[发明专利]连续式冷坩埚感应雾化制备钛粉设备

说明书

技术领域

本发明属于真空冶金设备领域，尤其涉及一种连续式冷坩埚感应雾化制备钛粉设备。

背景技术

感应熔炼技术是一种先进的熔炼手段，它去除了熔炼过程中气氛和加热源对炉料的污染。但一般的真空感应熔炼技术不能防止炉料与坩埚之间的反应，尤其在熔炼活泼金属或高纯度金属时，这种影响非常严重。上世纪末出现了一种更为先进的冷坩埚真空感应熔炼技术。它是一种利用水冷坩埚（主要为纯铜，也有用其它合金）来进行真空感应熔炼的方法。此种方法可以完全排除坩埚对炉料的污染。

冷坩埚感应熔炼装置主要有三种浇铸方式：倾倒铸造(tilt-tapping)技术、底铸(bottom-tapping)技术、悬浮型(lavitation type)冷坩埚的底铸技术。

倾倒铸造技术优点在于结构简单便于实现，问题在于，倾转时熔体同坩埚侧壁的接触面积增大，使凝壳显著长大，铸出的熔体量减少。所以，铸造应尽可能快(通常在3秒钟之内)。此外，铸造一旦中断凝壳便迅速长大，为了恢复铸造需要将坩埚转回原位熔化凝壳，重复多次。

悬浮型冷坩埚的底铸技术的问题在于悬浮很大的熔体质量有困难，目前只有悬浮熔炼5kg的装置，还不能用于工业化的规模。

因此，底铸技术有应用的优势。但其结构和工艺非常复杂。需要进一步的研究。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单能耗低，工作效率高，粉末质量好且成分粒径可控，安全性好，并可实现作不破坏炉内真空或气氛环境下，不同形状物料的添加，已达到连续熔炼的雾化制粉设备。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种连续式冷坩埚感应雾化制备钛粉设备，包括炉体、高压进气管、雾化仓及真空系统；所述真空系统的端口与炉体工作腔相通；所述炉体包括合金加料机构、安全阀、红外测温机构、重力料爪加料机构、螺旋送料机构、爆破排放装置、熔炼电极、底注电极、水冷坩埚系统、熔炼感应线圈、底注感应线圈及环孔形喷盘；所述合金加料机构、安全阀、红外测温机构、重力料爪加料机构、螺旋送料机构及爆破排放装置的工作端分别与炉体工作腔相通；所述熔炼感应线圈固定设于水冷坩埚系统上部外壁；所述底注感应线圈固定设于水冷坩埚系统底部外壁；在所述水冷坩埚系统底部设有陶瓷喷管；在所述陶瓷喷管底部设有陶瓷导管；所述陶瓷导管上部端口与陶瓷喷管底口垂直套接，且穿过环孔形喷盘；高压低温氩气通过高压进气管进入炉体内的环孔形喷盘；所述重力料爪加料机构的加料腔上横向设有气动插板阀。

作为一种优选方案，本发明所述炉体可采用立式哈壳双层水冷夹套结构。

进一步地，本发明所述红外测温机构可采用球铰链结构；所述合金加料机构内部有多个独立的加料杯。

进一步地，本发明在所述炉体内腔通过气动球阀与螺旋送料机构腔体相连；在所述螺旋送料机构底部设有下料流槽。

进一步地，本发明所述陶瓷喷管的锥度为90°；所述陶瓷喷管的管径为DN20。

本发明结构简单，加工制造与维护成本低，安装方便、安全性好便于设备批量生产，由于采用高压低温氩气作为雾化用气，节省了气源加热成本并且粉末降温迅速提高收粉效率；悬浮力大凝壳少（小于10%）出粉率高且凝壳可重复熔化，不浪费原料；可实现连续生产减少了抽空充气环节，大大提高了工作效率，减少资源浪费，对熔炼原料形状没有严格要求，可在熔炼过程中调入不同合金且搅拌剧烈熔液成分均匀；粉末粒径可通过调整喷嘴直径与进气压力进行调节，粉末球形度高、含氧量低（小于600ppm）；本发明还可以满足多种难熔活泼金属的雾化制粉要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为发明整体结构示意图。

图2为发明俯视图。

图3为本发明内部视图。

图4为本发明重力爪加料机构。

图5为本发明螺旋送料机构。

图中：1、炉体；2、炉门；3、真空系统；4、合金加料机构；5、安全阀；6、红外测温机构；7、重力爪加料机构；8、螺旋送料机构；9、电源系统；10、爆破排放装置；11、高压进气管；12、雾化仓；13、水冷坩埚系统； 14、熔炼感应线圈；15、底注感应线圈；16、陶瓷喷管；17、陶瓷导管；18、环孔形喷盘；19、支撑框架；20、熔炼电极；21、底注电极；22、气动插板阀；23、气动球阀；24、下料流槽。

具体实施方式