CN111206160A - 一种电子束水平炉 - Google Patents

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宁堃
张睿
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Abstract

本发明属于铝热还原材料工艺制备技术领域，尤其涉及一种电子束水平炉，包括炉室3、真空系统5、电子枪系统4、水平坩埚7、水平坩埚移动装置6、高压控制系统、高压电源和水冷系统；所述炉室3为不锈钢焊接双层水冷结构，其上配置有真空系统接口9、电子枪接口10、辅助观察视窗接口11、真空测量接口12；所述电子枪系统4设置于炉室枪座处，所述水平坩埚移动装置6通过伺服电机13驱动控制，实现水平坩埚7的装料、上料过程；所述导轨8供水平坩埚移动装置6在其上移动。本发明整体设备简单紧凑，在电子束熔炼的基础上，通过对水平坩埚的改造，获得大尺寸规格的板材，生产效率高，经济效益好。

Description

一种电子束水平炉
技术领域
本发明属于铝热还原材料工艺制备技术领域，特别地涉及一种电子束水平炉。
背景技术
现代先进制造材料及装备对高温难熔金属材料的纯度和晶体的完整性要求愈来愈高，也正由于材料在超纯时所具备的独特性能所决定的。因此，超纯材料的制备正引起广泛的重视。
电子枪是电子束水平炉的核心部件，其工作原理是在高真空下，电子枪的阴极被加热产生逸出电子，并在加速电压的作用下热电子获得高速运动，经过聚焦电源和偏转系统的控制下，使电子束准确密集的轰击到原料的表面，将动能转变为热能，熔化金属。引起能量密度大，所以在难熔金属的提纯及熔炼工艺方面有独特的优势，其余电阻加热、感应加热方式都无法匹及。电子束水平炉以电子枪作为热源，通过水平冷床作为反应器皿，应用于难熔金属如钽、铌、钛等废材回收利用，并熔炼成板，并加以提纯。另外铌板的铝热还原工艺采用水平炉的熔炼方式被广泛采用，取得非常好的市场反应。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于提供一种电子束水平炉，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的一种电子束水平炉，包括炉室3、真空系统5、电子枪系统4、水平坩埚7、水平坩埚移动装置6、高压控制系统、高压电源和水冷系统；
所述炉门结构1上设有观察视窗部件2，作为设备运行时的人工操作位置，通过视窗部件2观察物料工况，并通过控制按钮进行控制；
所述炉室3为不锈钢焊接双层水冷结构，其上配置有真空系统接口9、电子枪接口10、辅助观察视窗接口11、真空测量接口12；
所述电子枪系统4设置于炉室枪座处，通过聚焦及扫描系统功能对双排水平坩埚的物料进行逐步扫描熔炼，达到既定的工艺要求；
所述真空系统5配置有三级真空机组，以达到熔炼所需的真空要求，并在熔炼过程中抽取挥发性杂质；
所述水平坩埚移动装置6通过伺服电机13驱动控制，实现水平坩埚7的装料、上料过程；
所述导轨8供水平坩埚移动装置6在其上移动。
优选地，所述水平坩埚移动装置6由不锈钢法兰及车架体组焊而成，其上设置有水冷坩埚的固定点位，用来调整水平坩埚位置。
优选地，所述车架体为不锈钢焊接件，一方面用于支撑固定水平坩埚并在电机驱动下自由行动；另一方面所述车架体为炉室内水冷坩埚及所有热件冷却水供水管道14，保证设备运行时水冷效果。
优选地，所述水平坩埚7双排构成一组，每一组水平坩埚7内均有独立的水冷循环水线，通过水平坩埚移动装置6的供水管道进行热交换。
优选地，所述水平坩埚7由铜制成，通过锻压成型，成型坯料后加工水冷通道。
本发明的电子束水平炉具有以下有益效果：
整体设备简单紧凑，在电子束熔炼的基础上，通过对水平坩埚的改造，获得大尺寸规格的板材，生产效率高，经济效益好。
附图说明
图1是本发明电子束水平炉的主视图；
图2是本发明电子束水平炉的俯视图。
图中附图标记为：
1炉门结构，3炉室，4电子枪系统，5真空系统，水平坩埚移动装置,7水平坩埚，8导轨，9真空系统接口、10电子枪接口、11辅助观察视窗接口、12真空测量接口，13伺服电机，14冷却水供水管道
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明的一项宽泛实施例中，如图1所示，一种电子束水平炉，包括炉室3、真空系统5、电子枪系统4、水平坩埚7、水平坩埚移动装置6、导轨8、高压控制系统、高压电源和水冷系统，所述高压控制系统和高压电源为电子枪真空系统的供电设备，所述水冷系统供炉体、电子枪、水平坩埚等部件冷却提供进回水用。
炉门结构1上设有观察视窗部件2，作为设备运行时的人工操作位，通过视窗部件2观察物料工况，并通过控制按钮进行控制。
所述炉室3为不锈钢焊接双层水冷结构，其上配置有真空系统接口9、电子枪接口10、辅助观察视窗接口11、真空测量接口12等部件，提供物料熔炼时的真空环境。
所述电子枪系统4设置于炉室枪座处，通过聚焦及扫描系统功能对双排水平坩埚的物料进行逐步扫描熔炼，达到既定的工艺要求。
所述真空系统5配置有三级真空机组，以达到熔炼所需的真空要求，并在熔炼过程中抽取挥发性杂质。
所述水平坩埚移动装置6通过伺服电机13驱动控制，实现水平坩埚7的装料、上料过程。所述水平坩埚移动装置6由不锈钢法兰及车架体组焊而成，其上设置有水冷坩埚的固定点位，用来调整水平坩埚位置。车架体为不锈钢焊接件，一方面用于支撑固定水平坩埚并在电机驱动下自由行动；另一方面所述车架体为炉室内水冷坩埚及所有热件冷却水供水管道14，保证设备运行时水冷效果。
所述水平坩埚7双排构成一组，每一组水平坩埚7内均有独立的水冷循环水线，通过水平坩埚移动装置6的供水管道进行热交换。水平坩埚7由铜制成，通过锻压成型。成型坯料后加工水冷通道，保证坩埚体使用时温度均匀，无过热现象。两组水平坩埚互不干扰，通过电子枪扫描熔炼。成品板材尺寸规格可达1500mmx800mm，水冷效果好。
所述导轨8供水平坩埚移动装置6在其上移动。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种电子束水平炉，其特征在于，包括炉室(3)、真空系统(5)、电子枪系统(4)、水平坩埚(7)、水平坩埚移动装置(6)、高压控制系统、高压电源和水冷系统；
所述炉门结构(1)上设有观察视窗部件(2)，作为设备运行时的人工操作位置，通过视窗部件(2)观察物料工况，并通过控制按钮进行控制；
所述炉室(3)为不锈钢焊接双层水冷结构，其上配置有真空系统接口(9)、电子枪接口(10)、辅助观察视窗接口(11)、真空测量接口(12)；
所述电子枪系统(4)设置于炉室枪座处，通过聚焦及扫描系统功能对双排水平坩埚的物料进行逐步扫描熔炼，达到既定的工艺要求；
所述真空系统(5)配置有三级真空机组，以达到熔炼所需的真空要求，并在熔炼过程中抽取挥发性杂质；
所述水平坩埚移动装置(6)通过伺服电机(13)驱动控制，实现水平坩埚(7)的装料、上料过程；
所述导轨(8)供水平坩埚移动装置(6)在其上移动。
2.根据权利要求1所述的电子束水平炉，其特征在于，所述水平坩埚移动装置(6)由不锈钢法兰及车架体组焊而成，其上设置有水冷坩埚的固定点位，用来调整水平坩埚位置。
3.根据权利要求2所述的电子束水平炉，其特征在于，所述车架体为不锈钢焊接件，一方面用于支撑固定水平坩埚并在电机驱动下自由行动；另一方面所述车架体为炉室内水冷坩埚及所有热件冷却水供水管道(14)，保证设备运行时水冷效果。
4.根据权利要求1所述的电子束水平炉，其特征在于，所述水平坩埚(7)双排构成一组，每一组水平坩埚(7)内均有独立的水冷循环水线，通过水平坩埚移动装置(6)的供水管道进行热交换。
5.根据权利要求1或4所述的电子束水平炉，其特征在于，所述水平坩埚(7)由铜制成，通过锻压成型，成型坯料后加工水冷通道。
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