A high-performance vacuum induction melting system for ultra-pure alloy comprises a conventional vacuum induction melting furnace and a cooling system, including a bottom blowing system of double permeable bricks on both sides of the bottom of the crucible, a feeding chamber, a wire feeding device, a temperature sampling and slag sticking joint device, and an L-shaped multifunctional tundish and a plug rod. It can control N, O, S, residual desulfurizer, inclusion and slag effectively at the same time, and realize pure purification manufacture of high performance alloy.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统及其使用方法
本专利技术属于特种冶金领域,具体涉及高性能金属材料真空冶金过程中使用的熔炼系统及其使用方法。
技术介绍
真空感应熔炼(VIM)是高性能金属制造主要的初始熔炼手段,自1920年左右得到工业化应用,并随着航空航天领域对以高温合金为代表的高性能合金材料需求及要求的不断提升,而在功能和吨位等方面得到持续发展。典型的真空感应熔炼系统由电源、真空系统、密封性良好的炉体、内部熔炼装置(感应线圈、耐材坩埚、中间包、钢锭模)组成。真空感应熔炼作为高性能合金的初始熔炼手段,通常与电渣重熔(ESR)、真空电弧重熔(VAR)组成铸锭联合生产工艺,包括VIM-VAR、VIM-ESR、VIM-ESR-VAR。从功能的角度,上述工艺流程对VIM的要求为精确的合金成分控制,超低有害元素含量,优异的纯净化水平。基于良好的真空氛围,目前的真空感应熔炼均可以使高性能合金的成分得到准确的控制,并使有害元素的脱除效率和效果显著提升。高性能合金的纯净化指N、O、S杂质元素,以及夹杂物/夹渣的控制。S含量是影响材料疲劳寿命的重要因素,VIM是脱硫的主要环节,同时还必须考虑残余脱硫剂含量的控制(对于VIM-VAR工艺流程而言尤为重要)。此外,高性能合金通常含有Nb、Ti、Al等与N、O亲和力大的元素,坩埚炉衬和中间包在高温熔炼过程也不可避免会受到侵蚀,再加上脱硫产物,由此形成的夹杂物、夹渣极易成为高性能材料制成部件的裂纹源。综上所述,真空感应熔炼高性能合金在纯净化方面的要求为同时以合理的成本实现N、O、S、残余脱硫剂、夹杂物、夹渣的控制。但目前的真空熔 ...
【技术保护点】
1.一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,包括常规真空感应熔炉以及冷却系统,其特征在于还包括坩埚外底部两侧的双透气砖底吹系统、补加料室、喂线装置、测温取样粘渣联合装置和L形多功能中间包及塞棒,与熔炼室相连的补加料室、测温取样粘渣联合装置及浇铸室设有三组真空隔离阀,其中双透气砖底吹系统位于坩埚底部1/2半径处;喂线装置集成在设于真空感应熔炉炉盖上方的补加料室内,通过马达驱动镍镁或镍钙包芯线经导向管后插入熔池;测温取样粘渣联合装置位于真空感应炉炉盖顶侧部;L形多功能中间包位于熔炼室和浇铸室之间,塞棒位于中间包水口上部,当中间包处于浇注位置,在浇注开始时堵住水口。
【技术特征摘要】
1.一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,包括常规真空感应熔炉以及冷却系统,其特征在于还包括坩埚外底部两侧的双透气砖底吹系统、补加料室、喂线装置、测温取样粘渣联合装置和L形多功能中间包及塞棒,与熔炼室相连的补加料室、测温取样粘渣联合装置及浇铸室设有三组真空隔离阀,其中双透气砖底吹系统位于坩埚底部1/2半径处;喂线装置集成在设于真空感应熔炉炉盖上方的补加料室内,通过马达驱动镍镁或镍钙包芯线经导向管后插入熔池;测温取样粘渣联合装置位于真空感应炉炉盖顶侧部;L形多功能中间包位于熔炼室和浇铸室之间,塞棒位于中间包水口上部,当中间包处于浇注位置,在浇注开始时堵住水口。2.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,其特征在于所述喂线装置由真空隔离阀、包芯线及其卷曲轴、转动轴、导向管、喂线装置马达组成,真空隔离阀位于装置下方,包芯线及其卷曲轴装在转动轴上,马达与转动轴相连,导向管焊在转动轴下方,采用微型马达作为驱动,芯部包镁或钙粉的镍线卷置于可转动轴中,线头插入装置下部的导向管,开动喂线装置马达将包芯线插入熔池。3.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,其特征在于所述包芯线是采用纯镍带和钙粉或镁粉,在制线机上制成咬口式镍钙或镍镁包芯线。4.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,其特征在于所述L型中间包系统的塞棒,上端为带有循环水冷的双壁金属管,该金属管与浇铸室顶部连接,采用液压进行升降控制;下端为耐火材料制成的塞棒,塞棒下端为圆锥形,可插入中间包水口并封堵溶液流出,塞棒上端与金属管采用螺纹连接。5.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统,其特征在于所述可加热的L型中间包耐材内部嵌入了不少于2根电加热电阻丝,且中间包放入浇...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈海军,张丕军,程兴德,
申请(专利权)人:江苏集萃先进金属材料研究所有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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