一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及有色金属加工技术领域，具体地说，涉及一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置。其包括炉壳和坩埚，所述炉壳外壁设置有感应炉电源、倾炉装置和真空及反冲氩气系统，所述炉壳底部内壁设置有铸模，所述铸模的底部设置有离心铸造机，该具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置中，通过设置的坩埚，坩埚由多块相互绝缘的扇形管拼接而成，切断坩埚上感应电流回路，消除坩埚上的电流集肤效应，使熔化功率主要集中在钛及钛合金炉料上，且坩埚内表面可形成一层金属凝壳炉衬，解决了感应熔炼电效率低、熔炼工艺无法进行以及坩埚和耐火炉衬对钛合金液污染大的难题。坩埚和耐火炉衬对钛合金液污染大的难题。坩埚和耐火炉衬对钛合金液污染大的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置


[0001]本技术涉及有色金属加工
，具体地说，涉及一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置。

技术介绍

[0002]钛是难熔的活性金属，熔点为1668℃，熔炼温度一般在1800
‑
2000℃，采用通用的燃料和加热方法无法熔炼钛及钛合金。常用的耐火材料炉衬是Al2O3、MgO、SiO2、CaO、ZrO等金属氧化物，在1700℃以上的高温和真空条件下，这些氧化物会发生软化，也容易分解，使耐火炉衬使用寿命降低甚至整体垮塌，分解产物氧和金属铝、锆等会污染钛及钛合金金属液，氧化物分解反应式如下：
[0003]在高温下，钛的化学活性极强，能从耐火材料炉衬氧化物中夺取氧，降低耐火炉衬使用寿命，影响铸锭产品的质量。
[0004]铝是钛合金中最常用、且含量较高的合金元素，氧化镁是真空熔炼最常用的耐火材料，在高温条件下，合金中的铝能和氧化镁炉衬发生置换反应，生成的金属镁被蒸发，加速置换反应的进行，既加速炉衬损耗、降低耐火炉衬寿命，又增加合金元素铝的损耗。
[0005]在高温、真空等条件下，耐火材料炉衬会发生软化、分解，钛及合金元素也能与炉衬氧化物发生剧烈的置换反应，使金属液吸氧而污染钛熔体，常用的熔炼装置和耐火炉衬无法盛装液态金属钛，也无法熔炼并得到合格的铸锭。
[0006]采用电弧炉熔炼钛及钛合金时，熔点低、蒸汽压高的合金元素挥发损失大,使生产成本上升，合金成分控制困难；电弧熔炼的熔池很浅，合金在高温期保持的时间极短，高密度和低密度夹杂来不及分离即被凝固入铸锭中，铸锭质量得不到有效保证。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本技术提供一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置，包括炉壳和坩埚，所述炉壳外壁设置有感应炉电源、倾炉装置和真空及反冲氩气系统，所述炉壳底部内壁设置有铸模，所述铸模的底部设置有离心铸造机，所述炉壳的顶部设置有感应熔炼装置和炉温检测控制系统，所述坩埚设置在炉壳内，所述坩埚内设置有炉管件，所述炉管件内设置有绝缘件，所述坩埚外壁设置有坩埚感应圈，所述坩埚感应圈的一端设置有感应圈进电进水口，另一端设置有感应圈出电出水口，坩埚包括坩埚底部，所述坩埚内设置有自生炉衬。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述炉管件包括第一扇形坩埚炉管、第二扇形坩埚炉管，第三扇形坩埚炉管、第四扇形坩埚炉管和第五扇形坩埚炉管和第六扇形坩埚炉管，所述绝缘件包括第二陶瓷绝缘层、第三陶瓷绝缘层第四陶瓷绝缘层和第五陶瓷绝缘层，每个所述绝缘件均设置在炉管件内，所述第一扇形坩埚炉管设置有第一扇形坩埚炉管进水
口，所述坩埚底部的底部开设有与第一扇形坩埚炉管进水口的第一扇形坩埚炉管出水口，所述坩埚底部还设置有坩埚底部的放射状水道，所述第一扇形坩埚炉管进水口与第一扇形坩埚炉管出水口之间设置有第一扇形坩埚炉管中空水道，所述第六扇形坩埚炉管内设置有第二扇形坩埚炉管进水口，所述第二扇形坩埚炉管进水口与第一扇形坩埚炉管进水口结构相同。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述炉壳一侧的下方设置有检修孔。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述炉壳的顶部设置有观察装置，所述观察装置位于坩埚的上方。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述炉壳内的压力为0.001
‑
100Pa之间。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述炉壳为一个密封结构。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述铸模的顶部设置有导流槽。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0016]该具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置中，通过设置的坩埚，坩埚由多块相互绝缘的扇形管拼接而成，切断坩埚上感应电流回路，消除坩埚上的电流集肤效应，使熔化功率主要集中在钛及钛合金炉料上，且坩埚内表面可形成一层金属凝壳炉衬，解决了感应熔炼电效率低、熔炼工艺无法进行以及坩埚和耐火炉衬对钛合金液污染大的难题。
附图说明
[0017]图1为本技术的整体截面结构示意图；
[0018]图2为本技术的整体截面结构剖视图。
[0019]图中各个标号意义为：
[0020]1、第一扇形坩埚炉管；1b、第一扇形坩埚炉管进水口；1c、第一扇形坩埚炉管中空水道；1d、第一扇形坩埚炉管出水口；
[0021]2、第二扇形坩埚炉管；2a、第二陶瓷绝缘层；3、第三扇形坩埚炉管；3a、第三陶瓷绝缘层；4、第四扇形坩埚炉管；4a、第四陶瓷绝缘层；5、第五扇形坩埚炉管；5a、第五陶瓷绝缘层；6、第六扇形坩埚炉管；6b、第二扇形坩埚炉管进水口；
[0022]7、金属液；8、自生炉衬；9、坩埚感应圈；9a、感应圈进电进水口；9b、感应圈出电出水口；10、坩埚底部；10a、坩埚底部的放射状水道；
[0023]11、感应熔炼装置；11a、炉壳；12、坩埚；13、炉温检测控制系统；14、观察装置；15、感应炉电源；16、倾炉装置；17、真空及反冲氩气系统；18、导流槽；19、检修孔；20、铸模；21、离心铸造机。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“
顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]实施例1
[0027]请参阅图1
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图2所示，本实施例提供一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置，包括炉壳11a和坩埚12，坩埚12内设置有金属液7，炉壳11a外壁设置有感应炉电源15、倾炉装置16和真空及反冲氩气系统17，倾炉装置16工作将坩埚12翻转，使坩埚 12内的金属液7倒入至铸模20内，炉壳11a底部内壁设置有铸模20，铸模20的底部设置有离心铸造机21，炉壳11a的顶部设置有感应熔炼装置11和炉温检测控制系统13，通过炉温检测控制系统13控制温度，可以使金属液长时间处于高温状态，确保难熔合金元素充分溶解，使熔池中的合金成分和温度保持均匀，有利于薄壁复杂铸件的浇注、成型，坩埚12设置在炉壳11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置，其特征在于：包括炉壳(11a)和坩埚(12)，所述炉壳(11a)外壁设置有感应炉电源(15)、倾炉装置(16)和真空及反冲氩气系统(17)，所述炉壳(11a)底部内壁设置有铸模(20)，所述铸模(20)的底部设置有离心铸造机(21)，所述炉壳(11a)的顶部设置有感应熔炼装置(11)和炉温检测控制系统(13)，所述坩埚(12)设置在炉壳(11a)内，所述坩埚(12)内设置有炉管件，所述炉管件内设置有绝缘件，所述坩埚(12)外壁设置有坩埚感应圈(9)，所述坩埚感应圈(9)的一端设置有感应圈进电进水口(9a)，另一端设置有感应圈出电出水口(9b)，坩埚(12)包括坩埚底部(10)，所述坩埚(12)内设置有自生炉衬(8)。2.根据权利要求1所述的具有自炉衬功能的感应熔炼钛及钛合金的装置，其特征在于：所述炉管件包括第一扇形坩埚炉管(1)、第二扇形坩埚炉管(2)，第三扇形坩埚炉管(3)、第四扇形坩埚炉管(4)和第五扇形坩埚炉管(5)和第六扇形坩埚炉管(6)，所述绝缘件包括第二陶瓷绝缘层(2a)、第三陶瓷绝缘层(3a)第四陶瓷绝缘层(4a)和第五陶瓷绝缘层(5a)，每个所述绝缘件均设置在炉管件内，所述第一扇形坩埚炉管(1)设置有第一扇形坩埚炉管进水口(1b)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，陈德明，孙小涵，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：新型
国别省市：