[實用新型]一種真空自耗電弧爐

有效

• 申請號: 201120264901.3
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN202216513U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 于立平;李少華;魏貴新;武建文;寧皓妍
• 申請（專利權）人: 國核寶鈦鋯業股份公司;寶雞稀有金屬裝備設計研制所
• 主分類號: F27B3/08
• 分類號: F27B3/08;F27B3/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

技術領域

本發明涉及一種真空自耗電弧爐設備領域。

背景技術

鋯、鈦等稀有金屬主要應用在核電、航空、航天等先進領域，該類金屬因在地殼中含量少或分布稀散，采礦、冶煉因難等原因，被歸于稀有金屬。由于稀有金屬材料的價格較高，一般在40-200萬元/噸。隨著近些年人類對稀有金屬的進一步認識，其應用領域和需求量在世界范圍內迅速增加，其也成了“朝陽”金屬，尤其在我國，近幾年國家大力發展核電站，使鋯金屬材料加工成為國家投資支持的重點，鈦材也成為國內投資的熱門，僅在5年內其加工產能就提高了10多倍。但是鋯、鈦等稀有金屬也屬于一種難加工金屬，加工工序長、變形較困難，加工過程中產生的殘料約占總投料量的50％-70％，因此生產過程中會產生大量廢殘料，如何能有效利用廢殘料成為可使用的返回料，達到節約資源、降低成本的目的，這一直以來是行業內大家公認的難題，世界各個企業都將稀有金屬的廢殘料的綜合回收技術等同與合金配方一樣進行重視和保密。

由于鋯、鈦稀有金屬是活性金屬，用于回收利用鋯、鈦稀有金屬的常規設備一般為真空自耗電弧爐，該爐子雖然是理想的熔煉高質量產品的設備，但需要制備較大且外形規則的鋯、鈦等稀有金屬或其合金的自耗電極。而在生產中產生的廢殘料外形大小各異、種類不同，給制備規則自耗電極造成異常大的困難，限制了廢殘料的回收利用率。

目前美國采用的稀有金屬回收電極增重方法是將能制備自耗電極的屑狀原料等制備成電極，難以制備電極的原料(一般指不規則塊料或直徑超過30厘米的大直徑塊料等)直接放入真空自耗電弧爐內，采用熔煉的金屬液包裹塊料進行回收鑄錠，回收的鑄錠可作自耗電極用于后期生產，即為回收電極，以此方法達到鋯、鈦等稀有金屬的回收電極增重，其使用的設備為常規的真空自耗電弧爐，但是上述操作過程復雜，生產周期長、生產效率低下、生產成本高、回收電極的鑄錠質量相對較差。其生產一個7噸重的鈦或其合金的回收電極約需1.5天時間，需要重復操作十多次，每次的工藝步驟為：加入殘料--封爐--抽空--熔煉--冷卻--充氬--拆爐--加入殘料--封爐--抽空--熔煉--冷卻--充氬--拆爐，其中加入殘料--封爐--抽空--熔煉--冷卻--充氬--拆爐需重復進行十余次，該方法雖然基本能較全面的回收殘料，但操作異常麻煩，生產率低下，又每次需要充入大量氬氣，生產成本很高，同時又由于反復拆爐，給鑄錠帶來大氣的污染和外來物污染的可能。

日本現使用的技術主要是將不易制備成自耗電極的大塊殘廢料(直徑大于30mm)放入價格高的稀有金屬原材料(塑性好)中間進行包裹后壓制成自耗電極，同時，改造了設備，使設備能夠自動加入直徑小于30mm的殘料，該方法雖然能回收大部分殘料，相對生產效率較高，鑄錠質量較好，但使用了較多的原材料，生產不了100％的殘料回收鑄錠。

由于上述現行制造工藝及其設備在稀有金屬回收電極增重上存在使用受限、成本較高、殘廢料使用率低、回收電極的鑄錠質量差等諸多問題，無法滿足目前對稀有金屬回收電極增重，從而避免浪費、有效提高殘廢料利用率、降低生產成本、擴大殘廢料回收利用范圍的使用要求及需求。

發明內容

本發明所要解決的是提供一種真空自耗電弧爐，通過回收電極增重方法來有效解決大直徑(直徑大于30mm)及不規則鈦、鋯等稀有金屬及合金殘廢料的回收利用，并能100％的將殘廢料進行綜合利用，生產效率高、生產成本低、回收產品質量高。

本發明為解決上述技術問題，采用的技術方案是：

本實用新型是一種設有連續進料裝置的真空自耗電弧爐，使得直空自耗電弧爐與連續進料裝置成為一體，連續進料裝置由加料倉、送料通道、旋轉機構三部分構成，其中加料倉包括靜盤、轉盤、料筒；旋轉機構由齒輪箱、減速箱、油缸及電源組成；真空自耗電弧爐通過送料通道與加料倉相連通，旋轉機構與轉盤相連接，在轉盤同一圓周上均布設置一定數量的料筒，轉盤正下方設置靜盤，靜盤上在與料筒處于同一圓周上設有一個靜盤出口。

其中轉盤上設置的料筒為6至15個；加料倉的頂部設有倉蓋，倉蓋與加料倉之間系活動連接，倉蓋與加料倉之間設有密封環；真空自耗電弧爐通過送料通道與加料倉相連通是通過將送料通道的一端伸入真空自耗電弧爐內，另一端焊接在靜盤出口的方式實現的，料筒內的添加料經靜盤出口通過送料通道進入真空自耗電弧爐落入坩堝內。

加料倉、送料通道通過密封環等密封裝置與外界隔絕，在回收電極增重過程中真空自耗電弧爐抽真空時，與真空自耗電弧爐相連通的加料倉一并完成抽真空，使得真空自耗電弧爐和加料倉內保持真空狀態。