[發明專利]一種熔液在熔池整體合金化的真空電極自耗凝殼爐

在審

• 申請號: 202110609198.3
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113337728A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 郭寶陽;王永林;朱廣政;查云波;楊崇能;徐可濤;劉衛標;邱光偉;朱凱;楊松;文均
• 申請（專利權）人: 云南昆鋼重型裝備制造集團有限公司
• 主分類號: C22B9/20
• 分類號: C22B9/20;B22D47/00
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 姜開俠;姜開遠

本發明公開一種熔液在熔池整體合金化的真空電極自耗凝殼爐，熔煉坩堝澆口側與熔煉室鉸接，傾翻裝置頂升油缸設于熔煉室下方且活塞桿承托熔煉坩堝底部；艙蓋設于熔煉室上端且一端延伸至熔煉室側與艙蓋軸承座鉸接，開合油缸活塞桿與艙蓋鉸接；澆鑄室頂部與熔煉室連接，澆鑄模的澆注口設于熔煉坩堝澆口下方；電極封蓋包括封蓋體、電極密封裝置；轉移裝置設于熔煉室旁且設旋轉支柱，支撐旋臂間的導軌柱上設托承封蓋體移動的封蓋升降裝置，旋轉支柱上設驅動支撐旋臂旋轉的驅動裝置；夾持推桿的推桿保持架與支撐旋臂間的前導軌柱滑動連接，支撐旋臂上設有拖動推桿保持架滑動的推桿升降裝置。本發明具有結構緊湊、穩定可靠、容易控制的特點。

技術領域

本發明屬于有色金屬熔煉設備技術領域，具體涉及一種結構緊湊、安全可靠、穩定性好、容易控制的熔液在熔池整體合金化的真空電極自耗凝殼爐。

背景技術

隨著航空航天、醫藥、船舶和海洋工程等領域的高速發展，對高端鈦合金的需求量逐年攀升，而高品質鈦合金的提取、熔煉是阻礙鈦合金市場應用的瓶頸之一。由于鈦、鋯及其合金等高溫活性金屬在熔煉過程中性能很活躍，容易吸氫吸氧發生反應，從而影響性能，因此其熔煉及鑄造都需要在真空環境或充滿惰性氣體的環境下進行。

真空電極自耗凝殼爐是在真空電弧爐的基礎上，克服真空電弧爐不能鑄型及感應爐耐火材料坩堝對活性金屬玷污的弊病，而構成兼備二者優點的新型電爐種類。真空電極自耗凝殼爐利用真空自耗爐的熔煉條件，采用淺底水冷坩堝，控制冷卻水量使被熔煉金屬在坩堝壁內形成一薄層“凝殼”以隔離熔煉金屬液和坩堝，從而避免坩堝對活性金屬液的玷污。因此，真空電極自耗凝殼爐在生產高端鈦合金鑄錠方面具有顯著優勢，具備很強的鈦合金精煉能力，而且設備真空度要求高，熔煉過程需要高密封性，電極和全部金屬材料融化后在坩堝中形成全熔池合金液體，充分混合合金化澆鑄，是解決航空航天、船艦制造用鈦合金的重要熔煉裝備，也適用于其它高溫活性金屬的熔煉和澆鑄。但是，現有技術中的臥式凝殼爐雖然結構緊湊、強度高，但是臥式爐的爐室內高度空間有限，使鑄型的高度受到限制，若增加高度，必然會增大直徑，爐體也隨著擴大，從而增加爐體重量和配套設施；而立式凝殼爐雖然提高了澆注高度，但是立式爐的爐體結構容易變形，加工制作成本較高。此外，現有技術中的凝殼爐的艙蓋開合裝置及電極控制裝置設計不合理，不僅阻擋熔煉坩堝的投料及清料，而且工作電極的更換不便且工作時控制精度不高，也阻擋鑄型后的錠塊拿取，造成高溫活性金屬的熔煉和澆鑄效率不高，且需要在熔煉室設置投料裝置及在澆鑄室側壁設置取錠門，從而增加設備的復雜性，也會減低結構的可靠性。

因此，研制一種結構合理、運行控制方便、性能穩定、安全可靠，實現高密封性，滿足電極和全部金屬材料融化后在坩堝中形成全熔池合金液體，實現充分混合合金化澆鑄成型的真空電極自耗凝殼爐成為解決問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構緊湊、安全可靠、穩定性好、容易控制的熔液在熔池整體合金化的真空電極自耗凝殼爐。

本發明目的是這樣實現的：包括熔煉室、熔煉坩堝、傾翻裝置、艙蓋、開合裝置、澆鑄室、澆鑄模、電極封蓋、轉移裝置、夾持推桿，所述熔煉室、艙蓋、澆鑄室及電極封蓋分別為密閉循環水冷卻夾套倉體且與循環水冷系統連通；

所述熔煉室底部固定設置于基礎座上且側壁上設置有與外置真空系統連接的真空接口，所述熔煉坩堝設置于熔煉室內且近澆口側與熔煉室的側壁鉸接，所述傾翻裝置的頂升油缸設置于熔煉室底部的下方，所述頂升油缸的活塞桿動密封配合的穿過熔煉室底部并承托熔煉坩堝遠離鉸接端的底部；

所述艙蓋密封設置于熔煉室頂部的上口法蘭，所述開合裝置包括固定設置于熔煉室一側基礎座上的艙蓋軸承座、底部與艙蓋軸承座鉸接的開合油缸，所述艙蓋一端延伸至熔煉室外側且與艙蓋軸承座鉸接，所述開合油缸的活塞桿與艙蓋軸承座外側的艙蓋鉸接；

所述澆鑄室頂部與熔煉室底部的澆鑄口法蘭密封連接，所述澆鑄模設置于澆鑄室內且頂部的澆注口設置于熔煉坩堝的澆口下方；

所述電極封蓋包括封蓋體、固定設置于封蓋體中部的電極密封裝置，所述封蓋體下部密封貼合在艙蓋的電極通道口，所述封蓋體的側壁與轉移裝置鉸接懸掛托承；