真空电子束熔炼炉的竖直进料系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统，包含：一直通式的竖直进料室，立在炉体上方且与炉体固定联通；一竖直进料固定架，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。利用其可采用竖直进料系统对料锭进行熔炼，能满足二次熔炼的工艺要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统。
技术介绍
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恪炼时，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。
技术实现思路
本技术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，本技术采取以下设计方案: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:I)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。本技术的优点是:I)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，因此在恪炼时，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；3)料锭拉杆外圆光洁，内部形成环形循环水道，便于设备进行水冷却；且端部采用旋转连接件，保证料锭接杆能在自身旋转过程中冷却水自由供给；4)动密封组件两端采用双密封结构，保证料锭在竖直进给运动时动密封组件与料锭拉杆外壁的真空密封；中间部分设有抽真空快卸法兰，通过真空泵对动密封组件进行抽真空，能保证动密封组件内部空间的真空度；5)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，方便内部的轴承润滑。【附图说明】图1为本技术真空电子束熔炼炉的竖直进料系统结构示意图。图2a为本技术竖直进料固定架结构示意图(主视图)。图2b为本技术竖直进料固定架结构示意图(侧视图)。图3为本技术竖直进料室冷却水机构示意图。图4为本技术动密封组件结构示意图。图中:1.升降伺服电机；2.电机连接座；3.动力传动件；4.丝杆轴承座；5.竖直进料固定架；501.上支撑板；502.纵向导轨安装基体；503.下支撑板；6.滚珠丝杠副；7.滑块导轨组件；8.料锭旋转电机；9.往复运动固定座；10.料锭拉杆轴承座；11.料锭拉杆;12.动密封组件;1201.密封导向件；导向筒.1202 ;1203.快卸法兰;1204.通油孔；13.竖直进料室；1301.竖直进料室内筒；1302.竖直进料室冷却水套；1303.法兰；1304.螺旋水道；14.竖直进料室观察窗；15.料锭；16.冷却进水口 ；17.冷却回水口 ；18.炉体连接法兰；19.炉体；20.电子枪；21.料锭卡头；22.防辐射罩。下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步详细说明。【具体实施方式】参阅图1所示，本技术真空电子束熔炼炉的竖直进料系统主要包括有:竖直进料室13、竖直进料固定架5及在其上固定安装的可实现料锭转动和进给的机构。所述的竖直进料室13为直通式，伫立在真空电子束熔炼炉的炉体19上方，且竖直进料室13通过炉体连接法兰18固定在炉体19上，在电子枪20的高能电子束扫射下，料锭15端部持续旋转且向下进给运动，始终保持料锭端部处于电子枪高能电子束的扫射范围内，实现连续熔炼。图3为竖直进料室冷却水机构示意图，是在竖直进料室内筒1301上加设竖直进料室冷却水套1302，水套内可以采用双向的螺旋水道1304的布局，该水道呈由进口先下行至竖直进料室底部，继而循环至冷却水出口方式，使竖直进料室内各部位均有冷却水均匀通过，且水温保持一致，以此获取更理想的水冷效果。所述的竖直进料固定架5固定安装在竖直进料室的上方，由上撑板501、下支撑板503和纵向导轨安装基体502组合构成；竖直进料固定架5是竖直进料系统料锭转动和料锭进给运动的固定支架，是实现竖直进料系统料锭转动与竖直进给运动的机构体。实现竖直进料系统料锭转动与竖直进给运动的机构一实施例具体构成是:一由升降伺服电机I及由其驱当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空电子束熔炼炉的竖直进料系统，其特征在于包含有：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、下支撑板和纵向导轨安装基体组合构成；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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁堃，孙照富，郭文亮，魏中青，陈俊，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：新型
国别省市：北京;11