同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐的制作方法
【專利摘要】同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐，包括紫銅坩堝組件和同軸導(dǎo)電桿組件；紫銅坩堝端面法蘭對稱安裝有兩套導(dǎo)電耳、支撐耳及彈簧機(jī)構(gòu)；兩組同軸導(dǎo)電桿組件在兩組爐外氣缸的驅(qū)動下動作；導(dǎo)電桿組件由支撐桿、導(dǎo)電桿、水冷鋼套及導(dǎo)電桿控制氣缸組成；兩組導(dǎo)電桿的導(dǎo)電法蘭與坩堝法蘭面壓緊產(chǎn)生一定的擠壓應(yīng)力。本實用新型改變了之前國內(nèi)凝殼爐坩堝的供電方式，采用對稱供電，使熔煉電弧周圍磁場均勻，消除了因偏磁而導(dǎo)致的紫銅坩堝被電弧擊穿漏水，產(chǎn)生蒸汽及氫氧爆炸的問題，同時坩堝可整體開出爐室，安裝、清理、維修都很方便。
【專利說明】同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鈦、鋯等稀有金屬的熔鑄【技術(shù)領(lǐng)域】中的真空自耗電弧凝殼爐的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前國內(nèi)外的真空自耗電弧凝殼爐在供電方式上有的是通過坩堝水套兩側(cè)傾翻軸供電；有的是通過坩堝水套傾翻軸一側(cè)供電。傾翻軸既要給坩堝通水，又要供電，還要傳遞力矩，且要反復(fù)拆卸，上述這些結(jié)構(gòu)及供電方式都存在著爐內(nèi)磁場分布不均勻現(xiàn)象，導(dǎo)致在熔化過程中磁場分布不均勻，電弧受到磁場力的影響產(chǎn)生磁偏吹，水冷坩堝容易被電弧擊穿，進(jìn)而發(fā)生蒸汽和氫氧爆炸，很不安全，而且影響生產(chǎn)進(jìn)度，為企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐。
[0004]同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐，具有坩堝，其在坩堝兩側(cè)端面法蘭對稱安裝有坩堝導(dǎo)電耳、支撐耳，支撐耳與坩堝端面法蘭連接，導(dǎo)電耳位于支撐耳上部并且由連接桿穿過連為一體，連接桿下部與支撐耳之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)，一組兩個同軸導(dǎo)電桿組件位于連接桿上部并且在兩組爐外氣缸的驅(qū)動下上下運動實現(xiàn)與連接桿連接或分離。
[0005]導(dǎo)電桿組件包括支撐桿、球殼、鋼珠、導(dǎo)向套、升降架、升降氣缸、陽極導(dǎo)電桿、水冷鋼套、導(dǎo)電法蘭、水冷電纜、壓緊氣缸構(gòu)成；支撐桿位于中心作為整個組件的支撐，陽極導(dǎo)電桿套在支撐桿外，支撐桿上部裝有壓緊氣缸并且壓緊氣缸與導(dǎo)電桿上端相連，水冷鋼套裝在陽極導(dǎo)電桿外部；連接桿上端通過球殼、鋼珠、導(dǎo)向套、氣動卡頭與陽極導(dǎo)電桿下端連接。
[0006]本實用新型采用合理的坩堝供電方式，即同軸供電，使?fàn)t外爐內(nèi)磁場分布均勻，從而達(dá)到消除真空自耗電弧凝殼爐熔化過程中電弧受周圍磁場的影響，易擊穿坩堝等弊端，且生產(chǎn)過程中操作、維護(hù)方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖號說明:1_水冷電纜；2_上爐體；3_輔助電極；4-自耗電極；5_支撐桿；6_壓緊氣缸；7_陽極導(dǎo)電桿；8_壓緊環(huán)；9_水冷鋼套；10_爐殼；11-導(dǎo)水管；12_球殼；13_鋼珠；14-導(dǎo)向套；15-氣動卡頭，16-導(dǎo)電法蘭；17-坩堝導(dǎo)電耳；18-支撐耳；19_連接桿；20_冷卻水套；21_隔水套；22_紫銅坩堝。
[0008]圖2為圖1側(cè)視圖。其中2-1導(dǎo)向柱；2_2升降架；2_3升降氣缸。
[0009]圖3為圖1中局部放大圖(坩堝導(dǎo)電耳與導(dǎo)電桿壓緊圖)。
【具體實施方式】
[0010]如圖1-3所示，具體地說，本實用新型同軸供電凝殼爐結(jié)構(gòu)包括坩堝組件和同軸導(dǎo)電桿組件。坩堝組件主要由紫銅坩堝、冷卻水套及隔水套組成；在紫銅坩堝的端面法蘭對稱安裝有兩組坩堝導(dǎo)電耳、支撐耳及彈簧機(jī)構(gòu)。同軸導(dǎo)電桿組件包括兩組對稱安裝的導(dǎo)電桿組件，該兩組導(dǎo)電桿組件在兩個爐外氣缸的作用下動作；導(dǎo)電桿組件包括支撐桿、球殼、鋼珠、導(dǎo)向套、升降架、升降氣缸、導(dǎo)向桿、導(dǎo)電桿、水冷鋼套、導(dǎo)電法蘭、水冷電纜、壓緊氣缸。所述同軸導(dǎo)電桿組件由及彈簧機(jī)構(gòu)構(gòu)成；導(dǎo)電桿組件由支撐桿、導(dǎo)電桿、水冷鋼套及導(dǎo)電桿控制氣缸組成；導(dǎo)電桿組件結(jié)構(gòu)為內(nèi)外嵌套式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電桿外裝配有一不銹鋼水套。兩組導(dǎo)電桿的導(dǎo)電法蘭與坩堝法蘭面壓緊產(chǎn)生一定的擠壓應(yīng)力。升降氣缸安裝在真空熔煉室外部，與支撐架通過升降架連接，升降架的動作受導(dǎo)向桿限制。
[0011]坩堝到達(dá)指定位置，在升降氣缸的驅(qū)動下，兩組導(dǎo)電桿組件向下運動，到達(dá)行程后壓緊氣缸驅(qū)動導(dǎo)電桿向下運動，導(dǎo)向套對鋼珠作用，鋼珠將連接桿卡住，同時對坩堝產(chǎn)生向上的提升力，導(dǎo)電法蘭與坩堝法蘭面緊密結(jié)合導(dǎo)電；導(dǎo)電桿外套一不銹鋼水冷套，導(dǎo)電桿爐外一端與水冷電纜連接。在鈦液熔化達(dá)到熔化量時，切斷熔化電源，同時壓緊氣缸活塞向上移動驅(qū)動導(dǎo)電桿提升，連接桿受彈簧作用，將鋼珠壓回初始位置，同軸導(dǎo)電桿組件被升降氣缸快速提升，使坩堝及時翻轉(zhuǎn)、澆注。
[0012]真空自耗電弧凝殼爐熔化工況過程是:在真空環(huán)境下，將被熔化的鈦自耗電極接負(fù)極，坩堝接正極，通一直流電源，使兩極間產(chǎn)生弧光放電，正離子打到陰極(自耗電極)，電子打到陽極上(坩堝)，將電能轉(zhuǎn)變成熱能使物料熔化，如圖1所示。熔化時，液態(tài)鈦以熔滴的形式，通過約4700°c的高溫電弧區(qū)，滴落到坩堝熔池內(nèi)，熔滴在滴落的過程中和水冷銅坩堝內(nèi)保持液態(tài)時，發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，在電弧高溫加熱的作用下，自耗電極的不斷熔化消耗，熔池不斷上升，然后將熔融金屬液體倒入模具中冷凝成鑄件的過程。
【權(quán)利要求】
1.同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐，具有坩堝(22)，其特征是在坩堝(22)兩側(cè)端面法蘭對稱安裝有坩堝導(dǎo)電耳(17)、支撐耳(18)，支撐耳(18)與坩堝(22)端面法蘭連接，導(dǎo)電耳(17)位于支撐耳(18)上部并且由連接桿(19)穿過連為一體，連接桿(19)下部與支撐耳(18)之間裝有彈簧機(jī)構(gòu)，一組兩個同軸導(dǎo)電桿組件位于連接桿(19)上部并且在兩組爐外氣缸的驅(qū)動下上下運動實現(xiàn)與連接桿(19)連接或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐，其特征是導(dǎo)電桿組件包括支撐桿(5)、球殼(12)、鋼珠(13)、導(dǎo)向套(14)、升降架(2-2)、升降氣缸(2_3)、陽極導(dǎo)電桿(7)、水冷鋼套(9)、導(dǎo)電法蘭(16)、水冷電纜(I)、壓緊氣缸(6)構(gòu)成；支撐桿(5)位于中心作為整個組件的支撐，陽極導(dǎo)電桿(7)套在支撐桿(5)外，支撐桿(5)上部裝有壓緊氣缸(6)并且壓緊氣缸(6)與導(dǎo)電桿(7)上端相連，水冷鋼套(9)裝在陽極導(dǎo)電桿(7)外部；連接桿(19)上端通過球殼(12)、鋼珠(13)、導(dǎo)向套(14)、氣動卡頭(15)與陽極導(dǎo)電桿下端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同軸供電的真空自耗電弧凝殼爐，其特征是升降氣缸(2-3)安裝在真空熔煉室外部，與支撐架通過升降架(2-2)連接，升降架(2-2)的動作受導(dǎo)向桿限制。
【文檔編號】F27B14/04GK203824308SQ201420200642
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】馬開道, 高輝, 黨磊 申請人:寶雞市凱博真空科技有限公司