CN111961876B - 一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，属于高熔点金属真空电子束冷床熔炼技术领域，其技术方案为包括熔炼室壳体，设置在熔炼室壳体上的炉盖，设置在熔炼室壳体一侧的加料仓接口，所述熔炼室壳体的另一侧还设置有炉门接口，所述炉门接口设置有相适配的炉门，所述炉门通过移动控制组件与所述炉门接口密封连接或分离；本发明提供一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，采用移动控制组件将炉门和熔炼室壳体进行密封连接和分离，实现了高真空密封，满足电子束熔炼利于全面监控熔炼过程，方便维保和降低故障率。
Description
技术领域
本发明属于高熔点金属真空电子束冷床熔炼技术领域，具体涉及一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室。
背景技术
电子束冷床熔炼炉（Electron Beam Cold Hearth Remelting Furnace）简称“EB炉”，熔炼温度和真空度高，对于熔点高，熔化过程需要在真空或氩气、氦气等惰性气氛下熔炼的钛、锆等难熔贵金属，不能使用普通的耐火材料，必须在水冷铜坩埚（冷床）中进行，由于解决成分偏析和组织不均匀性、减少高低密度夹杂能力等方面性能优越，是目前真正投入企业化生产钛及钛合金铸锭的最先进的生产设备， EB炉物料熔化、精炼及铸锭成型就是在电子束真空熔炼室中进行的，需要提供高真空度以满足电子枪产生电子束熔化物料，对设备密封要求很高，同时在熔炼中需要实时监控观测熔化及熔液状态以实现铸锭成型，控制铸锭质量，冷床和结晶器熔炼模块集成可以移出熔炼室便于维保，使冷却水管路实现固定连接，柔性连接在外部，以降低泄漏风险，降低故障率
因此，研制一种结构合理，实现高真空密封，满足电子束熔炼利于全面监控熔炼过程，方便维保和降低故障率，熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室是解决问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，采用移动控制组件将炉门和熔炼室壳体进行密封连接和分离，实现了高真空密封，满足电子束熔炼利于全面监控熔炼过程，方便维保和降低故障率。
本发明的目的是这样实现的：包括熔炼室壳体，设置在熔炼室壳体上的炉盖，设置在熔炼室壳体一侧的加料仓接口，所述熔炼室壳体的另一侧还设置有炉门接口，所述炉门接口设置有相适配的炉门，所述炉门通过移动控制组件与所述炉门接口密封连接或分离。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明中，提供高真空度以满足电子枪产生电子束熔化物料，设备密封性能很高，实时监控观测熔化及熔液状态以实现铸锭成型，控制铸锭质量，采用移动控制组件将炉门和熔炼室壳体进行密封连接和分离，实现了高真空密封，满足电子束熔炼利于全面监控熔炼过程，方便维保和降低故障率，可以移出熔炼室便于维保，以降低泄漏风险，降低故障率。
2、本发明中，通过在移动控制组件中设置可以沿小车轨道滑动的移动台车，并将炉门固定设置在移动台车的末端，动力装置中的移动连接座与移动台车连接，通过动力装置中的移动连接座对移动台车的移动控制，实现炉门与炉门接口的密封连接或分离，通过移动控制组件的控制作用，使得炉门与熔炼室壳体的密封连接或分离更加的智能和安全。
3、本发明中，通过在车架底部前端设置伸缩轮组，移动台车底部中部的 2对车轮组，移动台车底部后端的设置外部伸缩轮，实现车架在小车轨道上运动时，当移动台车前端进入熔炼室壳体内部时，伸缩轮组脱离小车轨道后能够伸长与熔炼室壳体底部接触，从而继续对移动台车实现支撑，此时外部伸缩轮组收缩置于小车轨道上进行支撑，并置于熔炼室壳体的外部，由此实现了移动台车对炉门等组件的智能滑动控制。
4、本发明中，小车动力装置通过设置螺杆，并使得螺杆与移动连接座螺纹连接，由于移动连接座与移动台车底部连接，由此，通过丝杆传动原理，使得移动连接座在螺杆的传动下实现对移动台车的移动，同时，由于移动台车自身的重量，移动台车在左右两侧的方向上不需要限位，也不会出现倾翻，使得移动台车能够在车轮组和小车轨道的配合下实现稳定的滑动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明炉门与熔炼室壳体密封连接状态结构示意图；
图2为本发明炉门与熔炼室壳体分离状态结构示意图；
图3为本发明熔炼室整体结构示意图；
图4为本发明熔炼室俯视结构示意图；
图5为本发明熔炼室仰视结构示意图。
附图中，1-炉盖，2-电子枪转接器，3-电子枪座水套盖，4-熔炼频闪监视装置，5-加料仓接口，6-安全泄放装置，7-拉锭仓接口，8-熔炼室壳体，9-支座，10-小车轨道，11-结晶器，12-熔炼冷床，13-推料导向座，14-移动台车，15-小车动力装置，16-炉门，17-减速电机，18-螺杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，包括熔炼室壳体8，设置在熔炼室壳体8上的炉盖1，设置在熔炼室壳体8一侧的加料仓接口5，所述熔炼室壳体8的另一侧还设置有炉门接口，所述炉门接口设置有相适配的炉门16，所述炉门16通过移动控制组件与所述炉门接口密封连接或分离；采用移动控制组件将炉门16和熔炼室壳体8进行密封连接和分离，小车动力装置15拖动移动台车14在轨道上行走，工作时移入熔炼室内炉门关闭形成真空密封，检修清理移出室外。实现了高真空密封，满足电子束熔炼利于全面监控熔炼过程，方便维保和降低故障率，可以移出熔炼室便于维保，以降低泄漏风险，降低故障率。
所述移动控制组件包括小车轨道10、移动台车14和小车动力装置15，所述小车轨道10固定设置在熔炼室壳体8中炉门接口的下方，移动台车14通过底部设置的滚轮与小车轨道10滑动连接，所述炉门16固定设置在移动台车14的末端，小车动力装置15的前端固定在熔炼室壳体8上，小车动力装置15中的移动连接座与移动台车14连接；通过在移动控制组件中设置可以沿小车轨道10滑动的移动台车14，并将炉门16固定设置在移动台车14的末端，小车动力装置15中的移动连接座与移动台车14连接，通过小车动力装置15中的移动连接座对移动台车14的移动控制，实现炉门16与炉门接口的密封连接或分离，工作时移入熔炼室内炉门关闭形成真空密封，检修清理移出熔炼室壳体8外，通过移动控制组件的控制作用，使得炉门16与熔炼室壳体8的密封连接或分离更加的智能和安全。
所述移动台车14上方还设置有结晶器11、熔炼冷床12、推料导向座13，所述结晶器11设置在移动台车14上端，推料导向座13设置在结晶器11与炉门16之间，所述熔炼冷床12设置在推料导向座13上。
所述移动台车14包括车架和4对车轮组构成，包括设置在移动台车14底部前端的伸缩轮组，设置在移动台车14底部中部的 2对车轮组，设置在移动台车14底部后端的外部伸缩轮组；通过在车架底部前端设置伸缩轮组，移动台车14底部中部的 2对车轮组，移动台车14底部后端的设置外部伸缩轮，实现车架在小车轨道10上运动时，当移动台车14前端进入熔炼室壳体8内部时，伸缩轮组脱离小车轨道10后能够伸长与熔炼室壳体8底部接触，从而继续对移动台车14实现支撑，此时外部伸缩轮组收缩置于小车轨道10上进行支撑，并置于熔炼室壳体8的外部，由此实现了移动台车14对炉门16等组件的智能滑动控制。
所述小车动力装置15还包括减速电机17和螺杆18，所述减速电机17固定在熔炼室壳体8外部，所述减速电机17的输出轴与螺杆18固定连接，所述螺杆18与移动连接座螺纹连接。
所述炉盖1为双层水冷夹套结构，通过下法兰与熔炼室壳体8真空密封连接，炉盖1上设置安放多把电子枪安装口，电子枪安装口设置有电子枪座水套盖3，电子枪安装口还设置有电子枪转接器2，电子枪转接器2为双层水冷夹套结构，电子枪与电子枪转接器2连接；所述熔炼室壳体8为双层夹套强制水冷，设置冷却水、真空抽取、仪表等工艺管口，通过4个支座9固定在熔炼室支架上，炉盖1上设置安放8把电子枪的安装口，安装电子枪转接器2与电子枪连接，对未投入熔炼使用的电子枪安装口用电子枪座水套盖3进行封闭。
所述熔炼室壳体8还设置有多个熔炼频闪监视装置4，所述炉门16设置有熔炼频闪监视装置4；所述熔炼频闪监视装置4，装有防射线铅玻璃，外加承压视镜玻璃，内部采用油膜旋转密封，电机驱动旋转，外部采用强制水冷却，装有摄像机，3套安装在于熔炼室壳体8，1套安装于炉门16，用于真空密封状态持续观测熔炼过程。
所述加料仓接口5设置有两组，两组加料仓接口5水平对称安装在熔炼室壳体8两侧，加料仓接口5为双层水冷夹套结构；所述加料仓接口5为双层水冷夹套装置，水平对称安装在熔炼室壳体8两侧，用以与加料系统密封连接。
所述熔炼室壳体8内部还设置有冷凝防护罩，冷凝防护罩与炉盖1底部、熔炼室壁和熔炼室底部可拆卸连接；吸附烟尘防止对电子束干扰和保护设备。
所述熔炼室壳体8还设置有安全泄放装置6、拉锭仓接口7和拉锭频闪监视装置18，安全泄放装置6包括冷却水套和弹簧起跳组件，安全泄放装置6设置于加料仓接口5上部，拉锭仓接口7置于熔炼室壳体8底部，拉锭频闪监视装置18设置在熔炼室壳体8侧位对应结晶器11的位置；所述拉锭频闪监视装置18，装有防射线铅玻璃，外加承压视镜玻璃，内部采用油膜旋转密封，电机驱动旋转，外部采用强制水冷却，装有摄像机，安装于熔炼室壳体8侧位对应结晶器11，用于观察结晶器液面指示拉锭操作；所述安全泄放装置6由冷却水套、弹簧起跳装置组成，安装于加料仓接口5上部，在室内产生气体压强出现异常时排放至室外，保护设备及人员安全。
本发明的工作原理与工作工程：
本发明中的熔炼室壳体8作为密封舱室主体，通过4个支座9固定在熔炼室支架上，安装小车轨道10，并设有拉锭仓接口7，安装对称两个水平加料仓接口5，上部与炉盖1连接形成密封；炉门16、结晶器11、熔炼冷床12、推料导向座13安装在移动台车14上形成可移动的集成熔炼模块，小车动力装置15拖动移动台车14在轨道上行走，工作时移入熔炼室内炉门16关闭形成电子束真空密封熔炼室，配合拉锭装置、加料系统形成密封。炉盖1上设置安放8把电子枪的安装口，设置电子枪转接器2供安装电子枪连接，对未投入熔炼使用的电子枪安装口用电子枪座水套盖3封闭。设有熔炼频闪监视装置4用于真空密封状态持续观测熔炼过程；设置拉锭频闪监视装置18用于观察结晶器11液面指示拉锭操作。设置安全泄放装置6在室内产生气体压强异常时排放至室外，保护设备及人员安全。设置可拆卸式冷凝防护罩吸附烟尘防止对电子束干扰和保护设备。设置冷却水、真空抽取、仪表等工艺管口，装入原料后通过真空系统获得高真空度，将料推入熔炼冷床12内，电子枪电子束熔化，熔化后的液体入精炼区精炼，溶液顺着导向口流入结晶器11浇铸成型。可移动的集成熔炼模块在检修清理时移出室外。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (5)
1.一种熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，包括熔炼室壳体（8），设置在熔炼室壳体（8）上的炉盖（1），分别水平对称安装在熔炼室壳体（8）两侧的两组加料仓接口（5），加料仓接口（5）为双层水冷夹套结构，其特征在于，所述熔炼室壳体（8）非加料仓接口（5）设置的一侧还设置有炉门接口，所述炉门接口设置有相适配的炉门（16），所述炉门（16）通过移动控制组件与所述炉门接口密封连接或分离；所述移动控制组件包括小车轨道（10）、移动台车（14）和小车动力装置（15），所述小车轨道（10）固定设置在熔炼室壳体（8）中炉门接口的下方，移动台车（14）通过底部设置的滚轮与小车轨道（10）滑动连接，所述炉门（16）固定设置在移动台车（14）的末端，小车动力装置（15）的前端固定在熔炼室壳体（8）上，小车动力装置（15）中的移动连接座与移动台车（14）连接；所述移动台车（14）包括车架和滚轮，所述滚轮为4对车轮组，4对车轮组包括设置在移动台车（14）底部前端的伸缩轮组，设置在移动台车（14）底部中部的2对车轮组，设置在移动台车（14）底部后端的外部伸缩轮组；所述移动台车（14）上方还设置有结晶器（11）、熔炼冷床（12）和推料导向座（13），所述结晶器（11）设置在移动台车（14）上端，推料导向座（13）设置在结晶器（11）与炉门（16）之间，所述熔炼冷床（12）设置在推料导向座（13）上；所述炉盖（1）为双层水冷夹套结构，通过下法兰与熔炼室壳体（8）真空密封连接，炉盖（1）上设置安放多把电子枪安装口，电子枪安装口设置有电子枪座水套盖（3），电子枪安装口还设置有电子枪转接器（2），电子枪转接器（2）为双层水冷夹套结构，电子枪与电子枪转接器（2）连接。
2.根据权利要求1所述的熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，其特征在于，所述小车动力装置（15）还包括减速电机（17）和螺杆（18），减速电机（17）固定在熔炼室壳体（8）外部，所述减速电机（17）的输出轴与螺杆（18）固定连接，所述螺杆（18）与移动连接座螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，其特征在于，所述熔炼室壳体（8）还设置有多个熔炼频闪监视装置（4），所述炉门（16）设置有熔炼频闪监视装置（4）。
4.根据权利要求1所述的熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，其特征在于，所述熔炼室壳体（8）内部还设置有冷凝防护罩，冷凝防护罩与炉盖（1）底部、熔炼室壁和熔炼室底部可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的熔炼模块集成可移动式电子束真空熔炼室，其特征在于，所述熔炼室壳体（8）还设置有安全泄放装置（6）、拉锭仓接口（7）和拉锭频闪监视装置，安全泄放装置（6）包括冷却水套和弹簧起跳组件，安全泄放装置（6）设置于加料仓接口（5）上部，拉锭仓接口（7）置于熔炼室壳体（8）底部，拉锭频闪监视装置设置在熔炼室壳体（8）侧位对应结晶器（11）的位置。
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