CN206872902U - 钛合金铸锭用真空自耗炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钛合金铸锭用真空自耗炉，包括坩埚、控制箱、电极升降机构、电极杆、电极夹头、自耗电极、炉壳、抽真空机构以及水冷却机构；本实用新型结构新颖、功能实用，通过自耗电极下端部同坩埚之间形成电弧等离子区，该区具有极高的温度，能使自耗电极端部首先在这里被熔化掉，随着自耗电极中一些非金属夹杂物，如氧化物、氮化物，在真空和高温条件下，发生离解或被碳还原而被去除掉，进一步提纯，再通过设置有水冷却机构以及补偿冷却机构，熔炼的钛合金迅速冷却，进行凝固结晶，可得到组织均匀、无缩孔和致密的高纯度钛合金铸锭。
Description
技术领域
本实用新型属于钛合金生产设备领域，具体涉及一种钛合金铸锭用真空自耗炉。
背景技术
真空自耗电极电弧炉是在真空环境中利用电弧作为热源熔炼金属的一种电炉；主要用于熔炼难熔金属及稀有金属，尤其是在钛及钛合金熔炼领域中应用非常广泛。真空自耗电极电弧炉的结构，包括内置坩埚的炉壳，炉壳内坩埚外设置有夹套式的冷却水室，上炉壳连接有抽真空***，炉壳内套设有竖向正对坩埚设置的电极，电极包括位于上方的过渡电极(电极杆)和焊接在过渡电极下方的自耗电极，过渡电极上部连接在升降主轴上，升降主轴上部通过滑动密封结构可滑动地穿过炉壳，还设置有用于控制炉壳真空度以及升降主轴进行升降控制***；现有的真空自耗炉缺少适当的冷却补偿机构，对电弧稳定性的监控和调整也缺少特定调整机构。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构新颖、功能实用的钛合金铸锭用真空自耗炉。
本实用新型所提供的技术方案是：一种钛合金铸锭用真空自耗炉，包括坩埚、控制箱、电极升降机构、电极杆、电极夹头、自耗电极、炉壳、抽真空机构以及水冷却机构；所述坩埚设置在所述炉壳内，所述抽真空机构连接所述炉壳，所述电极升降机构设置在所述炉壳上部，所述电极升降机构连接所述电极杆，所述电极杆通过所述电极夹头连接所述自耗电极，所述自耗电极通过所述电极升降机构的工作行程沿所述坩埚内部中央垂直上下移动；在所述坩埚外套设有所述水冷却机构，在所述水冷却机构外还设置有补偿冷却套，所述补偿冷却套连接有补偿冷却机构；在所述控制箱设置有供电电源，所述坩埚和自耗电极分别连接所述供电电源的正极和负极。
作为本实用新型的一种改进，所述水冷却机构包括依次内外设置并互相连通的内冷却套和外循环套，在所述内冷却套上设置有进水口，在所述外循环套上设置有出水口。
作为本实用新型的一种改进，所述进水口设置在所述内冷却套的底部，所述出水口设置在所述外循环套的底部。
作为本实用新型的一种改进，所述补偿冷却机构为液氦补偿冷却***。
作为本实用新型的一种改进，在所述坩埚外圈还设置有稳弧线圈。
作为本实用新型的一种改进，在所述炉壳内还设置有电弧监控机构，在所述控制箱上还设置有显示屏，所述电弧监控机构的信号输出端连接所述显示屏的信号输入端。
作为本实用新型的一种改进，所述电弧监控机构为三防高清摄像机构。
有益效果：
本实用新型结构新颖、功能实用，通过自耗电极下端部同坩埚之间形成电弧等离子区，该区具有极高的温度，能使自耗电极端部首先在这里被熔化掉，随着自耗电极中一些非金属夹杂物，如氧化物、氮化物，在真空和高温条件下，发生离解或被碳还原而被去除掉，进一步提纯，再通过设置有水冷却机构以及补偿冷却机构，熔炼的钛合金迅速冷却，进行凝固结晶，可得到组织均匀、无缩孔和致密的高纯度钛合金铸锭；
去除气体、非金属夹杂物以及某些低熔点的有害杂质，从而使冷、热加工性能、塑性和力学性能、物理性能得到明显改善，特别是改善了纵向和横向性能的差异，这对保证材料性能的稳定性、一致性和可靠性有着极其重要的意义；
设置内冷却套和外循环套依次嵌套的水冷却机构，能够有效交换冷却水的温度，配合补偿冷却套，能够有效冷却熔融钛合金，使得组织更加均匀；
设置稳弧线圈，能够有效约束电弧的过度发散，配合电弧监控机构能够实施监控电弧，进而实施调整，确保生产的可靠性和产品的质量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中1为坩埚，2为控制箱，3为电极升降机构，4为电极杆、41为电极夹头，5为自耗电极，6为炉壳，7为抽真空机构，8为水冷却机构、81为内冷却套、82为外循环套、83为进水口、84为出水口，9为补偿冷却套、91为补偿冷却机构，10为电弧监控机构，11为显示屏，12为稳弧线圈。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
如附图1所示，本实施例中的钛合金铸锭用真空自耗炉，包括坩埚1、控制箱2、电极升降机构3、电极杆4、电极夹头41、自耗电极5、炉壳6、抽真空机构7以及水冷却机构8；采用现有的紫铜坩埚和抽真空泵，所述坩埚1设置在所述炉壳6内，所述抽真空机构7连接所述炉壳6，所述电极升降机构3设置在所述炉壳6上部，所述电极升降机构3连接所述电极杆4，所述电极杆4通过所述电极夹头41连接所述自耗电极5，所述自耗电极5通过所述电极升降机构3的工作行程沿所述坩埚1内部中央垂直上下移动；在所述坩埚1外套设有所述水冷却机构8，在所述水冷却机构8外还设置有补偿冷却套9，所述补偿冷却套9连接有补偿冷却机构91；在所述控制箱2设置有供电电源，所述坩埚1和自耗电极5分别连接所述供电电源的正极和负极。
在本实施例中，所述水冷却机构8包括依次内外设置并互相连通的内冷却套 81和外循环套82，在所述内冷却套81上设置有进水口83，在所述外循环套82 上设置有出水口84；所述进水口83设置在所述内冷却套81的底部，所述出水口84设置在所述外循环套82的底部；所述补偿冷却机构91采用现有的液氦补偿冷却***；在所述坩埚1外圈还设置有稳弧线圈12；在所述炉壳6内还设置有电弧监控机构10，在所述控制箱2上还设置有显示屏11，所述电弧监控机构 10的信号输出端连接所述显示屏11的信号输入端；所述电弧监控机构10采用现有的三防高清摄像头及其安装机构。
在使用过程中，通过自耗电极5下端部同坩埚1之间形成电弧等离子区，该区具有极高的温度，能使自耗电极5端部首先在这里被熔化掉，随着自耗电极5 中一些非金属夹杂物，如氧化物、氮化物，在真空和高温条件下，发生离解或被碳还原而被去除掉，进一步提纯，在通过设置有水冷却机构8以及补偿冷却机构 91，熔炼的钛合金迅速冷却，进行凝固结晶，可得到组织均匀、无缩孔和致密的高纯度钛合金铸锭；
去除气体、非金属夹杂物以及某些低熔点的有害杂质，从而使冷、热加工性能、塑性和力学性能、物理性能得到明显改善，特别是改善了纵向和横向性能的差异，这对保证材料性能的稳定性、一致性和可靠性有着极其重要的意义。
本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，包括坩埚(1)、控制箱(2)、电极升降机构(3)、电极杆(4)、电极夹头(41)、自耗电极(5)、炉壳(6)、抽真空机构(7)以及水冷却机构(8)；所述坩埚(1)设置在所述炉壳(6)内，所述抽真空机构(7)连接所述炉壳(6)，所述电极升降机构(3)设置在所述炉壳(6)上部，所述电极升降机构(3)连接所述电极杆(4)，所述电极杆(4)通过所述电极夹头(41)连接所述自耗电极(5)，所述自耗电极(5)通过所述电极升降机构(3)的工作行程沿所述坩埚(1)内部中央垂直上下移动；在所述坩埚(1)外套设有所述水冷却机构(8)，在所述水冷却机构(8)外还设置有补偿冷却套(9)，所述补偿冷却套(9)连接有补偿冷却机构(91)；在所述控制箱(2)设置有供电电源，所述坩埚(1)和自耗电极(5)分别连接所述供电电源的正极和负极。
2.如权利要求1所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，所述水冷却机构(8)包括依次内外设置并互相连通的内冷却套(81)和外循环套(82)，在所述内冷却套(81)上设置有进水口(83)，在所述外循环套(82)上设置有出水口(84)。
3.如权利要求2所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，所述进水口(83)设置在所述内冷却套(81)的底部，所述出水口(84)设置在所述外循环套(82)的底部。
4.如权利要求3所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，所述补偿冷却机构(91)为液氦补偿冷却***。
5.如权利要求4所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，在所述坩埚(1)外圈还设置有稳弧线圈(12)。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，在所述炉壳(6)内还设置有电弧监控机构(10)，在所述控制箱(2)上还设置有显示屏(11)，所述电弧监控机构(10)的信号输出端连接所述显示屏(11)的信号输入端。
7.如权利要求6中所述的钛合金铸锭用真空自耗炉，其特征在于，所述电弧监控机构(10)为三防高清摄像机构。
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