[實用新型]一種用于VAR難熔合金的坩堝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022239198.2
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN214120754U
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳江濤;華正利;吳明;尚金金;李軍仁;何永勝;羅文忠
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10;B22D7/06
• 代理公司: 西安新動力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

本實用新型屬于真空熔煉裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于VAR難熔合金的坩堝。這種用于VAR難熔合金的坩堝，包括筒體、設(shè)置于所述筒體底部的第二底墊、置于所述第二底墊頂部的第一底墊和底座，所述底座固定于第二底墊的底部，底座中心設(shè)置有進水口；所述筒體下部的內(nèi)徑大于上部的內(nèi)徑，第一底墊鑲嵌于筒體下部，并且第一底墊頂部徑向與筒體內(nèi)側(cè)形成同心臺階，用于防止難熔合金熔化后流入第一墊底和筒體的間隙中。本實用新型的優(yōu)勢在于：結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作方便實用，使用該坩堝進行VAR難熔合金時，解決鑄錠難脫模問題，保護金屬底墊尺寸，極大減少金屬底墊返修率和制備成本，降低坩堝變形率和返修率，并提高了坩堝壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于真空熔煉裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于VAR 難熔合金的坩堝。

背景技術(shù)

VAR爐是用于生產(chǎn)鈦、鋯等活潑金屬和鎢、鉬、鈮等難熔金屬及合金的主要冶金熔煉設(shè)備。坩堝是VAR爐用于金屬結(jié)晶的關(guān)鍵部件，將坩堝放置于水冷熔化站內(nèi)，爐體與坩堝形成密閉室，并抽成真空或充以惰性氣體。爐頂所連接的金屬電極和坩堝通電引弧后，借電弧產(chǎn)生的高溫使金屬或合金熔化，并在坩堝內(nèi)冷凝、結(jié)晶而成鑄錠。

坩堝主要由水套、坩堝筒體和坩堝底墊組成，坩堝結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直徑影響到鑄錠的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全。鎢、鉬、鈮等難熔金屬及合金在進行VAR時，由于其高熔點，起弧和熔池建立期極易產(chǎn)生電弧偏離，導(dǎo)致銅底墊燒損和產(chǎn)生大量銅蒸氣污染金屬材料，重者造成VAR爐爆炸。因此，熔煉難熔合金時，必須在銅底墊上放置足夠厚度的同牌號金屬底墊。

以鈮鈦合金Φ380mm一次鑄錠生產(chǎn)為例，選用直徑為Φ380mm 銅坩堝，將厚度大于200mm的同牌號鈮鈦底墊放置在坩堝銅底墊上，為確保裝配間隙，通常同牌號底墊直徑為376±0.5mm，然后與坩堝進行裝配。將裝配好的坩堝放入熔化站，再將Φ300mm的電極吊裝至坩堝內(nèi)，安裝輔助電極封爐并抽空，焊接后進行起弧熔煉。熔煉起弧過程中，隨熔煉電流的不斷提升，鈮鈦同牌號底墊上端面以下開始形成液態(tài)熔池，熔池溫度約為2600K。隨熔煉過程的持續(xù)進行，鑄錠下部逐漸開始結(jié)晶冷凝，并最終形成鑄錠。

但在熔煉起弧并形成熔池階段，因鈮鈦同牌號底墊與坩堝內(nèi)壁之間存在一定的配合間隙，當(dāng)液態(tài)金屬熔池健全后會由該間隙自上而下直接流入，并在底墊四周形成熔瘤和包殼。從而造成鈮鈦底墊徑向尺寸發(fā)生局部或整體變大。在鑄錠出爐過程時，導(dǎo)致鑄錠難脫模問題，一般利用特制錘頭砸出。同時，因為鈮鈦底墊需要反復(fù)使用，故在一次錠機加過程中，需要通過機加來返修底墊外圍尺寸，確保在下一次使用時順利裝爐。

隨著底墊的反復(fù)機加返修和熔煉爐次的累積，每爐所形成的的熔瘤和包殼越來越多，同時難脫模問題更是長期困擾鈮鈦鑄錠的生產(chǎn)，不僅對生產(chǎn)效率極大影響，同時在通過錘頭砸出鑄錠時，對坩堝下部內(nèi)壁造成致命損傷，進而影響坩堝壽命。通常通過定期制備新鈮鈦底墊，并校正坩堝下部來減少各類影響。

鈮鈦底墊的使用壽命越短，每年需要新制備的鈮鈦底墊越多，單個鈮鈦底墊制備成本近10萬元；鑄錠難脫模頻次越高，坩堝修復(fù)的次數(shù)越多，單次修復(fù)成本在2000元左右。對于年產(chǎn)鈮鈦鑄錠500噸的企業(yè)而言，僅鈮鈦底墊制備和坩堝修復(fù)年成本近千萬。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種用于 VAR難熔合金的坩堝。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

這種用于VAR難熔合金的坩堝，包括筒體、設(shè)置于所述筒體底部的第二底墊、置于所述第二底墊頂部的第一底墊和底座，所述底座固定于第二底墊的底部，底座中心設(shè)置有進水口；所述筒體下部的內(nèi)徑大于上部的內(nèi)徑，第一底墊鑲嵌于筒體下部，并且第一底墊頂部徑向與筒體內(nèi)側(cè)形成同心臺階，用于防止難熔合金熔化后流入第一墊底和筒體的間隙中。

進一步地，第二底墊與底座之間設(shè)置6-8個墊塊，并且均勻的分布在所述進水口的周向，底座、墊塊和第二底墊通過螺栓固定在一起。