CN114623687B - 一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置，包括真空熔炼室，真空更换室和真空系统，所述真空更换室位于真空熔炼室上方，所述真空熔炼室和真空更换室之间设置有真空腔室隔离阀，所述真空系统连接真空熔炼室和真空更换室；所述真空更换室顶部设有水冷长杆，所述水冷长杆与真空更换室顶部通过动密封连接，所述水冷长杆的底端连接三角吸爪，所述水冷长杆的顶端通过管道隔离阀和软管与惰性气站相连。本装置以及使用方法能在真空熔炼中，使得熔池表面漂浮的浮渣，杂质，异物在惰性气体保护的情况下，使用真空吸附后冷却附着进而清除的原理，提高高温合金熔炼熔池的纯净度，减少合金铸锭中的冶金质量缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及冶金熔炼技术领域，具体涉及一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置和方法。
背景技术
高温合金或高强钢产品主要应用于航空发动机、燃气轮机等重要领域，其生产工艺中的真空感应熔炼是极其关键、重要的工艺环节。然而在真空感应熔炼中由于真空和高温环境的特殊性，熔炼中熔池表面浮渣很难去除，现有的手段只是在熔炼后浇铸的过程中阻止或者过滤浮渣，很难保证浮渣过滤和去除的有效性和可靠性。进入熔池中的浮渣可能会随着浇铸进入铸锭中进而产生冶金夹杂、偏析、裂纹等冶金缺陷和质量问题，导致产品成品率大大的降低。如何提升钢液熔池的纯净度，以及如何防止浮渣进入到铸锭中是真空感应熔炼追求的主要质量目标之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置和方法，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置，包括真空熔炼室，真空更换室和真空系统，所述真空更换室位于真空熔炼室上方，所述真空熔炼室和真空更换室之间设置有真空腔室隔离阀，所述真空系统连接真空熔炼室和真空更换室；
所述真空更换室顶部设有水冷长杆，所述水冷长杆与真空更换室顶部通过动密封连接，所述水冷长杆的底端连接三角吸爪，所述水冷长杆的顶端通过管道隔离阀和软管与惰性气站相连。
优选地，所述惰性气站与真空熔炼室之间设置有气体隔离阀和压力隔离阀，所述真空熔炼室上安装有压力计，所述压力计信号连接压力隔离阀。
优选地，所述真空熔炼室上设置有观察窗口，所述真空更换室上安装有压力计Ⅰ，所述真空更换室的侧面开有操作门。
优选地，所述水冷长杆为双层空心长杆，双层中间通有冷却水，空心内腔用作气体管道，所述气体管道通过管道隔离阀和软管与惰性气站相连。
一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的方法，具体包括以下内容：
(1)将水冷长杆顶部连接外部升降机构，通过观察窗口观察真空熔炼室内部浮渣分布的直径范围，选择直径相近可覆盖的三角吸爪；
(2)打开真空更换室的操作门将合适规格的三角吸爪安装在水冷长杆的末端；
(3)关闭真空更换室的操作门，并对腔室进行抽空至合适的真空度，接近真空熔炼室的真空度；
(4)打开真空腔室隔离阀，操作外部升降机构带动水冷长杆和末端的三角吸爪向下移动至靠近真空熔炼室的熔池的表面；
(5)打开气体隔离阀，连通惰性气站，准备充入合适的惰性气体，其中高温合金溶液选择氩气高强钢溶液选择氮气作为惰性气体；
(6)根据压力计测量连通后真空熔炼室腔体的压力与预先设置的微正压(0.1-0.3bar)的条件，压力隔离阀自动选择打开或者关闭；
(7)打开惰性气站开始进行自动的抽气、净化过滤、压缩、存储等一系列自动化过程；待腔体充惰性气体至微正压(0.1-0.3bar)后，打开管道隔离阀对连通后的真空腔室进行抽气；
(8)从观察窗口处观察末端三角吸爪的位置并进行微调，使得靠近熔池表面的浮渣进行吸附；
(9)浮渣杂质在三角吸爪的末端真空吸力的作用下被吸附在表面，进而由于水冷长杆的冷却效果形成的温度差，浮渣会迅速被冷却后黏着在三角吸爪末端；
(10)待完成至少2个浮渣吸附黏着固定后即可操作外部升降机构带着水冷长杆和三角吸爪上升至真空更换室；
(11)关闭真空腔室隔离阀，将真空更换室进行抽空(至真空度约为1000±20pa)后破空，打开真空更换室的操作门进行更换操作；
(12)继续更换新的三角吸爪进行清理操作，并清理已经卸下的三角吸爪和浮渣待下一操作循环进行使用；
(13)更换安装好合适规格的三角吸爪至水冷长杆的末端后关闭操作门，并进行抽空(至真空度约为100±10pa)后充气至真空熔炼室相近压力的惰性气体；
(14)打开真空腔室隔离阀，操作外部升降机构带动水冷长杆下降，开始下一工作循环如此操作直至浮渣被清理干净；
(15)熔池浮渣清理完成。
本发明的技术效果和优点：本装置以及使用方法能在真空熔炼中，使得熔池表面漂浮的浮渣，杂质，异物在惰性气体保护的情况下，使用真空吸附后冷却附着进而清除的原理，提高高温合金熔炼熔池的纯净度，减少合金铸锭中的冶金质量缺陷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-真空系统，2-管道隔离阀，3-动密封，4-水冷长杆，5-真空更换室，6-观察窗口，7-真空腔室隔离阀，8-惰性气站，9-气体隔离阀，10-压力隔离阀，11-压力计，12-熔池，13-三角吸爪，14-真空熔炼室，15-浮渣，16-压力计Ⅰ。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
实施例
如图1所示的一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置，包括真空熔炼室14，真空更换室5和真空系统1，所述真空更换室5位于真空熔炼室14上方，所述真空熔炼室14和真空更换室5之间设置有真空腔室隔离阀7，所述真空系统1连接真空熔炼室14和真空更换室5；
所述真空更换室5顶部设有水冷长杆4，所述水冷长杆4与真空更换室5顶部通过动密封3连接，所述水冷长杆4的底端连接三角吸爪13，所述水冷长杆4为双层空心长杆，双层中间通有冷却水，空心内腔用作气体管道，所述气体管道通过管道隔离阀2和软管与惰性气站8相连；
所述惰性气站8与真空熔炼室14之间设置有气体隔离阀9和压力隔离阀10，所述真空熔炼室14上安装有压力计11，所述压力计11信号连接压力隔离阀10，所述真空熔炼室14上设置有观察窗口6，所述真空更换室5上安装有压力计Ⅰ16，所述真空更换室5的侧面开有操作门。
一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的方法，具体包括以下内容：
(1)将水冷长杆4顶部连接外部升降机构，通过观察窗口6观察真空熔炼室14内部浮渣15分布的直径范围，选择直径相近可覆盖的三角吸爪13；
(2)打开真空更换室5的操作门将合适规格的三角吸爪13安装在水冷长杆4的末端；
(3)关闭真空更换室5的操作门，并对腔室进行抽空至合适的真空度，接近真空熔炼室14的真空度；
(4)打开真空腔室隔离阀7，操作外部升降机构带动水冷长杆4和末端的三角吸爪13向下移动至靠近真空熔炼室14的熔池12的表面；
(5)打开气体隔离阀9，连通惰性气站8，准备充入合适的惰性气体，其中高温合金溶液选择氩气高强钢溶液选择氮气作为惰性气体；
(6)根据压力计11测量连通后真空熔炼室14腔体的压力与预先设置的微正压(0.1-0.3bar)的条件，压力隔离阀10自动选择打开或者关闭；
(7)打开惰性气站8开始进行自动的抽气、净化过滤、压缩、存储等一系列自动化过程；待腔体充惰性气体至微正压(0.1-0.3bar)后，打开管道隔离阀2对连通后的真空腔室进行抽气；
(8)从观察窗口6处观察末端三角吸爪13的位置并进行微调，使得靠近熔池12表面的浮渣15进行吸附；
(9)浮渣15杂质在三角吸爪13的末端真空吸力的作用下被吸附在表面，进而由于水冷长杆4的冷却效果形成的温度差，浮渣15会迅速被冷却后黏着在三角吸爪13末端；
(10)待完成至少2个浮渣吸附黏着固定后即可操作外部升降机构带着水冷长杆和三角吸爪上升至真空更换室；
(11)关闭真空腔室隔离阀7，将真空更换室5进行抽空(至真空度约为1000±20pa)后破空，打开真空更换室5的操作门进行更换操作；
(12)继续更换新的三角吸爪13进行清理操作，并清理已经卸下的三角吸爪13和浮渣15待下一操作循环进行使用；
(13)更换安装好合适规格的三角吸爪13至水冷长杆4的末端后关闭操作门，并进行抽空(至真空度约为100±10pa)后充气至真空熔炼室14相近压力的惰性气体；
(14)打开真空腔室隔离阀7，操作外部升降机构带动水冷长杆4下降，开始下一工作循环如此操作直至浮渣15被清理干净；
(15)熔池12浮渣15清理完成。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置，包括真空熔炼室，真空更换室和真空系统，其特征在于：所述真空更换室位于真空熔炼室上方，所述真空熔炼室和真空更换室之间设置有真空腔室隔离阀，所述真空系统连接真空熔炼室和真空更换室；
所述真空更换室顶部设有水冷长杆，所述水冷长杆与真空更换室顶部通过动密封连接，所述水冷长杆的底端连接三角吸爪，所述水冷长杆的顶端通过管道隔离阀和软管与惰性气站相连；所述惰性气站与真空熔炼室之间设置有气体隔离阀和压力隔离阀，所述真空熔炼室上安装有压力计，所述压力计信号连接压力隔离阀；
所述真空熔炼室上设置有观察窗口，所述真空更换室上安装有压力计Ⅰ，所述真空更换室的侧面开有操作门；
所述水冷长杆为双层空心长杆，双层中间通有冷却水，空心内腔用作气体管道，所述气体管道通过管道隔离阀和软管与惰性气站相连。
2.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼中去除熔池浮渣的装置的去除熔池浮渣的方法，其特征在于：具体包括以下内容：
(1)将水冷长杆顶部连接外部升降机构，通过观察窗口观察真空熔炼室内部浮渣分布的直径范围，选择直径相近可覆盖的三角吸爪；
(2)打开真空更换室的操作门将合适规格的三角吸爪安装在水冷长杆的末端；
(3)关闭真空更换室的操作门，并对腔室进行抽空至合适的真空度，接近真空熔炼室的真空度；
(4)打开真空腔室隔离阀，操作外部升降机构带动水冷长杆和末端的三角吸爪向下移动至靠近真空熔炼室的熔池的表面；
(5)打开气体隔离阀，连通惰性气站，准备充入合适的惰性气体，其中高温合金溶液选择氩气高强钢溶液选择氮气作为惰性气体；
(6)根据压力计测量连通后真空熔炼室腔体的压力与预先设置的微正压(0.1-0.3bar)的条件，压力隔离阀自动选择打开或者关闭；
(7)打开惰性气站开始进行自动的抽气、净化过滤、压缩、存储等一系列自动化过程；待腔体充惰性气体至微正压(0.1-0.3bar)后，打开管道隔离阀对连通后的真空腔室进行抽气；
(8)从观察窗口处观察末端三角吸爪的位置并进行微调，使得靠近熔池表面的浮渣进行吸附；
(9)浮渣杂质在三角吸爪的末端真空吸力的作用下被吸附在表面，进而由于水冷长杆的冷却效果形成的温度差，浮渣会迅速被冷却后黏着在三角吸爪末端；
(10)待完成至少 2 个浮渣吸附黏着固定后即可操作外部升降机构带着水冷长杆和三角吸爪上升至真空更换室；
(11)关闭真空腔室隔离阀，将真空更换室进行抽空(至真空度约为 1000±20pa)后破空，打开真空更换室的操作门进行更换操作；
(12)继续更换新的三角吸爪进行清理操作，并清理已经卸下的三角吸爪和浮渣待下一操作循环进行使用；
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(14)打开真空腔室隔离阀，操作外部升降机构带动水冷长杆下降，开始下一工作循环如此操作直至浮渣被清理干净；
(15)熔池浮渣清理完成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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