位扫过时间既保证使液态铸锭用金属料达结晶纯化，又保证结晶区熔池下拉锭铸锭的温度适当，使铸出的锭温度合适，软硬合理，便于冷却和运作，满足工艺要求。
附图说明
下面按照附图对本发明作进一步说明
图1是单电子枪冷床熔炼炉的示意图
图1中1是铸锭，2是水冷结晶器，3是电子枪扫描束，4是电子枪，5是进料部位，6是冷床精炼区部位，7是冷床水冷铜床
具体实施方式
本发明涉及的单电子枪冷床熔炼炉，已在专业熔炼厂具体实施铸锭，在图1中可见，首先单电子枪(4)扫描电子束(3)按顺序扫过(5)进料部位，使铸锭用金属料适当熔化局部端部，使熔化液态金属流入到(6)冷床精炼区部位，实际由于热惯性，即使电子束扫描区离开进料部位，熔化液态金属仍会流入(6)部位，电子束扫过(6)部位，实际是逐渐扫过该区，使(6)部位中的杂质析出充分蒸发或沉淀于水冷铜床(7)，然后电子束扫过结晶器部位，实际该部位扫描时间段内，使水冷结晶器(2)部位金属充分结晶纯化，达到成品质量，然后在结晶器底部拉锭成铸锭(1)成品。
Claims (3)
1.单电子枪冷床熔炼炉，不同于现有冷床熔炼炉中，结晶器部位、冷床精炼区部位、进料部位使用独立的多把电子枪，其特征是采用单把电子枪，通过扫描的控制，把电子枪的功率分别按顺序分配给结晶器、冷床、进料部位，从而使结构简化，功率分配易于调节，降低设备制造成本。
2.根据权利要求1所述的单电子枪冷床熔炼炉，其特征是单电子枪的功率范围在100-800Kw之间。
3.根据权利要求1所述的单电子枪冷床熔炼炉，其特征是单电子枪功率分别按顺序分配到结晶器、冷床精炼区、进料部位，实际是将相应的热功率分配到上述三个部位，与该热功率相关联的扫描位置变换频率应大于等于50Hz。
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