冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备制造技术

本实用新型专利技术属于真空冶金设备领域，尤其涉及一种冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，包括炉体（1）、高压进气管（11）、雾化仓（12）及真空系统（3）；炉体（1）包括熔炼电极（23）、底注电极（24）、水冷铜坩埚壁（14）、水冷铜坩埚底（16）、熔炼感应线圈（17）、底注感应线圈（18）及喷盘（21）；熔炼感应线圈（17）固定设于水冷铜坩埚壁（14）的外壁；底注感应线圈（18）固定设于水冷铜坩埚底（16）的外壁；喷盘（21）固定置于水冷铜坩埚底（16）的底部；雾化仓（12）位于炉体（1）的下部，且与炉体（1）工作腔相通。本实用新型专利技术能耗低，工作效率高，粉末质量好且成分粒径可控，安全性好。

Equipment for preparing titanium powder by cold crucible bottom pouring type induction atomization

The utility model belongs to the field of vacuum metallurgy equipment, especially relates to a cold crucible bottom pouring type induction atomization titanium powder preparation equipment, comprising a furnace body (1), high pressure air inlet pipe (11), (12) and vacuum atomization chamber system (3); the furnace body (1) comprises melting electrode (23), note the bottom electrode (24), a water-cooled copper crucible wall (14), a water cooled copper crucible bottom (16), melting induction coil (17), bottom note induction coil (18) and spray disc (21); melting induction coil (17) is fixed in a water-cooled copper crucible wall (14) of the outer wall of the bottom note; the induction coil (18) is arranged in a water-cooled copper crucible bottom (16) of the outer wall; spray disc (21) placed in a water-cooled copper crucible bottom (16) at the bottom of the bin; (12) atomization furnace body (1) is located in the lower part, and the furnace body (1) cavity. The utility model has the advantages of low energy consumption, high work efficiency, good powder quality, controllable particle size and good safety.

【技术实现步骤摘要】
冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备
本技术属于真空冶金设备领域，尤其涉及一种冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备。
技术介绍
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(lavitationtype)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。
技术实现思路
本技术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，并可实现多种难熔活泼金属雾化的冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备。为解决上述技术问题，本技术是这样实现的。冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，它包括炉体、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；所述炉体包括熔炼电极、底注电极、水冷铜坩埚壁、水冷铜坩埚底、熔炼感应线圈、底注感应线圈及喷盘；所述熔炼感应线圈固定设于水冷铜坩埚壁的外壁；所述底注感应线圈固定设于水冷铜坩埚底的外壁；所述喷盘固定置于水冷铜坩埚底的底部；高压低温氩气通过高压进气管进入炉体内的喷盘；所述雾化仓位于炉体的下部，且与炉体工作腔相通；所述熔炼电极及底注电极依次分别与熔炼感应线圈和底注感应线圈相连接。作为一种优选方案，本技术在所述炉体上还设有合金加料机构、安全阀、红外测温机构、热电偶测温机构及爆破排放装置；所述合金加料机构、安全阀、红外测温机构、热电偶测温机构及爆破排放装置的工作端分别与炉体工作腔相通。进一步地，本技术所述炉体可采用双层水冷夹套结构；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可设有多个独立的加料杯,底部设有可摆动的下料流槽。进一步地，本技术所述水冷铜坩埚壁可采用多组带有独立循环水道的铜坩埚瓣拼接而成；所述水冷铜坩埚底可采用带有切缝锥形结构。进一步地，本技术在所述水冷铜坩埚底上设有陶瓷喷管；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，且穿过喷盘。进一步地，本技术所述陶瓷喷管的锥度为60°＜a＜110°。进一步地，本技术所述陶瓷喷管喷口内径范围为10mm＜L＜100mm。本技术结构简单，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工作效率，通常一炉次工作周期小于1.5小时；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；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、氧增量低（小于600ppm）；本技术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技术作进一步说明。本技术的保护范围不仅局限于下列内容的表述。图1为本技术整体结构示意图。图2为本技术俯视图。图3为本技术内部视图。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、热电偶测温机构；8、操作平台；9、电源系统；10、爆破排放装置；11、高压进气管；12、雾化仓；13、坩埚壁进回水环；14、水冷铜坩埚壁；15、坩埚底进回水环；16、水冷铜坩埚底；17、熔炼感应线圈；18、底注感应线圈；19、陶瓷喷管；20、陶瓷导管；21、喷盘；22、支撑框架；23、熔炼电极；24、底注电极。具体实施方式如图所示，冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，包括炉体1、高压进气管11、雾化仓12及真空系统3；所述真空系统3的端口与炉体1工作腔相通；所述炉体1包括熔炼电极23、底注电极24、水冷铜坩埚壁14、水冷铜坩埚底16、熔炼感应线圈17、底注感应线圈18及喷盘21；所述熔炼感应线圈17固定设于水冷铜坩埚壁14的外壁；所述底注感应线圈18固定设于水冷铜坩埚底16的外壁；所述喷盘21固定置于水冷铜坩埚底16的底部；高压低温氩气通过高压进气管11进入炉体1内的喷盘21；所述雾化仓12位于炉体1的下部，且与炉体1工作腔相通；所述熔炼电极23及底注电极24依次分别与熔炼感应线圈17和底注感应线圈18相连接。本技术在所述炉体1上还设有合金加料机构4、安全阀5、红外测温机构6、热电偶测温机构7及爆破排放装置10；所述合金加料机构4、安全阀5、红外测温机构6、热电偶测温机构7及爆破排放装置10的工作端分别与炉体1工作腔相通。本技术所述炉体1采用双层水冷夹套结构；所述红外测温机构6采用球铰链结构；所述合金加料机构4内部设有多个独立的加料杯,底部设有可摆动的下料流槽。本技术所述水冷铜坩埚壁14采用多组带有独立循环水道的铜坩埚瓣拼接而成；所述水冷铜坩埚底16采用带有切缝锥形结构。本技术在所述水冷铜坩埚底16上设有陶瓷喷管19；在所述陶瓷喷管19底部设有陶瓷导管20；所述陶瓷导管20上部端口与陶瓷喷管19底口垂直套接，且穿过喷盘21。本技术所述陶瓷喷管19的锥度为60°＜a＜110°。本技术所述陶瓷喷管19喷口内径范围为10mm＜L＜100mm。在具体实际设计时，冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备包括炉体1采用立式哈壳形式，打开炉门2后，内部整体露出便于装取炉料及日常安装维护。系统包括真空系统3、合金加料机构4、安全阀5、红外测温机构6、热电偶测温机构7、爆破排放装置10、高压进气管11及雾化仓12；上述设计单元均与炉体1工作腔相通。炉体1包括坩埚壁进回水环13、水冷铜坩埚壁14、坩埚底进回水环15、水冷铜坩埚底16、熔炼感应线圈17、底注感应线圈18、陶瓷喷管19、陶瓷导管20及喷盘21；上述设计单元安装在支撑框架22上。熔炼电极23和底注电极24通过密封结构分别与炉体内的熔炼感应线圈17和底注感应线圈18相连接，电极外部通过铜排与电源系统9相连接。本技术所述炉体1采用立式哈壳双层水冷夹套结构；所述红外测温机构6采用球铰链结构可实现熔液任意位置的测量并可实现对红外镜头的氩气清扫；同时安装有热电偶测温机构7用来校验红外测温的准确性；所述合金加料机构4内部有多个独立的加料杯底部有可摆动的下料流槽，可实现熔炼过程中多种合金料独立的添加。本技术所述水冷铜坩埚壁14采用多组带有独立循环水道的铜坩埚瓣拼接而成，降低了加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，其特征在于，包括炉体（1）、高压进气管（11）、雾化仓（12）及真空系统（3）；所述真空系统（3）的端口与炉体（1）工作腔相通；所述炉体（1）包括熔炼电极（23）、底注电极（24）、水冷铜坩埚壁（14）、水冷铜坩埚底（16）、熔炼感应线圈（17）、底注感应线圈（18）及喷盘（21）；所述熔炼感应线圈（17）固定设于水冷铜坩埚壁（14）的外壁；所述底注感应线圈（18）固定设于水冷铜坩埚底（16）的外壁；所述喷盘（21）固定置于水冷铜坩埚底（16）的底部；高压低温氩气通过高压进气管（11）进入炉体（1）内的喷盘（21）；所述雾化仓（12）位于炉体（1）的下部，且与炉体（1）工作腔相通；所述熔炼电极（23）及底注电极（24）依次分别与熔炼感应线圈（17）和底注感应线圈（18）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，其特征在于，包括炉体（1）、高压进气管（11）、雾化仓（12）及真空系统（3）；所述真空系统（3）的端口与炉体（1）工作腔相通；所述炉体（1）包括熔炼电极（23）、底注电极（24）、水冷铜坩埚壁（14）、水冷铜坩埚底（16）、熔炼感应线圈（17）、底注感应线圈（18）及喷盘（21）；所述熔炼感应线圈（17）固定设于水冷铜坩埚壁（14）的外壁；所述底注感应线圈（18）固定设于水冷铜坩埚底（16）的外壁；所述喷盘（21）固定置于水冷铜坩埚底（16）的底部；高压低温氩气通过高压进气管（11）进入炉体（1）内的喷盘（21）；所述雾化仓（12）位于炉体（1）的下部，且与炉体（1）工作腔相通；所述熔炼电极（23）及底注电极（24）依次分别与熔炼感应线圈（17）和底注感应线圈（18）相连接。2.根据权利要求1所述的冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，其特征在于：在所述炉体（1）上还设有合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、热电偶测温机构（7）及爆破排放装置（10）；所述合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟鑫，马海玲，杨洪帅，孙足来，
申请(专利权)人：沈阳真空技术研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21