[发明专利]一种对海绵钛均匀增氧的装置及其方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及有色金属冶金领域，具体涉及一种对海绵钛均匀增氧的装置及其方法。

【背景技术】

已知的，海绵钛是钛锭熔炼的原材料，为了达到特定的强度级别，钛及钛合金在熔炼过程中需要添加二氧化钛进行增氧，本领域技术人员往往采用专用混料机先将海绵钛与二氧化钛混料，然后将混好的料进行压块及电极组焊，然后在电极熔炼过程中实现增氧，但由于粉末状二氧化钛在海绵钛表面附着性差，容易局部偏聚，导致二氧化钛添加不均匀及钛锭氧偏析，有时甚至出现硬α冶金缺陷等，为了提高钛锭氧元素均匀性，通常需要进行三次熔炼，这样不仅流程长、效率低、成本高，依然无法彻底解决钛锭均匀增氧的问题；此外，上述钛锭增氧工艺也不能满足先进EB熔炼高效生产、散料装炉的要求；而要想控制钛锭均匀增氧，可以通过控制海绵钛均匀增氧实现。

申请人经过详细检索，目前还没有发现通过加热氧化实现海绵钛均匀增氧的相关专利或文献报道。

【发明内容】

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种对海绵钛均匀增氧的装置及其方法，本发明通过在加热炉内设置电加热辐射管和炉内风机，使加热炉内混合后的气体均匀的分别在加热炉内，有效的解决了钛锭均匀增氧的问题，并通过控制加热炉的加热温度、加热时间及通入的气氛，在海绵钛表面形成一层均匀氧化膜，实现稳定控制海绵钛氧含量及均匀增氧目的，本发明具有流程短、效率高，可实现规模生产的优点。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种对海绵钛均匀增氧的装置，包括布料机构、加热炉、气氛预混器、氧分析仪、冷却机构和传送网带，在所述加热炉的内部间隔设有上下两排电加热辐射管，在两排电加热辐射管之间设有贯穿加热炉进出口的传送网带，在上排电加热辐射管上方的炉壁上设有炉内风机，在所述炉内风机的一侧设有混合气体输入管，所述混合气体输入管连接气氛预混器，所述气氛预混器连接氧分析仪，气氛预混器分别连接氧化气氛输入管路和保护气氛输入管路，在加热炉4的进口端设有布料机构，在加热炉的出口端设有冷却机构11形成所述的对海绵钛均匀增氧的装置。

所述的对海绵钛均匀增氧的装置，所述加热炉内设置的电加热辐射管设置为一排时，电加热辐射管设置在传送网带的上方。

所述的对海绵钛均匀增氧的装置，所述加热炉的进口端与布料机构之间设有阻气帘，所述阻气帘设置在传送网带的上方。

所述的对海绵钛均匀增氧的装置，所述加热炉的出口端与冷却机构之间设有阻气帘，所述阻气帘设置在传送网带的上方。

一种对海绵钛均匀增氧的方法，所述增氧的方法包括如下步骤：

第一步、首先将海绵钛放置在传送网带上并由传送网带带着海绵钛进入布料机构，由布料机构使海绵钛在传送网带均匀布料，然后由传送网带带着海绵钛进入加热炉内；

第二步、接上步，开启加热炉，并设置加热炉的温度以及保温时间，加热炉的加热温度范围为300～700℃，加热时间范围为10～60min；

第三步、接上步，设置加热炉内的加热气氛，加热气氛氧气浓度范围为20～60%，此时增氧量越大则氧气浓度越高，然后从氧化气氛输入管路通入氧化气氛，从保护气氛输入管路通入保护气氛，两种气氛在气氛预混器中进行混合，然后通过氧分析仪上显示的数据来调节氧化气氛输入管路及保护气氛输入管路的流量，进而实现加热气氛氧气浓度控制；

第四步、接上步，混合后的气氛经混合气体输入管送入加热炉，加热炉内设置的炉内风机增加气氛对流，实现有效加热区内加热温度及加热气氛的均匀性，进一步，在加热炉入口及出口分别设置阻气帘，同时加热炉内加热气氛保持正压，以隔离加热炉外的气体进入加热炉内；

第五步、接上步，海绵钛在加热过程中其表面会形成一层附着性强的自生均匀氧化膜，此时通过调节加热温度、加热时间及加热气氛中氧气浓度，即可控制氧化膜的厚度，进而实现不同需求增氧的目标值；

第六步、接上步，海绵钛在加热炉内完成增氧目标值后，由传送网带带着海绵钛移动，海绵钛经冷却机构冷却后即可。

所述的对海绵钛均匀增氧的方法，所述第一步中的均匀布料，其布料宽度为300～1200mm，布料高度为13～80mm。

所述的对海绵钛均匀增氧的方法，所述第三步中的氧化气氛为氧气或空气，所述保护气氛为氩气。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：