连续式冷坩埚感应雾化制备钛粉设备制造技术

本发明专利技术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，包括炉体（1）、高压进气管（11）、雾化仓（12）及真空系统（3）；炉体（1）包括合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、重力料爪加料机构（7）、螺旋送料机构（8）、爆破排放装置（10）、熔炼电极（20）、底注电极（21）、水冷坩埚系统（13）、熔炼感应线圈（14）、底注感应线圈（15）及环孔形喷盘（18）；重力料爪加料机构（7）的加料腔上横向设有气动插板阀（22）。本发明专利技术可连续生产，出粉率高氧含量低，粉末成份和粒径可控，设备结构简单，加工制造与维护成本低，安装方便，节能环保，安全性好。

Continuous cold crucible induction atomizing preparation of titanium powder equipment

The invention belongs to the field of vacuum metallurgy equipment, especially relates to a continuous cold crucible induction atomizing preparation of titanium powder equipment, comprising a furnace body (1), high pressure air inlet pipe (11), (12) and vacuum atomization chamber system (3); the furnace body (1) comprises an alloy feeding mechanism (4), the safety valve (5), infrared temperature measuring mechanism (6), gravity feed claw feeding mechanism (7), a spiral feeding mechanism (8), (10) blasting discharge device and melting electrode (20) and bottom electrode (21), injection water cooled crucible system (13), melting induction coil (14), the bottom note induction coil (15) and ring shaped hole spray disc (18); gravity feeding claw feeding mechanism (7) of the feeding cavity is transversely arranged on the pneumatic gate valve (22). The invention has the advantages of continuous production, high rate of powder extraction, low oxygen content, controllable powder composition and particle size, simple equipment structure, low cost for processing and manufacturing and maintenance, convenient installation, energy saving, environmental protection and good safety.

【技术实现步骤摘要】
连续式冷坩埚感应雾化制备钛粉设备
本专利技术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。
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
本专利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，本专利技术是这样实现的：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，本专利技术所述炉体可采用立式哈壳双层水冷夹套结构。进一步地，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术所述陶瓷喷管的锥度为90°；所述陶瓷喷管的管径为DN20。本专利技术结构简单，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）；本专利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专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局限于下列内容的表述。图1为专利技术整体结构示意图。图2为专利技术俯视图。图3为本专利技术内部视图。图4为本专利技术重力爪加料机构。图5为本专利技术螺旋送料机构。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。具体实施方式如图所示，连续式冷坩埚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包括合金加料机构4、安全阀5、红外测温机构6、重力料爪加料机构7、螺旋送料机构8、爆破排放装置10、熔炼电极20、底注电极21、水冷坩埚系统13、熔炼感应线圈14、底注感应线圈15及环孔形喷盘18；所述合金加料机构4、安全阀5、红外测温机构6、重力料爪加料机构7、螺旋送料机构8及爆破排放装置10的工作端分别与炉体1工作腔相通；所述熔炼感应线圈14固定设于水冷坩埚系统13上部外壁；所述底注感应线圈15固定设于水冷坩埚系统13底部外壁；在所述水冷坩埚系统13底部设有陶瓷喷管16；在所述陶瓷喷管16底部设有陶瓷导管17；所述陶瓷导管17上部端口与陶瓷喷管16底口垂直套接，且穿过环孔形喷盘18；高压低温氩气通过高压进气管11进入炉体1内的环孔形喷盘18；所述重力料爪加料机构7的加料腔上横向设有气动插板阀22。本专利技术所述炉体1可采用立式哈壳双层水冷夹套结构。本专利技术所述红外测温机构6可采用球铰链结构；所述合金加料机构4内部有多个独立的加料杯。本专利技术在所述炉体1内腔通过气动球阀23与螺旋送料机构8腔体相连；在所述螺旋送料机构8底部设有下料流槽24。本专利技术所述陶瓷喷管16的锥度为90°；所述陶瓷喷管16的管径为DN20。本专利技术炉体采用立式哈壳形式，打开炉门后，内部整体露出便于装取炉料及日常安装维护。在具体设计时，本专利技术包括真空系统、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、电源系统、爆破排放装置、高压进气管及雾化仓；上述单元模块均与炉体工作腔体相通。本专利技术炉体包括水冷坩埚系统、熔炼感应线圈、底注感应线圈、陶瓷喷管、陶瓷导管、环孔形喷盘安装在支撑框架上，作为整体结构与炉体固定连接；熔炼电极和底注电极通过密封结构分别与炉体内的熔炼感应线圈和底注感应线圈相连接，电极外部通过铜排与电源系统相连接。本专利技术在所述炉体采用立式哈壳双层水冷夹套结构；所述红外测温机构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；所述合金加料机构内部有多个独立的加料杯，可实现熔炼过程中多种合金料独立的添加。本专利技术在所述炉体上通过气动插板阀与重力料爪加料机构相连，其腔体开有真空接口和充气口，可实现在不破坏炉体真空或气氛环境下棒状物料的添加。本专利技术在所述炉体上通过气动球阀与螺旋送料机构相连，其腔体开有真空接口和充气口，底部有可摆动的下料流槽,不但可实现在不破坏炉体真空或气氛环境下碎块或海绵钛的添加，还可实现熔炼过程中连续定量添加。本专利技术感应熔炼部分由上下两组线圈组成，其上部为熔炼感应线圈通入中频电流用于熔化物料，其下部为锥形底注感应线圈通入高频电流用于加热喷嘴使熔液从坩埚底部流出；电源系统将中频感应系统与高频感应系统整合到同一电源柜内，通过熔炼电极和底注电极分别与两组线圈相连通。本专利技术高压低温氩气通过高压进气管进入环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续式冷坩埚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）包括合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、重力料爪加料机构（7）、螺旋送料机构（8）、爆破排放装置（10）、熔炼电极（20）、底注电极（21）、水冷坩埚系统（13）、熔炼感应线圈（14）、底注感应线圈（15）及环孔形喷盘（18）；所述合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、重力料爪加料机构（7）、螺旋送料机构（8）及爆破排放装置（10）的工作端分别与炉体（1）工作腔相通；所述熔炼感应线圈（14）固定设于水冷坩埚系统（13）上部外壁；所述底注感应线圈（15）固定设于水冷坩埚系统（13）底部外壁；在所述水冷坩埚系统（13）底部设有陶瓷喷管（16）；在所述陶瓷喷管（16）底部设有陶瓷导管（17）；所述陶瓷导管（17）上部端口与陶瓷喷管（16）底口垂直套接，且穿过环孔形喷盘（18）；高压低温氩气通过高压进气管（11）进入炉体（1）内的环孔形喷盘（18）；所述重力料爪加料机构（7）的加料腔上横向设有气动插板阀（22）。...

【技术特征摘要】
1.一种连续式冷坩埚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）包括合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、重力料爪加料机构（7）、螺旋送料机构（8）、爆破排放装置（10）、熔炼电极（20）、底注电极（21）、水冷坩埚系统（13）、熔炼感应线圈（14）、底注感应线圈（15）及环孔形喷盘（18）；所述合金加料机构（4）、安全阀（5）、红外测温机构（6）、重力料爪加料机构（7）、螺旋送料机构（8）及爆破排放装置（10）的工作端分别与炉体（1）工作腔相通；所述熔炼感应线圈（14）固定设于水冷坩埚系统（13）上部外壁；所述底注感应线圈（15）固定设于水冷坩埚系统（13）底部外壁；在所述水冷坩埚系统（13）底部设有陶瓷喷管（16）；在所述陶瓷喷管（16）底部设有陶瓷导管（17）；所述陶...

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