CN113005300B - 一种交直流等离子弧重熔炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交直流等离子弧重熔炉，包括炉体、铜坩埚、钨电极、金属棒料和冷却系统。其中，铜坩埚位于炉体内；钨电极位于炉体内且位于铜坩埚上方，钨电极与铜坩埚分别用于与直流电源的阴极和阳极相连；金属棒料位于铜坩埚与钨电极之间，金属棒料用于与交流电源相连；冷却系统用于对钨电极和铜坩埚降温。相比于现有技术，本发明利用等离子弧的高温以及交流电补偿热量熔化金属，使金属特别是难熔金属能快速熔化，实现多种金属的熔炼。
Description
技术领域
本发明涉及等离子弧熔炼技术领域，特别是涉及一种交直流等离子弧重熔炉。
背景技术
等离子弧熔炼是利用电极和原料之间产生的集中和可控稳定化等离子弧作为热源来熔化金属和合金的生产工艺。等离子弧具有较高的电离度，是一种高速流动的等离子体，具有能量集中的特点。熔炼中通常以钨电极作为阴极，被熔炼金属作为阳极。等离子弧与金属接触的温度为5000-30000K，适合用来熔化各种金属特别是难熔金属。等离子弧熔炼可以广泛的选择气氛，根据不同的需要可更换炉内气氛以实现特殊金属或合金的熔炼。
目前的熔炼合金设备，很少能达到等离子弧的高温，这不利于含难熔金属合金的熔炼。熔解这些合金需要非常高的能耗，这一般需要较大功率的电力输入，若全部用直流电，这又会大大增加熔炼的成本。同时，等离子弧温度虽然高，但是等离子气从枪口出来后会发散，热量散失较多，这对于大质量试样熔炼不利。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流等离子弧重熔炉，用以解决上述现有技术存在的问题，利用等离子弧的高温以及交流电补偿热量熔化金属，使金属特别是难熔金属能快速熔化，实现多种金属的熔炼。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种交直流等离子弧重熔炉，包括：
炉体；
铜坩埚，所述铜坩埚位于所述炉体内；
钨电极，所述钨电极位于所述炉体内且位于所述铜坩埚上方，所述钨电极与所述铜坩埚分别用于与直流电源的阴极和阳极相连；
金属棒料，所述金属棒料位于所述铜坩埚与所述钨电极之间，所述金属棒料用于与交流电源相连；
冷却系统，所述冷却系统用于对所述钨电极和所述铜坩埚降温。
优选地，所述铜坩埚具有冷却腔，所述冷却腔用于容纳冷却液。
优选地，所述钨电极外侧套设有冷却环，所述冷却环用于容纳冷却液。
优选地，所述冷却系统为水冷系统，所述冷却系统用于为所述铜坩埚及所述冷却环提供循环冷却液。
优选地，所述金属棒料安装于直线驱动装置上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过在钨电极与铜坩埚之间放电，将中间的气体电离产生离子弧，离子弧产生的高温使金属棒料在短时间内熔化并收集于下方的铜坩埚内，实现多种金属尤其是难熔金属的熔炼。交流电源对金属棒料进行加热，产生热量补偿，降低了对直流电的电压要求。通过直线驱动装置调整金属棒料的位置，随着金属棒料前端的熔化将金属棒料逐渐向前移动，提高金属棒料的利用率，并且避免金属棒料熔化后滴落至坩埚外侧造成浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例交直流等离子弧重熔炉的结构示意图；
附图标记说明：1-冷却系统；2-炉体；3-钨电极；4-金属棒料；5-熔体；6-铜坩埚；7-直流电源；8-交流电源。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的目的是提供一种交直流等离子弧重熔炉，用以解决上述现有技术存在的问题，利用等离子弧的高温以及交流电补偿热量熔化金属，使金属特别是难熔金属能快速熔化，实现多种金属的熔炼。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种交直流等离子弧重熔炉，包括炉体2、铜坩埚6、钨电极3、金属棒料4和冷却系统1。
其中，铜坩埚6位于炉体2内；钨电极3位于炉体2内且位于铜坩埚6上方，钨电极3与铜坩埚6分别用于与直流电源7的阴极和阳极相连；金属棒料4位于铜坩埚6与钨电极3之间，金属棒料4用于与交流电源8相连；冷却系统1用于对钨电极3和铜坩埚6降温。
本实施例的交直流等离子弧重熔炉在使用时，钨电极3与铜坩埚6之间放电将中间的气体电离产生离子弧，离子弧产生的高温使金属棒料4在短时间内熔化并收集于下方的铜坩埚6内，铜坩埚6内的熔体5混合后冷却形成合金。交流电源8对金属棒料4进行加热，产生热量补偿，降低了对直流电的电压要求。金属棒料4的具体材质和数量根据实际需要确定，根据合金各组元成分，将不同类型的金属做成大小合适的棒状材料。
本实施例中，为了便于对铜坩埚6进行冷却，铜坩埚6具有冷却腔，冷却腔用于容纳冷却液。同样的，钨电极3外侧套设有冷却环，冷却环用于容纳冷却液。本实施例中，冷却系统1为水冷系统，冷却系统1用于为铜坩埚6及冷却环提供循环冷却液。
为了提高金属棒料4的利用率，并且避免金属棒料4熔化后滴落至坩埚外侧造成浪费，本实施例中金属棒料4安装于直线驱动装置上。通过直线驱动装置可调整金属棒料4的位置，随着金属棒料4前端的熔化将金属棒料4逐渐向前移动。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种交直流等离子弧重熔炉，其特征在于，包括：
炉体；
铜坩埚，所述铜坩埚位于所述炉体内；
钨电极，所述钨电极位于所述炉体内且位于所述铜坩埚上方，所述钨电极与所述铜坩埚分别用于与直流电源的阴极和阳极相连；
金属棒料，所述金属棒料位于所述铜坩埚与所述钨电极之间，所述金属棒料用于与交流电源相连；
冷却系统，所述冷却系统用于对所述钨电极和所述铜坩埚降温；
所述金属棒料安装于直线驱动装置上。
2.根据权利要求1所述的交直流等离子弧重熔炉，其特征在于，所述铜坩埚具有冷却腔，所述冷却腔用于容纳冷却液。
3.根据权利要求2所述的交直流等离子弧重熔炉，其特征在于，所述钨电极外侧套设有冷却环，所述冷却环用于容纳冷却液。
4.根据权利要求3所述的交直流等离子弧重熔炉，其特征在于，所述冷却系统为水冷系统，所述冷却系统用于为所述铜坩埚及所述冷却环提供循环冷却液。
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| CN202110255419.1A CN113005300B (zh) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | 一种交直流等离子弧重熔炉 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108796238A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-13 | 上海大学 | 一种静磁软接触搅拌复合等离子体电弧熔炼装置及方法 |
| CN111822729A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 炬炼金属张家港有限公司 | 一种等离子弧熔炼制备高氮钢粉末的装置及方法 |
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- 2021-03-09 CN CN202110255419.1A patent/CN113005300B/zh active Active
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