[實用新型]一種真空自耗爐芯軸結構

有效

• 申請號: 201520387697.2
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN204661802U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 吳建軍;董寶渝;秦洪偉
• 申請（專利權）人: 重慶鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22B9/21
• 分類號: C22B9/21
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本實用新型涉及真空爐冶金工業領域的真空自耗爐，尤其涉及一種真空自耗爐芯軸結構。

背景技術

真空自耗電極電弧爐簡稱真空自耗爐芯軸結構，是在真空環境中利用電弧作為熱源熔煉金屬的一種電爐。主要用于熔煉難熔金屬及稀有金屬,尤其是在鈦及鈦合金熔煉領域中應用非常廣泛。真空自耗電極電弧爐的結構，包括內置坩堝的爐體，爐體內坩堝外設置有夾層式的冷卻水室，爐體上方豎向設置有真空室殼體，真空室殼體外連接有抽真空系統，真空室殼體內套設有豎向正對坩堝設置的電極，電極包括位于上方的過渡電極和焊接在過渡電極下方的自耗電極，過渡電極上部連接在升降主軸上，升降主軸上部通過滑動密封結構可滑動地穿過真空室殼體，還設置有用于控制真空室殼體以及升降主軸進行升降的升降控制系統。其中現有的電極和升降主軸連接方式，是通過端平面對接后，靠升降主軸上的夾具對電極進行夾緊固定。

這種真空自耗爐芯軸結構工藝過程如下，待重熔的金屬先制成自耗電極，和過渡電極同心牢固焊接形成電極，升降主軸上的夾具將過渡電極夾緊，自耗電極裝進爐體坩鍋內，自耗爐密閉，抽真空至定值，升降主軸下降將自耗電極送至近坩鍋底，坩鍋底上放有底墊和起弧劑，在空載電壓下借助于自耗電極與起電弧劑之間的瞬時接觸產生弧光放電進而達到穩定的電弧燃燒，形成一定量的金屬熔池．起弧成功后轉入正常熔煉．正常熔煉時合理控制電流，電壓，熔煉速度和真空度，金屬中的氣體及低熔點的雜質就能得到脫除。

在真空自耗電極電弧重熔工藝中，自耗電極的直徑和坩鍋直徑應有一合理的比例，電極直徑太大(接近坩鍋直徑)，影響排氣，太小則會使熱損失過大，熔池溫度不均勻．適中的電極直徑和坩鍋直徑按一定比例制成，但如果電極與坩鍋對中不良，即電極外圓周表面與坩鍋內圓周面距離不均，或者電極與坩鍋因對中不良甚至有接觸點，則容易產生邊弧燒壞坩鍋壁，因坩鍋壁外是冷卻水，如發生上述事故擊穿坩鍋則將嚴重損壞設備及危害操作人員人身安全。而現有真空自耗爐芯軸結構升降主軸下端面與過渡電極配合面選用平面配合，平面配合方式當電極與主軸配合同心度良好時才能保證面接觸良好，導電良好。如主軸與電極不同心，則因重力作用電極中心線與主軸中心線會出現一定夾角，配合面將難以避免的產生配合間隙，主軸與過渡電極配合不良將產生大量打弧現象，影響冶煉電流，并易損壞主軸下端面或過渡電極相應配合面，過渡電極損耗大。現有真空自耗爐芯軸結構主軸與過渡電極在夾持方面主要選用垂直夾具，此夾具缺點是只能保證夾頭和電極持夾位夾緊，不能在電極夾持安裝中起到自動對中作用，因而現有技術設計不能方便地完成電極與主軸以及后繼與坩鍋保證對中的操作要求．在實際操作中操作人員為了對好中心，往往多次夾持，多次上升下降不斷調整電極與坩鍋的對中情況等，并且只能靠眼睛去判斷實際對中量，此方法精度很低，人為誤差較大，難以防止電極軸向與主軸定位中心線及坩鍋中心線之間發生徑向位移，從而引起真空冶煉中因電極對中不良而產生邊弧現象損壞坩鍋壁，現有技術操作復雜，電極重復定位精度低、操作速度慢，難以滿足批量生產時電極批量更換與及高精度重復快速定位的要求，大大降低了生產效率。

為了解決上述問題，申請人設計了一種真空自耗爐，包括內置坩堝的爐體，爐體上方豎向設置有真空室殼體，真空室殼體下端和爐體上端可分離地密封對接，真空室殼體外連接有抽真空系統，真空室殼體內套設有豎向正對坩堝設置的電極，電極包括位于上方的過渡電極和焊接在過渡電極下方的自耗電極，過渡電極上部連接在升降主軸上，升降主軸上部通過滑動密封結構可滑動地穿過真空室殼體，還設置有用于控制真空室殼體以及升降主軸進行升降的升降控制系統；所述電極上端通過電極夾持裝置固定在升降主軸下端，其中，所述電極上端和升降主軸下端之間還設置有用于實現電極自動對中的對接結構；所述對接結構包括位于升降主軸下端同軸設置的安裝孔，安裝孔下部具有一個小直徑端向上的錐筒段，對接結構還包括位于電極上端靠近端部的一個同軸設置的錐臺段，錐臺段小直徑端向上設置，所述電極上端插入到升降主軸下端安裝孔后，錐臺段能夠和錐筒段完成貼緊配合。

這樣，當自耗電極焊接到過渡電極上形成電極整體結構后，安裝電極時，將電極上端插入到升降主軸下端安裝孔內，靠電極上端的錐臺段和升降主軸下端安裝孔內的錐筒段貼緊配合，可以完成對電極軸心的自動對中，然后再靠電極夾持裝置實現對電極固定。這樣就能夠更好地實現對電極的夾持對中，能減少主軸與過渡電極配合面配合不良產生的打弧現象，使其電極重復定位精度高、速度快。