用于感应熔炼设备的冷壁感应嘴制造技术

本发明专利技术提供一种用于感应熔炼设备的冷壁感应嘴。该感应熔炼设备用于制造气雾化钛粉，且不具有传统熔炼操作的污染特性。该设备包括具有孔的分段式水冷底板，其由压实铜粉和铁粉制成的金属基复合材料构成。该底板和感应线圈共同作用从而在所述孔中产生均匀磁场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造气雾化钛粉的感应熔炼设备，该感应熔炼 设备不具有传统熔炼操作的污染特性。
技术介绍
在气雾化钛粉的传统制造中采用了熔嘴。熔嘴构造有由高纯度石墨 制成的缸体，缸体的一端内嵌有钽孔。在熔炼操作期间，利用电磁感应 将石墨缸体加热到钛的熔融温度。由于钽孔的熔点高于钛，因此其不会 熔化。但是，熔融的钛流过钽孔时会侵蚀钽孔的内表面。随着钽孔被侵 蚀，形成的熔融钛流直径变大。因此，熔融金属不能保持恒定流速，从 而杂质从熔嘴引入熔融金属流中。在大于IOO磅每炉的钛粉和钛合金粉的大规模制造中，需要寿命长的嘴计。尽管伴随着表征长寿命嘴的规模经济，需要去除元素碳、元 素钜和氧化铝耐火材料之类的污染源以确保产品的高纯度。当前的传统做法是利用水冷铜坩埚和炉床；但是这些做法所采用的用于隔离嘴的耐 火材料是生成的雾化钛合金粉的污染源。因此，本专利技术的目的在于提供一种用于利用感应熔炼制造高纯度钛 和钛合金粉的设备，以在具有相对于雾化粉末无污染的结构的水冷铜坩 埚中制造钛和钛合金粉的熔融体。
技术实现思路
本专利技术包括用于制造气雾化钛粉的感应熔炼设备，该设备具有安装在 螺线管感应加热线圈内的传导坩埚，在该坩埚的底部安装有分段式水冷板。所述分段式水冷板安装在位于所述坩埚的所述底部中的环状水冷板 内。所述分段式水冷板在它的中央部分具有孔。所述分段式水冷板由压实铜粉和铁粉混合物构成。所述压实铜粉和 铁粉混合物位于所述分段式水冷板的外径部分上。所述压实铜粉和铁粉 混合物可以位于所述分段式水冷板的外径部分和底面部分上。 在所述分段式水冷板的下方可以定位有感应加热线圈。 所述分段式水冷板和所述感应线圈共同作用从而在所述孔中产生均 匀磁场。所述分段式水冷板和所述感应线圈共同作用从而在所述分段式水冷 板的上方产生磁场。已研制出铜铁金属基复合材料，其在室温下形成铁磁材料。利用粉 末冶金技术，在高传导性铜粉中混合少量铁粉。然后混合产生的混合物 以使铁颗粒在铜粉中均匀分布。然后通过合适的装置在升高的温度下将混合粉末压制在一起，从而产生100%致密的固体，或者可将其压制在高传导性铜制成的实心杆或板上，或者压制在高传导性铜制成的中空缸体 的内部而形成梯度型材料。该复合材料的目的在于形成高磁通区域同时 保留铜的高导电导热性。 一旦将该材料嵌入螺线管或扁平型线圈中，就 可利用均匀的磁特性实现材料加工工业中所用的感应凝壳熔炼或磁通浓 縮器之类的工业用途。已研制出水冷铜分段板来限制来自大型感应凝壳熔炼坩埚底部的熔 融金属流。该板在置于由扁平型感应线圈产生的高频磁场内时用作辅助 感应器。通过适当设计，可将各板段内产生的涡电流集中到小区域(例如，？L)内，从而产生非常高的磁场区。该磁场又会在孔内的金属中感 生涡电流从而将金属熔化。通过熔融金属中的感生涡电流与分段板的孔 区域中产生的密集磁场的相互作用，所生成的力指向内，从而能够限制 熔融金属。通过适当的设计电磁板，可在该电磁板中的孔上方的区域中， 对位于包含水冷底部的熔炼坩埚(例如，冷壁感应坩埚)内的金属体的 底部进行加热而使其熔化。因此，在熔炼坩埚内第一次形成熔融池(借 助于该熔融池而在熔融池和电磁板之间自然形成固体凝壳)之后，可使 电磁板通电而将其用于以均匀方式熔化凝壳的底部。所述熔融池直接形 成在板孔的上方，使得形成的电动力致使装料从下方和上方贯通中心熔化。 一旦两个熔融区域相遇，就可调节所述板产生的磁场强度从而使熔 体漂浮或者可使熔融金属漂浮到孔区域中，熔融金属在孔区域会受到孔 区域内产生的密集磁场的限制。可通过使板中的磁场强度周期性变化而 实现对熔融金属流动的进一步控制。通过在水冷铜之类的导电材料制成的冷却环内嵌入分段式水冷底 板，熔炼坩埚的线圈和底板的扁平型线圈之间的电磁干扰被最小化或消 除。该环用作分流器，从而使两个磁场彼此隔离。此外，可对流经该环 的水进行控制以影响环顶部处的表面温度。这另外有益于对放在感应熔 炼坩埚内的装料的凝壳厚度进行控制。附图结合于此并构成了本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的一 个实施方式并与本说明书一起用于说明本专利技术的原理。附图说明图1是根据本专利技术的感应熔炼设备的一个实施方式的垂直剖视以及图1A是该设备的底部结构的视图。 ' 具体实施例方式以下详细参照本专利技术的当前实施方式，在附图中示出了其实施例。 在所有附图中尽可能使用相同的附图标记指代相同或相似部件。对于附图来说，示出了螺线管感应熔炼线圈1，其内具有分段式水 冷铜坩埚2。该坩埚装配有铜顶部13、罩14以及用于对其进行水冷的进 水口 12和出水口 11。在坩埚2的开口底部定位有环状的水冷铜底板7。 在底板7的开口内定位有分段式水冷铜板3。孔4和孔5定位在分段板3 的中央。感应线圈8位于分段板3下方。雾化气环10位于感应线圈8下 方。该气环10用于使从熔炼坩埚2流入分段板3的孔4然后通过分段板 3的孔5的熔融金属流雾化，熔流在孔5处受到磁场作用的限制。根据公 知的传统做法，在通过雾化腔之后将生成的粉末收集在合适的容器(未 示出)中。权利要求1、一种用于制造气雾化钛粉的感应熔炼设备，该设备包括安装在螺线管感应加热线圈内的传导坩埚；以及安装在所述坩埚的底部中的分段式水冷板。2、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述分段式水冷板安装在位 于所述坩埚的所述底部中的环状水冷板内。3、 根据权利要求2所述的设备，其中，所述分段式水冷板在它的中 央部分具有孔。4、 根据权利要求3所述的设备，其中，所述分段式水冷板由压实铜粉和铁粉混合物构成。5、 根据权利要求4所述的设备，其中，所述压实铜粉和铁粉混合物 位于所述分段式水冷板的外径部分上。6、 根据权利要求5所述的设备，其中，所述压实铜粉和铁粉混合物 位于所述分段式水冷板的外径部分和底面部分上。7、 根据权利要求6所述的设备，其中，在所述分段式水冷板的下方 定位有感应加热线圈。8、 根据权利要求7所述的设备，其中，所述分段式水冷板和所述感 应线圈共同作用从而在所述孔中产生均匀磁场。9、 根据权利要求8所述的设备，其中，所述分段式水冷板和所述感 应线圈共同作用从而在所述环状水冷板的上方产生磁场。全文摘要本专利技术提供一种用于感应熔炼设备的冷壁感应嘴。该感应熔炼设备用于制造气雾化钛粉，且不具有传统熔炼操作的污染特性。该设备包括具有孔的分段式水冷底板，其由压实铜粉和铁粉制成的金属基复合材料构成。该底板和感应线圈共同作用从而在所述孔中产生均匀磁场。文档编号F27B14/06GK101184970SQ200680018306 公开日2008年5月21日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年5月26日专利技术者C·弗雷德里克·约尔顿, 罗伯特·E·豪恩 申请人:科卢斯博材料有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造气雾化钛粉的感应熔炼设备，该设备包括：　　　　安装在螺线管感应加热线圈内的传导坩埚；以及　　　　安装在所述坩埚的底部中的分段式水冷板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特E豪恩，C弗雷德里克约尔顿，
申请(专利权)人：科卢斯博材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]