[实用新型]一种钛及钛合金的多电极真空非自耗电弧熔炼装置

说明书

本实用新型公开一种钛及钛合金的多电极真空非自耗电弧熔炼装置，结构包括：水冷坩埚、结晶器内套、水套、固定喷水头、可动喷水头、稳弧线卷、坩埚冷却水道、炉体、检修人孔、真空系统抽气口、观察口、水冷电极、动密封盒、阴极电缆、极距调节装置、电极导杆、加料室、密封料斗、震动加料机、加入弧柱区的散料、阳极电缆、弧区、液态金属熔池、铸锭、坩埚出水口、铸锭牵引装置等部分组成。本实用新型装置可以脱除铸锭中分配系数不等于1的金属杂质，脱除氢、氧杂质，省去电极制备工序，克服传统自耗电弧炉电极制备工序繁杂、设备投资大弊端，具有生产效率高、厂房投资小、生产操作简便、金属损耗小、能耗低的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种熔铸装置，用于钛及钛合金熔铸过程，属于有色金属加工技术领域，尤其涉及一种钛及钛合金的多电极真空非自耗电弧熔炼装置。

背景技术

钛是难熔的活性金属，熔炼温度一般在1800-2000℃，常用的燃料火焰炉的火焰温度无法满足钛及钛合金的熔炼工艺要求，常用的耐火炉衬无法盛放钛及钛合金熔体，常用的熔炼装置、熔炼技术和熔化方法无法熔炼也无法得到合格的钛合金铸锭。采用真空自耗电弧熔炼炉可以生产合格的钛及钛合金铸锭，存在的问题是：

采用真空自耗电弧熔炼技术熔炼钛及钛合金时，需要专用的电极制备装置，操作过程需要在氩气保护的条件下进行，设备投资大、生产准备环节多、生产流程长、生产成本高；无法有效回收、利用后道加工工序所产生的工艺废料，极大地增加了钛锭的原料制造成本。

发明内容

本实用新型就是针对上述不足，提出一种钛及钛合金的多电极真空非自耗电弧熔炼装置。

上述目的是通过下述方案实现的：

该装置以一个或者多个水冷铜电极为阴极，以水冷结晶器为阳极，以0.4-1.2大气压的氩气或者氦气为介质，通电使介质发生电离，形成高温、稳定的电弧，经过净化处理的钛及钛合金散碎的回炉料，通过加料口连续输送进入高温弧柱区而被熔化，形成金属液滴，当液态金属以液滴的形式通过4000-5000℃的电弧区时，金属液滴在高温、真空状况下实现脱气、除杂的净化过程，经过净化精炼的金属液滴汇集在水冷结晶器中凝固，在合金凝固过程中，依据溶解度差、密度差和分凝效应，合金得到进一步净化、提纯，最终得到成分均匀的钛及钛合金铸锭。

钛及钛合金的多电极真空非自秏电弧熔炼铸造装置由水冷坩埚1、结晶器内套1a、水套2、固定喷水头3、可动喷水头4、稳弧线卷5、坩埚冷却水道6、炉体7、检修人孔8、真空系统抽气口9、观察口10、水冷电极11、动密封盒12、阴极电缆13、极距调节装置14、电极导杆15、加料室16、密封料斗17、震动加料机18、加入弧柱区的散料19、阳极电缆20、弧区21、液态金属熔池22、铸锭23、坩埚出水口24、铸锭牵引装置25等部分组成。钛及钛合金多电极真空非自秏电弧熔炼装置的结构示意图，见图1。

根据上述装置，其特征在于，该电弧熔炼装置省去了电极制备工序，不需要庞大的电极压制设备和电极焊接装置，克服了传统自耗电弧炉电极制备工序繁杂，设备投资大弊端。简化了生产工艺、缩短了生产流程，大大减少了厂房和设备投资。

根据上述装置，其特征在于，该电弧熔炼装置直接以散碎的回炉料为原料，直接熔铸大规格铸锭，克服了传统电弧熔炼装置不能直接回收钛及钛合金回炉料的难题。

根据上述装置，其特征在于，炉体7的作用是容纳水冷电极11，形成与周围大气隔离的密闭的真空空间。炉体7要求具有良好的气密性，且与下部水冷坩埚1联接和拆卸方便，便于操作。在炉体7上开设有检修人孔8和真空系统抽气口9。观察装置10安装在炉体7上，一般每台炉至少对称安装2套观察装置和远程观察装置，用于观察电弧燃烧情况、熔炼情况和电极焊接情况。

根据上述装置，其特征在于，电极装置由水冷电极11、动密封盒12、阴极电缆13、极距调节装置14、电极导杆15组成，电极装置用于夹持水冷电极11，并在熔炼、加料过程调节电极的升降，控制熔炼电压。熔炼电源系统一般采用直流电源，以保持熔炼过程中电弧稳定（图中未示出）。