CN105779781A - 一种大型电子束冷床炉的移动门装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型电子束冷床炉的移动门装置，包括：一移动门小车架，由平式车架和立式炉门组合构建，在平式车架的下部带有一组折叠车轮组合；一对炉内轨道和炉外轨道；在移动门小车架上的前部区域置有电子束冷床炉用坩埚，中部区域置有一个溜槽小车架，一进料溜槽安装在溜槽小车架上；移动门小车架采用内置水路冷却结构，在炉门上开设分别与坩埚、进料溜槽和炉门的冷却水路联通的进、出水嘴，将这些进、出水嘴经移动门总进水管和移动门总出水管与冷却系统相连；一移动门小车驱动装置。其不仅方便拆卸和维护，且可设备损坏率大大降低，从而有效提高了生产效率。

Description

一种大型电子束冷床炉的移动门装置

技术领域

本发明涉及一种大型电子束冷床炉的移动门装置。

背景技术

电子束冷床熔炼是一种把电子束和冷炉床结合，在高真空下进行熔炼的冶金技术。主要以电子枪的强流电子束作为熔炼热源，水冷铜坩埚作为冷床，利用高速电子的动能转换成热能使金属熔化、精炼、浇铸成锭。其工作原理是在高真空环境中，将阴极(钽或钨丝)加热，阴极将发射出大量热电子，此时若在阴极与阳极间保持大的电位差，则电子在电场作用下加速，电能转换成电子的动能。用电场和磁场聚集电子束，使其轰击所要熔化的金属。电子在同金属碰撞时失去动能，转变成主要作为熔化炉料的热量，使金属熔化。熔融金属滴入冷床，经过精炼，缓缓流入带有拉锭装置的水冷结晶器中，并不断由下而上逐步凝固成锭，拉锭机构慢慢将锭从坩埚中拉出。

众所周知，冷床(即水冷铜坩埚)和进料系统是电子束冷床炉的关键系统部件之一，它可以保证熔炼过程产品的稳定性和连续性。目前，大多数电子束冷床炉的水冷铜坩埚拆卸很不方便，且由于进料时溜槽比较靠近坩埚，因此在熔炼过程中，导致坩埚里的高温溶液溅出损伤进料溜槽，给用户造成了不必要的损失。再有：以往的设备配备的冷却设备比较庞杂(炉门上的各个水嘴与冷却系统相连，导致炉内许多金属软管连接纵横交错)，过多水嘴和软管的连接不仅占用空间、浪费物资，也会给维修带来诸多的麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型电子束冷床炉的移动门装置，不仅方便拆卸和维护，且可设备损坏率大大降低，从而有效提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种大型电子束冷床炉的移动门装置，其包括有：

一移动门小车架，由平式车架和立式炉门组合构建，在平式车架的下部带有一组折叠车轮组合，该组折叠车轮组合中至少包括两个以上的可折叠车轮；

一对供移动门小车架工作行程内往返行进的炉内轨道和炉外轨道；

在移动门小车架上的前部区域置有电子束冷床炉用坩埚，中部区域置有一个溜槽小车架，一进料溜槽安装在溜槽小车架上；

所述移动门小车架采用内置水路冷却结构，在炉门上开设分别与坩埚、进料溜槽和炉门的冷却水路联通的进、出水嘴，将这些进、出水嘴经移动门总进水管和移动门总出水管与冷却系统相连；

一移动门小车驱动装置，至少包括有一个电动推杆，该电动推杆与移动门小车架的炉门固定连接。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，所述的进料溜槽带有平行位移的驱动机构；该驱动机构中采用电动推杆结构，包括所述的电动推杆和可压缩式波纹管密封装置，并通过活动关节杆联接到溜槽小车架上，当电动推杆的活塞杆伸缩时，则带动可压缩式波纹管密封装置同时伸缩，从而使得活动关节杆推动溜槽小车架水平移动。该电动推杆经由炉门分为两个分段，位于炉门里侧段采用可压缩式波纹管密封。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，所述的进料溜槽还带有自身高度和角度调节机构。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，在坩埚和进料溜槽的内置水路冷却结构中，通过波纹金属软管引到炉门上对应的进、出水嘴上。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，还具有下列结构中的至少一种：1)在波纹金属软管外设置有保护套；2)两侧设置有隔热屏。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，所述一组折叠车轮组合中，还包括一组固定式脚轮，该固定式车轮的高度与可折叠车轮完成折叠后的高度一致。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，所述坩埚的内置水路冷却结构中采用双层水冷，且只留有一对进、出水嘴。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，还具有下列结构中的至少一种：

1)炉门采用双密封圈结构：在炉门与炉体的结合面上开有装有密封圈的外密封槽和内密封槽，并在两密封槽的中间设置抽气口，外密封槽和内密封槽均采用内侧单燕尾槽的结构形式：

2)在炉门里侧设计有迷宫式防辐射结构，该迷宫式防辐射结构包括：在炉体上安装一个横向截面呈L型的环形防辐射挡块，该横向截面呈L型的环形防辐射挡块位于真空室内且靠近炉门位置；在炉门上安装一个横向截面呈I型的环形防辐射挡块，该横向截面呈I型的环形防辐射挡块位于炉门里侧且位于横向截面呈L型的环形防辐射挡块与炉体、炉门形成的防护圈内；

3)炉外设置有可使折叠车轮伸进炉体时向上蜷起的斜坡；

4)所述溜槽小车架的两侧设置有可拆卸护栏。

所述大型电子束冷床炉的移动门装置中，还配有可控制移动门小车驱动装置以实现炉门和炉体真空密封的变频器及制动电机。

本发明提供的大型电子束冷床炉的移动门装置主要将水冷铜坩埚，进料溜槽和炉门安装放置到移动门小车架上形成一体，在安装或开炉检修时，坩埚同时随着移动门小车架被拉出，从而方便拆卸和维护坩埚。此外，进料溜槽放置到溜槽小车架上，并通过电动推杆实现溜槽小车架的前进和后退。当熔炼过程中需要加料时，电动推杆伸出，进料溜槽随着溜槽小车架前进，实现物料加入到坩埚内，当加料完毕后，电动推杆退回，避免进料溜槽被坩埚内的高温溶液辐射和损坏。这样的移动门进料装置结构紧凑，整体美观，易于操作和维护，坩埚冷却效果好，设备损坏率大大降低，从而有效提高了生产效率。

本发明的优点是：

1)移动门小车架采用内置水路冷却结构，并通过炉门与总进、出水管连接，使得冷却水管的排布整洁美观，避免了以往设备的炉门上较多冷却水嘴和软管的连接；

2)进料溜槽安装到溜槽小车架上，可以方便调节进料溜槽的位置，同时，进料溜槽自身的高度和角度均可以调节，以便适用于不同大小的炉体。

3)采用折叠车轮组合设计，可以将坩埚退出炉体之外，方便吊装和维护坩埚，相比较而言，这样比以前的坩埚在炉体之内吊装和维护，显得更加方便和容易；

4)移动门小车驱动装置使用变频器可以在1—10m/mim范围内任意调节速度，并采用先进的制动电机进行精确定位，实现炉门和炉体的真空密封。

本装置的溜槽前进和后退的驱动采用电动推杆结构，结构简单，便于安装，通过传感器可以任意调节位置，而且运动更加平稳和可靠。

电动推杆与溜槽小车架之间采用可压缩式波纹管密封结构，可以有效避免以往动密封磨损导致真空泄露的问题；且波纹管外设置有保护套，以及两侧设置了隔热屏，可以有效保护波纹管不被高温辐射损坏。

溜槽小车架的两侧设置有可拆卸护栏，可以保证溜槽小车架运行安全可靠，有效避免不必要的意外发生。

坩埚水冷结构采用内置的双层水冷，且只留有一对进、出水嘴，并通过波纹管与移动门小车架的水嘴挠性连接，这样冷却水路更加规整，且坩埚的冷却效果较好。

在炉门采用双密封圈结构，并在两密封圈的中间设置抽气口，可以有效保证炉体的高真空度。

在炉门里侧设计有迷宫式防辐射结构，X射线在从炉门间隙处泄露出来前要经过多次散射，从而很大程度上降低了X射线的剂量值，有效地保护了操作人员。

附图说明

图1为本发明电子束冷床炉移动门装置结构示意图(退出炉体状态)。

图2为本发明电子束冷床炉移动门装置结构示意图(伸进炉体状态)。

图3为本发明电子束冷床炉移动门装置结构示意图(俯视)。

图3a为图3中局部结构示意图(I部的放大)。

图4为本发明电子束冷床炉移动门装置的迷宫式防辐射结构示意图。

附图中标记说明：1.炉体；2.坩埚；3.进料溜槽；4.溜槽小车架；5.炉门；6.电动推杆；7.移动门小车驱动装置；8.折叠车轮组合；9.移动门小车架；10.炉外轨道；11.炉内轨道；12.移动门总进水管；13.移动门总出水管；14.可压缩式波纹管密封装置；15.溜槽小车架护栏；16.外密封槽；17.密封抽气口；18.内密封槽；19.横向截面呈L型的防辐射挡块；20.横向截面呈I型的防辐射挡块。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

参阅图1、图2和图3所示，本发明大型电子束冷床炉的移动门装置主要包括有：移动门小车架9、一对炉内轨道和炉外轨道(11、10)、坩埚2、溜槽小车架4、移动门小车驱动装置7及相关的水路冷却结构。

本发明大型电子束冷床炉的移动门装置总体分为两种工作状态：图1所示的退出炉体状态和图2所示伸进炉体状态。

在炉体1的里面设计了炉内轨道11，炉内轨道11采用耐高温的不锈钢制作而成，可以有效防止炉内高温辐射使得轨道变形；在炉体1的外面设计了炉外轨道10，采用标准轨道制作而成。当移动门装置在移动门小车驱动装置7的驱动下伸进炉体时，折叠车轮组合8可通过炉外设置的斜坡向上蜷起，同时进入炉内继续往前运动，直到炉门5与炉体1接触密封后停止。反之，当移动门装置在移动门小车驱动装置7的驱动下退出炉体时，折叠车轮组合8则通过重力向下伸直，并与炉外轨道10接触，可以使得移动门装置继续往后退，并完全退出炉体。这样可以方便吊装和维护坩埚，大大提高了操作的方便性。

本发明大型电子束冷床炉的移动门装置的移动门小车架9由方管焊接而成，采用内置水路结构，并通过移动门总进水管12和移动门总出水管13与冷却系统相连，再将需要冷却的部件通过波纹金属软管与移动门小车架上的水嘴连接，实现坩埚、溜槽和炉门的冷却。在移动门小车架9上引出坩埚进、出水嘴，溜槽进、出水嘴和炉门进出水嘴，而以往这些水嘴均通过炉门上的各个水嘴与冷却系统相连，导致了炉内的许多金属软管连接纵横交错，显得特别不规则。因此，采用这种新型的内置水路结构，可以使得冷却水路更加规整和美观。坩埚2的水冷结构采用内置的双层水冷，只留有一对进、出水嘴，并通过波纹管挠性连接与移动门小车架9的水嘴相连，这样冷却水路更加规整，且坩埚2的冷却效果较好。

移动门装置的进料溜槽3安装到溜槽小车架4上，可以方便调节进料溜槽3的水平位移位置；同时，进料溜槽3自身的高度和角度均可以调节，以便适用于不同大小的炉体。具体实现调节的机构及工作原理是：所述的进料溜槽带有平行位移的驱动机构；该驱动机构中采用电动推杆结构，包括所述的电动推杆6和可压缩式波纹管密封装置14，并通过活动关节杆联接到溜槽小车架4上，当电动推杆6的活塞杆伸缩时带动可压缩式波纹管密封装置14同时伸缩，从而使得活动关节杆推动溜槽小车架4水平移动。

此外，溜槽小车架4的两侧设置有可拆卸的溜槽小车架护栏15，可以保证溜槽小车架运行安全可靠，有效避免以外的发生。电动推杆6与溜槽小车架9之间采用可压缩式波纹管密封装置14，可以有效避免以往动密封磨损导致真空泄露的问题，且波纹管外设置有保护套，以及两侧设置了隔热屏，可以有效保护波纹管不被高温辐射损坏。

移动门装置的炉门5采用双密封圈结构，如图3a所示，可以有效保证炉体的高真空度。双密封圈结构由外密封槽16，密封抽气口17和内密封槽18组成，外密封槽16和内密封槽18均采用内侧单燕尾槽的结构形式，既可以保证安装密封圈的方便，又可以保证密封圈更加稳固。

如图4所示，在炉体1真空室内安装一个横向截面呈L型的防辐射挡块19，并在炉门5的里侧安装一个横向截面呈I型的防辐射挡块20，当炉门闭合时，L型防辐射挡块19和I型防辐射挡块20就形成了迷宫式防辐射结构；可以有效地防止X射线从炉门缝隙泄露。

本发明中还配有变频器及由其控制的制动电机，采用变频器可以使制动电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，实现在1—10m/mim范围内任意调节速度，控制制动电机进行精确定位，实现炉门和炉体的真空密封。

上述各实施例可在不脱离本发明的保护范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于包括有：

一移动门小车架，由平式车架和立式炉门组合构建，在平式车架的下部带有一组折叠车轮组合，该组折叠车轮组合中至少包括两个以上的可折叠车轮；

一对供移动门小车架工作行程内往返行进的炉内轨道和炉外轨道；

在移动门小车架上的前部区域置有电子束冷床炉用坩埚，中部区域置有一个溜槽小车架，一进料溜槽安装在溜槽小车架上；

所述移动门小车架采用内置水路冷却结构，在炉门上开设分别与坩埚、进料溜槽和炉门的冷却水路联通的进、出水嘴，将这些进、出水嘴经移动门总进水管和移动门总出水管与冷却系统相连；

一移动门小车驱动装置，至少包括有一个电动推杆，该电动推杆与移动门小车架的炉门固定连接。

2.根据权利要求1所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：所述的进料溜槽带有平行位移的驱动机构。

3.根据权利要求2所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：所述的驱动机构采用电动推杆结构，包括所述的电动推杆，该电动推杆经由炉门分为两个分段，位于炉门里侧段采用可压缩式波纹管密封。

4.根据权利要求2所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：所述的进料溜槽还带有自身高度和角度调节机构。

5.根据权利要求1所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：在坩埚和进料溜槽的内置水路冷却结构中，通过波纹金属软管引到炉门上对应的进、出水嘴上。

6.根据权利要求5所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于还具有下列结构中的至少一种：1)在波纹金属软管外设置有保护套；2)两侧设置有隔热屏。

7.根据权利要求1所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：所述一组折叠车轮组合中，还包括一组固定式脚轮，该固定式车轮的高度与可折叠车轮完成折叠后的高度一致。

8.根据权利要求5所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：所述坩埚的内置水路冷却结构中采用双层水冷，且只留有一对进、出水嘴。

9.根据权利要求1所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于还具有下列结构中的至少一种：

1)炉门采用双密封圈结构：在炉门与炉体的结合面上开设装有密封圈的外密封槽和内密封槽，并在两密封槽的中间设置抽气口，外密封槽和内密封槽均采用内侧单燕尾槽的结构形式；

2)在炉门里侧设计有迷宫式防辐射结构，该迷宫式防辐射结构包括：在炉体上安装一个横向截面呈L型的环形防辐射挡块，该横向截面呈L型的环形防辐射挡块位于真空室内且靠近炉门位置；在炉门上安装一个横向截面呈I型的环形防辐射挡块，该横向截面呈I型的环形防辐射挡块位于炉门里侧且位于横向截面呈L型的环形防辐射挡块与炉体、炉门形成的防护圈内；

3)炉外设置有可使折叠车轮伸进炉体时向上蜷起的斜坡；

4)所述溜槽小车架的两侧设置有可拆卸护栏。

10.根据权利要求1所述的大型电子束冷床炉的移动门装置，其特征在于：还配有可控制移动门小车驱动装置以实现炉门和炉体真空密封的变频器及由变频器控制的制动电机。