CN209669319U - 可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置 - Google Patents
可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置 Download PDFInfo
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Abstract
提供一种可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，在基台外侧设有多个基坑，炉壳设于地平面上，地平面上设有用于支撑支撑架并带动支撑架旋转的旋转驱动装置，炉壳与设于支撑架上的升降滑动装置连接且升降滑动装置驱动炉壳沿支撑架上下升降，旋转驱动装置和升降滑动装置均与电气控制系统中的控制器连接。本实用新型在升降机构驱动自耗电极上下升降的基础上，通过在支撑架上设置用于驱动炉壳沿支撑架高度方向上下移动的升降滑动装置，实现熔炼钛锭所需的整根自耗电极在炉壳内的开炉固定与固定后的闭炉熔炼，降低了熔炼次数，提高了钛锭熔炼效率，坩埚下置式结构，可有效降低支撑架以及炉壳的高度，提高炉壳在升降以及支撑架在旋转过程中的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于钛及钛合金熔炼设备技术领域，具体涉及一种可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置。
背景技术
真空自耗熔炼设备通常包括真空自耗电机电弧炉以及相关的冷却机构、抽真空机组等，是在真空环境中利用电弧作为热源熔炼金属的一种熔炼设备，主要用于熔炼难熔金属以及稀有金属，尤其是在钛及钛合金熔炼领域中应用非常广泛。现有真空自耗炉在制备钛锭时，由于电极块焊接成的整根自耗电极较高，无法一次放入现有的真空自耗炉内进行熔炼，需分段分次进行熔炼(即焊接成两根自耗电极，分两遍入炉熔炼)，熔炼后将形成的两根一次钛锭首尾焊接后入炉进行第三遍熔炼，整个过程需要三炉次才能完成，熔炼次数多，效率低下，而且，前两遍熔炼后形成的锭电极首尾焊接后入炉熔炼，焊接处在熔融过程中存在质量安全隐患，即焊接处极易产生裂缝，导致未熔化部分掉入坩埚内，影响成品钛锭的质量，而现有真空自耗炉不具备一次熔炼焊接为整根自耗电极的能力，针对上述问题，有必要进行改进。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题：提供一种可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，在升降机构驱动自耗电极上下升降的基础上，通过在支撑架上设置用于驱动炉壳沿支撑架高度方向上下移动的升降滑动装置，实现熔炼钛锭所需的整根自耗电极在炉壳内的开炉固定与固定后的闭炉熔炼，降低了熔炼次数，提高了钛锭熔炼效率，将坩埚设计为下置式结构，可有效降低支撑架以及炉壳的高度，提高炉壳在升降以及支撑架在旋转过程中的稳定性。
本实用新型采用的技术方案：可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，包括基台、基坑、冷却水系统、充氩系统、电气控制系统、炉壳、电极杆、升降机构、自耗电极、坩埚和炉室，所述基坑位于基台外侧且两者为一体式结构，所述冷却水系统、充氩系统和电气控制系统均设于基台台面上且基台下方的真空机组通过真空管道与炉壳内腔和基坑上方的地平面形成的真空炉室连通，所述坩埚外围的炉室内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通，所述充氩系统通过管道与坩埚连通，供电电源的正极和负极通过水冷电缆分别与坩埚和电极杆连接，所述冷却水系统、充氩系统、升降机构和真空机组均与电气控制系统中的控制器连接，所述基台外侧设有多个基坑，且炉壳设于地平面上，所述炉室包括通过炉室固定框架固定于炉壳下端内部的上炉室和下端纳入基坑内而上端固定于地平面的下炉室，所述炉壳顶部的升降机构与炉壳内部的电极杆上端固连，所述电极杆与设于炉室固定框架顶部的动密封适配连接，下端纳入上炉室内的电极杆通过辅助电极与自耗电极上端固连，所述坩埚下端插入下炉室内部且坩埚上沿搭置于下炉室上端面，所述地平面上设有用于支撑支撑架并带动支撑架旋转的旋转驱动装置，所述炉壳与设于支撑架上的升降滑动装置连接且升降滑动装置驱动炉壳沿支撑架上下升降，所述旋转驱动装置和升降滑动装置均与电气控制系统中的控制器连接。
其中，所述旋转驱动装置包括旋转盘、减速电机和导轮，所述支撑架一侧下端部与设于地平面上的旋转盘固连且支撑架另一侧下端部与支架上端固定连接，所述导轮通过短轴转动安装于支架上，所述减速电机固定于支架侧壁上且减速电机输出轴与短轴固定连接，并通过减速电机驱动导轮沿地平面上的弧形轨道移动后实现支撑架以旋转盘为中心的旋转。
进一步地，所述支撑架两内侧均设有升降滑动装置且升降滑动装置包括液压伸缩缸、导轨和滑块，所述液压伸缩缸安装于支撑架中部的横撑上且位于液压伸缩缸两侧的支撑架内侧壁上均固定有滑块，所述滑块与固连于炉壳外侧壁上对应位置处的导轨适配连接，所述液压伸缩缸驱动炉壳沿支撑架高度方向上下移动，且炉壳的上移高度通过设于支撑架上的限位开关进行限制。
进一步地，所述炉室固定框架顶部设有用于监视自耗电极熔融状态的摄像系统且摄像系统与电气控制系统中的控制器连接。
进一步地，所述基坑与设于地面以下并与外界连通的泄爆通道连通。
进一步地，所述真空机组的排气管道上设有用于过滤真空炉室内抽出烟气的烟气过滤器，所述下炉室内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通。
本实用新型与现有技术相比的优点：
1、本技术方案在升降机构驱动自耗电极上下升降的基础上，通过在支撑架上设置用于驱动炉壳沿支撑架高度方向上下移动的升降滑动装置，实现熔炼钛锭所需的整根自耗电极在炉壳内的开炉固定与固定后的闭炉熔炼，降低了熔炼次数，提高了钛锭熔炼效率，便于冷却钛锭的取出；
2、本技术方案将坩埚设计为下置式结构，可有效降低支撑架以及炉壳的高度，提高炉壳在升降以及支撑架在旋转过程中的稳定性；
3、本技术方案通过在支撑架下端设置旋转驱动装置，由旋转驱动装置中的减速电机驱动导轮沿地平面上的弧形轨道移动后，实现支撑架以旋转驱动装置中的旋转盘为中心的旋转，便于冷却钛锭的取出；
4、本技术方案通过增大上炉室、下炉室和坩埚的高度以及电极杆的长度，并在升降机构以及升降滑动装置的基础上，使真空自耗炉装置具备熔炼钛锭所需多个电极块焊接而成的整根自耗电极入炉熔炼的高度条件，从而消除了两根一次钛锭首尾焊接后入炉熔炼的质量安全隐患，提高了成品钛锭的质量。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本实用新型炉壳上升后的结构示意图；
图4为图1中Ⅰ处局部放大示意图；
图5为图2中Ⅱ处局部放大时候意图。
具体实施方式
下面结合附图1-5描述本实用新型的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，包括基台1、基坑2、冷却水系统、充氩系统3、电气控制系统4、炉壳5、电极杆6、升降机构7、自耗电极、坩埚9和炉室11，所述基坑2位于基台1外侧且两者为一体式结构，所述冷却水系统、充氩系统3和电气控制系统4均设于基台1台面上且基台1下方的真空机组8通过真空管道与炉壳5内腔和基坑2上方的地平面15形成的真空炉室17连通，所述坩埚9外围的炉室11内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通，所述充氩系统3通过管道与坩埚9连通，供电电源19的正极和负极通过水冷电缆分别与坩埚9和电极杆6连接，所述冷却水系统、充氩系统3、升降机构7和真空机组8均与电气控制系统4中的控制器连接，所述基台1外侧设有两个基坑2，且炉壳5设于地平面15上，所述炉室11包括通过炉室固定框架18固定于炉壳5下端内部的上炉室111和下端纳入基坑2内而上端固定于地平面15的下炉室112，所述炉壳5顶部的升降机构7与炉壳5内部的电极杆6上端固连，所述电极杆6与设于炉室固定框架18顶部的动密封适配连接，下端纳入上炉室111内的电极杆6通过辅助电极10与自耗电极上端固连，所述坩埚9下端插入下炉室112内部且坩埚9上沿搭置于下炉室112上端面，所述地平面15上设有用于支撑支撑架12并带动支撑架12旋转的旋转驱动装置13，所述炉壳5与设于支撑架12上的升降滑动装置14连接且升降滑动装置14驱动炉壳5沿支撑架12上下升降，所述旋转驱动装置13和升降滑动装置14均与电气控制系统4中的控制器连接，上述结构中，升降机构7为现有结构，在此不做赘述；
具体的，所述旋转驱动装置13包括旋转盘131、减速电机132和导轮133，所述支撑架12一侧下端部与设于地平面15上的旋转盘131固连且支撑架12另一侧下端部与支架134上端固定连接，所述导轮133通过短轴转动安装于支架134上，所述减速电机132固定于支架134侧壁上且减速电机132输出轴与短轴固定连接，并通过减速电机132驱动导轮133沿地平面15上的弧形轨道135移动后实现支撑架12以旋转盘131为中心的旋转；具体的，所述支撑架12两内侧均设有升降滑动装置14且升降滑动装置14包括液压伸缩缸141、导轨142和滑块143，所述液压伸缩缸141安装于支撑架12中部的横撑上且位于液压伸缩缸141两侧的支撑架12内侧壁上均固定有滑块143，所述滑块143与固连于炉壳5外侧壁上对应位置处的导轨142适配连接，所述液压伸缩缸141驱动炉壳5沿支撑架12高度方向上下移动，从而使上炉室111下端面与坩埚9上端面(即导电面)接触或分离，炉壳5的上移高度通过设于支撑架12上的限位开关进行限制；具体的，所述炉室固定框架18顶部设有用于监视自耗电极熔融状态的摄像系统且摄像系统与电气控制系统4中的控制器连接；具体的，所述基坑2与设于地面以下并与外界连通的泄爆通道16连通；具体的，所述真空机组8的排气管道上设有用于过滤真空炉室17内抽出烟气的烟气过滤器，由烟气过滤器对从真空炉室17抽出的烟气进行过滤，使其满足排放标准，所述下炉室112内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通，提高真空自耗炉的安全性能。
本实施例中，基台1外侧设有两个基坑2，基坑2上方的地平面15上设有与支撑架12通过升降滑动装置14连接连接的炉壳5，坩埚9设于上端固定于地平面15上的下炉室112内，在工作时，两个熔炼工位(即两个真空自耗炉)可同时工作或交替工作，供电电源19通过水冷电缆对两个真空自耗炉中的坩埚9和电极杆6供电，可通过与电气控制系统4中的控制器连接的控制开关进行控制；
钛锭在真空环境下熔炼时，现有的工艺过程为：将多个电极块两次焊接而成的两根自耗电极单独分开在真空自耗炉内各熔炼一遍(即两个炉次)，形成两根锭电极，然后将形成的两根锭电极在炉内首尾焊接后进行第二遍熔炼，形成钛锭，整个过程需要三个炉次才能熔炼出一根钛锭，采用上述工艺，熔炼次数多，效率低，且第二遍熔炼时中间需要焊接一次，而焊接处在熔炼过程中存在质量安全隐患，对有些高端合金，就需要熔炼第三遍来避免这个质量隐患；而本结构中，增大了上炉室111、下炉室112和坩埚9的高度以及电极杆6的长度，上炉室111的高度不超过3190mm，下炉室112的高度不超过3495mm，坩埚9的高度不超过3350mm，电极杆6的长度不超过4456mm，采用本结构在真空环境下熔炼同等重量的钛锭时，所需的多个高组织密度电极块一次焊接而成的整根自耗电极，较现有电极块焊接而成的两根自耗电极的总长度减小，采用本真空自耗炉装置，一次焊接而成的整根自耗电极可直接入炉熔炼，在第二遍倒置熔炼后形成钛锭，整个过程需要两个炉次即可完成，降低了熔炼次数，提高了钛锭制备的效率，而且消除了中间焊接过程所产生的质量安全隐患。
本技术方案在升降机构7驱动自耗电极上下升降的基础上，通过在支撑架12上设置用于驱动炉壳5沿支撑架12高度方向上下移动的升降滑动装置14，实现熔炼钛锭所需的整根自耗电极在炉壳5内的开炉固定与固定后的闭炉熔炼，降低了熔炼次数，提高了钛锭熔炼效率，而且便于冷却钛锭的取出，将坩埚9设计为下置式结构，可有效降低支撑架12以及炉壳5的高度，提高炉壳5在升降以及支撑架12在旋转过程中的稳定性，通过在支撑架12下端设置旋转驱动装置13，由旋转驱动装置13中的减速电机132驱动导轮133沿地平面上的弧形轨道135移动后，实现支撑架12以旋转驱动装置13中的旋转盘131为中心的旋转，便于冷却钛锭的取出，通过增大上炉室111、下炉室112和坩埚9的高度以及电极杆6的长度，并在升降机构7以及升降滑动装置14的基础上，使真空自耗炉装置具备熔炼钛锭所需的多个电极块一次焊接而成的整根自耗电极入炉熔炼的高度条件，传统工艺下第二遍熔炼时焊接处存在的质量安全隐患，提高了成品钛锭的质量。
Claims (6)
1.可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，包括基台(1)、基坑(2)、冷却水系统、充氩系统(3)、电气控制系统(4)、炉壳(5)、电极杆(6)、升降机构(7)、自耗电极、坩埚(9)和炉室(11)，所述基坑(2)位于基台(1)外侧且两者为一体式结构，所述冷却水系统、充氩系统(3)和电气控制系统(4)均设于基台(1)台面上且基台(1)下方的真空机组(8)通过真空管道与炉壳(5)内腔和基坑(2)上方的地平面(15)形成的真空炉室(17)连通，所述坩埚(9)外围的炉室(11)内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通，所述充氩系统(3)通过管道与坩埚(9)连通，供电电源(19)的正极和负极通过水冷电缆分别与坩埚(9)和电极杆(6)连接，所述冷却水系统、充氩系统(3)、升降机构(7)和真空机组(8)均与电气控制系统(4)中的控制器连接，其特征在于：所述基台(1)外侧设有多个基坑(2)，且炉壳(5)设于地平面(15)上，所述炉室(11)包括通过炉室固定框架(18)固定于炉壳(5)下端内部的上炉室(111)和下端纳入基坑(2)内而上端固定于地平面(15)的下炉室(112)，所述炉壳(5)顶部的升降机构(7)与炉壳(5)内部的电极杆(6)上端固连，所述电极杆(6)与设于炉室固定框架(18)顶部的动密封适配连接，下端纳入上炉室(111)内的电极杆(6)通过辅助电极(10)与自耗电极上端固连，所述坩埚(9)下端插入下炉室(112)内部且坩埚(9)上沿搭置于下炉室(112)上端面，所述地平面(15)上设有用于支撑支撑架(12)并带动支撑架(12)旋转的旋转驱动装置(13)，所述炉壳(5)与设于支撑架(12)上的升降滑动装置(14)连接且升降滑动装置(14)驱动炉壳(5)沿支撑架(12)上下升降，所述旋转驱动装置(13)和升降滑动装置(14)均与电气控制系统(4)中的控制器连接。
2.根据权利要求1所述的可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，其特征在于：所述旋转驱动装置(13)包括旋转盘(131)、减速电机(132)和导轮(133)，所述支撑架(12)一侧下端部与设于地平面(15)上的旋转盘(131)固连且支撑架(12)另一侧下端部与支架(134)上端固定连接，所述导轮(133)通过短轴转动安装于支架(134)上，所述减速电机(132)固定于支架(134)侧壁上且减速电机(132)输出轴与短轴固定连接，并通过减速电机(132)驱动导轮(133)沿地平面(15)上的弧形轨道(135)移动后实现支撑架(12)以旋转盘(131)为中心的旋转。
3.根据权利要求1所述的可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，其特征在于：所述支撑架(12)两内侧均设有升降滑动装置(14)且升降滑动装置(14)包括液压伸缩缸(141)、导轨(142)和滑块(143)，所述液压伸缩缸(141)安装于支撑架(12)中部的横撑上且位于液压伸缩缸(141)两侧的支撑架(12)内侧壁上均固定有滑块(143)，所述滑块(143)与固连于炉壳(5)外侧壁上对应位置处的导轨(142)适配连接，所述液压伸缩缸(141)驱动炉壳(5)沿支撑架(12)高度方向上下移动，且炉壳(5)的上移高度通过设于支撑架(12)上的限位开关进行限制。
4.根据权利要求1或2或3所述的可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，其特征在于：所述炉室固定框架(18)顶部设有用于监视自耗电极熔融状态的摄像系统且摄像系统与电气控制系统(4)中的控制器连接。
5.根据权利要求4所述的可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，其特征在于：所述基坑(2)与设于地面以下并与外界连通的泄爆通道(16)连通。
6.根据权利要求5所述的可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置，其特征在于：所述真空机组(8)的排气管道上设有用于过滤真空炉室(17)内抽出烟气的烟气过滤器，所述下炉室(112)内设有冷却通道且冷却水系统通过冷却水管道与冷却通道连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920340828.XU CN209669319U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201920340828.XU CN209669319U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209669319U true CN209669319U (zh) | 2019-11-22 |
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ID=68571898
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| CN201920340828.XU Active CN209669319U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 可降低熔炼炉次的高效真空自耗炉装置 |
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| CN (1) | CN209669319U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112941334A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-06-11 | 西安聚能装备技术有限公司 | 一种真空自耗电弧炉用熔化站安全装置 |
| RU207854U1 (ru) * | 2021-03-24 | 2021-11-22 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Вакуумная дуговая гарнисажная печь |
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2019
- 2019-03-18 CN CN201920340828.XU patent/CN209669319U/zh active Active
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| RU207854U1 (ru) * | 2021-03-24 | 2021-11-22 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Вакуумная дуговая гарнисажная печь |
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