CN205933976U - 一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器 - Google Patents
一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，它包含铜筒体(1)，该铜筒体(1)整体为中空的圆柱形结构，其底部向外延伸出一圈与其同心的定位凸台(2)，所述铜筒体(1)的中部设置有一个与其同心的铜芯模(3)，该铜芯模(3)的底部向外延伸出一圈与其同心的定位板(4)，所述定位板(4)的底部设置有与其同心的铜地垫(5)，该铜地垫(5)与定位板(4)之间设置有第一隔离板(6)。本实用新型结构设计合理，操作方便，材料利用率提高了30％左右，成本大幅下降，能够实现稀有金属及其合金管材批量化、高效率、成材率高、低成本和生产周期短的生产需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及铸锭制备技术领域，具体涉及一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器。
背景技术
稀有金属及其合金产品如棒材、锻件、板材和管材广泛应用于航空航天飞行器、燃气涡轮机、火箭发动机、核反应堆、石油化工等重要的国防国民经济重要领域。随着装备大型化的要求，对大规格无缝管材的需求更加迫切，但无缝管材的生产难度和流程远大于其他产品，尤其是大规格的管材生产难度更大。受稀有金属材料的熔炼工艺复杂影响，国内稀有金属无缝管材生产工艺相对于黑色金属无缝管材生产工艺十分落后。目前，国内有些生产厂家采用板材卷制焊接或卷焊轧制的方法生产大规格管材，受焊缝影响仅仅只能满足低端市场的需求，要求较高的无缝对大规格管材国内需求只能依靠进口。
稀有金属及其合金材料一般采用真空或大气自耗电弧炉经过两次或三次熔炼得到铸锭，铸锭经热锻造、精锻成棒坯，棒坯经下料、扒皮、打孔、扩孔、包套、热挤压和除套等工艺流程制得管坯，其生产流程与黑色金属相比生产周期长、材料成材率低，尤其是空心棒坯的加工过程十分困难。目前，稀有金属及其合金管坯制备存在的主要技术问题有：(1)稀有金属及其合金材料的热加工变形温度范围窄，材料强度高，材料流动性差易开裂，热加工过程中烧损严重；(2)稀有金属及其合金棒材钻孔难度更大，受材料硬度、钻头冷却和排屑不畅等限制，钻头损耗快，钻头易折断引起棒坯报废，导致生产效率低，材料浪费大；(3)目前稀有金属及其合金管坯生产工艺只适合生产小规格管材，对大规格管材所需的管坯无法生产。由此可见，目前稀有金属及其合金管材加工工艺存在加工难度大，材料利用率低和产品规格小等缺点。因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述存在的问题。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。
为了解决背景技术中所存在的问题，它包含铜筒体1，该铜筒体1整体为中空的圆柱形结构，其底部向外延伸出一圈与其同心的定位凸台2，所述铜筒体1的中部设置有一个与其同心的铜芯模3，该铜芯模3的底部向外延伸出一圈与其同心的定位板4，所述定位板4的底部设置有与其同心的铜地垫5，该铜地垫5与定位板4之间设置有第一隔离板6，所述铜地垫5上顶面处固定有数个紧固螺栓7，该紧固螺栓7的端部穿过第一隔离板6与定位板4相连，所述的定位凸台2、定位板4和第一隔离板6之间通过数个定位卡箍8卡接固定，所述定位卡箍8的顶部与定位凸台2之间卡接配合，所述定位卡箍8的底部通过内六方螺栓9与第一隔离板6相连，所述内六方螺栓9的端部穿过第一隔离板6与铜地垫5旋接固定，所述铜芯模3的中部通过第二隔离板10分隔出进水通道和出水通道，所述进水通道的底部设置有进水口11，所述出水通道的底部设置有出水口12，所述铜筒体1的顶部通过法兰13与自耗电弧炉法兰连接，所述的法兰13与自耗电弧炉之间设置有一圈第一密封圈14，所述的定位凸台2与定位板4之间设置有一圈第二密封圈15，所述的定位板4和第一隔离板6之间设置有一圈第三密封圈16，所述的第二隔离板10的底部固定在固定座17的顶部，所述固定座17的底部固定在铜地垫5的底部圆心处。
所述的第一隔离板6由不锈钢材料加工制作而成。
所述的第二隔离板10由铜质材料加工制作而成。
由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：结构设计合理，操作方便，使用该结晶器制作空心铸锭能够大大的提高其生产效率，内孔机加效率大幅提高，劳动强度大幅降低，锭坯无报废，材料利用率提高了30％左右，成本大幅下降，能够实现稀有金属及其合金管材批量化、高效率、成材率高、低成本和生产周期短的生产需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参看图1，一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，它包含铜筒体1，该铜筒体1整体为中空的圆柱形结构，其底部向外延伸出一圈与其同心的定位凸台2，所述铜筒体1的中部设置有一个与其同心的铜芯模3，该铜芯模3的底部向外延伸出一圈与其同心的定位板4，所述定位板4的底部设置有与其同心的铜地垫5，该铜地垫5与定位板4之间设置有第一隔离板6，所述铜地垫5上顶面处固定有数个紧固螺栓7，该紧固螺栓7的端部穿过第一隔离板6与定位板4相连，所述的定位凸台2、定位板4和第一隔离板6之间通过数个定位卡箍8卡接固定，所述定位卡箍8的顶部与定位凸台2之间卡接配合，所述定位卡箍8的底部通过内六方螺栓9与第一隔离板6相连，所述内六方螺栓9的端部穿过第一隔离板6与铜地垫5旋接固定，所述铜芯模3的中部通过第二隔离板10分隔出进水通道和出水通道，所述进水通道的底部设置有进水口11，所述出水通道的底部设置有出水口12，所述铜筒体1的顶部通过法兰13与自耗电弧炉法兰连接，所述的法兰13与自耗电弧炉之间设置有一圈第一密封圈14，所述的定位凸台2与定位板4之间设置有一圈第二密封圈15，所述的定位板4和第一隔离板6之间设置有一圈第三密封圈16，所述的第二隔离板10的底部固定在固定座17的顶部，所述固定座17的底部固定在铜地垫5的底部圆心处。
所述的第一隔离板6由不锈钢材料加工制作而成。
所述的第二隔离板10由铜质材料加工制作而成。
实施例2
工业纯钛空心铸锭的制备方法规格：Φ440×100×Lmm
熔炼工艺：
1、熔炼用电极棒制作
原料选用满足GB/T 2524标准要求的一级海绵钛为原料，经筛选、混料、压制和真空等离子焊接后获得压制自耗电极，电极规格Φ90×2000mm，电极压制密度3.3g/cm3，单支电极重量90kg，共12支。
2、一次铸锭熔炼及铸锭焊接
将压制好的电极装入真空自耗炉熔炼炉内，选用直径130mm铜结晶器，熔炼后获得规格Φ130mm的一次铸锭12支。选用氩气保护钨极焊接或氩气保护等离子焊接将一次铸锭上下端对接，三支一次铸锭对焊成一支用于二次熔炼铸锭，共获得四只。
3、空心铸锭熔炼
将焊接好的一次铸锭固定在真空自耗炉炉头上，选用环形结晶器，铸锭离环形结晶器内壁和芯棒20mm左右，每根铸锭之间40mm左右距离，目的是避免熔炼过程中与铸锭环形结晶器、芯棒及铸锭之间不发生短路起弧，确保熔炼过程安全生产。
4、空心铸锭加工
将空心铸锭按照后续挤压工艺要求在锯床上下料，下料后在车床上机加内孔、外表面和端面，表面无冶金缺陷，确保表面光洁度≤6.4μm；对于较深缺陷可采用修磨的方式处理干净，但需做到与周围光滑过度。
5、检验和包装
测量空心铸锭规格、重量后，按照GB/T 8180钛及钛合金加工产品的包装标志运输和贮存要求包装入库贮存。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，其特征在于它包含铜筒体(1)，该铜筒体(1)整体为中空的圆柱形结构，其底部向外延伸出一圈与其同心的定位凸台(2)，所述铜筒体(1)的中部设置有一个与其同心的铜芯模(3)，该铜芯模(3)的底部向外延伸出一圈与其同心的定位板(4)，所述定位板(4)的底部设置有与其同心的铜地垫(5)，该铜地垫(5)与定位板(4)之间设置有第一隔离板(6)，所述铜地垫(5)上顶面处固定有数个紧固螺栓(7)，该紧固螺栓(7)的端部穿过第一隔离板(6)与定位板(4)相连，所述的定位凸台(2)、定位板(4)和第一隔离板(6)之间通过数个定位卡箍(8)卡接固定，所述定位卡箍(8)的顶部与定位凸台(2)之间卡接配合，所述定位卡箍(8)的底部通过内六方螺栓(9)与第一隔离板(6)相连，所述内六方螺栓(9)的端部穿过第一隔离板(6)与铜地垫(5)旋接固定，所述铜芯模(3)的中部通过第二隔离板(10)分隔出进水通道和出水通道，所述进水通道的底部设置有进水口(11)，所述出水通道的底部设置有出水口(12)，所述铜筒体(1)的顶部通过法兰(13)与自耗电弧炉法兰连接，所述的法兰(13)与自耗电弧炉之间设置有一圈第一密封圈(14)，所述的定位凸台(2)与定位板(4)之间设置有一圈第二密封圈(15)，所述的定位板(4)和第一隔离板(6)之间设置有一圈第三密封圈(16)，所述的第二隔离板(10)的底部固定在固定座(17)的顶部，所述固定座(17)的底部固定在铜地垫(5)的底部圆心处。
2.根据权利要求1所述的一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，其特征在于所述的第一隔离板(6)由不锈钢材料加工制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种真空或非真空自耗电弧炉熔炼用环形结晶器，其特征在于所述的第二隔离板(10)由铜质材料加工制作而成。
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