[发明专利]一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统。

背景技术

电子束熔炼炉是利用高速运动电子束的能量作为热源来进行加热或熔炼的一种电炉。目前主要用作熔炼铌、钽和铪等难熔、高纯及稀有金属。其主要组成结构包括：电子束发生器、炉体、拖锭机构及结晶器、送料机构、真空系统、水冷系统、观察装置、电源及控制设备等。在送料机构的作用下，将料棒或料块送进束流轰击区，通过高速运动电子能量来对物料进行加热、熔炼，并通过真空系统将熔炼过程中蒸发的气体杂质抽出，达到提纯的目的。目前的真空电子束熔炼设备大多采用水平进料丝杆传动的滚道装置。横向水平送料在输送短料棒时比较优越，可以一根接一根地推送，便于实现操作半连续化，也可用来输送块状物料。但横向水平输送料棒熔炼时，料棒端部会产生阴影，即电子束轰击不到被料棒屏蔽的熔池阴影区，这样就造成局部受热不均匀，影响金属的熔炼提纯质量。另外在一次熔炼过后，通过拖锭机构及结晶器已形成相应尺寸的料锭，在产品工艺要求下需要进行二次重熔时，对料锭的熔炼要求更高，即避免料棒熔炼过程中电子束轰击区出现盲区，保证无熔炼阴影区，同时要保证物料在二次重熔过程中输送及熔炼过程中不受污染。为了达到此种二次熔炼要求，亟待找出更好的熔炼方式及相应设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统，其采用竖直进料系统对料锭进行熔炼，可以实现上述二次熔炼的工艺要求。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统，其包含有：

一直通式的竖直进料室，伫立在真空电子束熔炼炉的炉体上方且通过炉体连接法兰与炉体固定联通；

一竖直进料固定架，固定安装在竖直进料室的上方，由上、下支撑板和纵向导杆安装基体组合构成；

在竖直进料固定架上固定安装可实现料锭转动和进给的机构，包括：

一由升降伺服电机驱动的滚珠丝杠副，其上套有丝杆螺母，该丝杆螺母与往复运动固定座固定连接；

一由料锭旋转电机带动旋转的料锭拉杆，其杆上套有料锭拉杆轴承座，该料锭拉杆轴承座与所述滚珠丝杠副上的往复运动固定座相固联，该料锭拉杆的下端可伸入竖直进料室内且带有用于连接料锭的料锭卡头。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，所述滚珠丝杠副安装于竖直进料固定架的上、下支撑板间，其上的往复运动固定座与一个滑块导轨运动组件相固联，且滑块导轨运动组件的导轨固定于竖直进料固定架的纵向导轨安装基体上，实现往复运动固定座的竖直导向作用。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，料锭拉杆轴承座内上下端端部分别含有轴承选配，以更好的保证料锭拉杆的旋转定位精度。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，料锭拉杆内部带有环形的循环水道。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，在料锭拉杆与竖直进料室的交界处设有动密封组件，该动密封组件的两端采用双密封结构，中间部分设有抽真空的快卸法兰。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，所述的升降伺服电机通过动力传动件驱动滚珠丝杠副，在动力传动件底部加设一个丝杆轴承座。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，所述的丝杆轴承座与料锭拉杆轴承座内部采用自循环环形油路润滑。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，所述的料锭卡头采用可实现空间内前后及左右方向调节的十字万向连接方式，其与料锭通过销轴连接。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，所述竖直进料室外加冷却水套，水套内采用双向螺旋水道布局。

所述真空电子束熔炼炉的竖直进料系统中，还至少具有下述技术特征中的一种：

1)在竖直进料室内，采用多夹层防辐射结构；

2)料锭拉杆内部含承插不锈钢冷却水管；

3)竖直进料室侧部设有观察维修窗口，且该观察维修窗口加水冷却水套。

本发明的优点是：

1)整体设备运行过程中，料锭为竖直进给，且处于旋转状态，电子枪的扫射轨迹与料锭圆周相切，之间无任何阻碍，避免了扫描阴影的出现，保证料锭端部熔炼区域均匀，大大提高了熔炼效率及熔炼纯度；

2)料锭通过料锭卡头与料锭拉杆相连，始终处于竖直状态，因此在熔炼时，料锭不与其余零部件接触，直接受电子枪高能电子束扫射，避免物料熔炼时的接触污染，能有效应用于物料的二次重熔；