[发明专利]磁控电弧扫描式冷床熔炼装置

说明书

技术领域

本发明属于冷床熔炼技术领域，具体涉及一种磁控电弧扫描式冷床熔炼装置。

背景技术

钛及其钛合金是具有独特性能的新型材料和重要的生物材料，其具有以往金属制品无可比拟的优点，因而在目前是最具有应用前景的新型结构金属材料，目前，冷床熔炼有电子束冷床熔炼和等离子束冷床熔炼两种，冷床熔炼对于金属冶炼有着重要的作用，是一种重要的金属提纯和废金属回收的装备，熔融金属液在流经冷床过程中，高密度的重金属夹杂颗粒下沉到冷床底部，而氮化物、氧化物、氢化物和低密度杂质高温挥发或熔化熔解，电子束冷床炉作为一种可以回收钛合金残料的熔炼装备在钛行业被广泛使用；而电子束冷床炉和等离子束冷床炉造价高，电子束需要额外的磁控装置来完成冷床扫描，等离子束需要额外的机械装置来扫描熔池，高昂的设备成本大大限制了钛合金等稀贵金属的回收，因此，有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种磁控电弧扫描式冷床熔炼装置，通过钨环与圆形冷床放电后产生直流电弧后使直流电弧在极性相反的上部电磁铁和下部电磁铁之间形成的磁场作用下，产生沿钨环与圆形冷床作圆周运动的扫描电弧，从而将加入圆形冷床内的待熔炼金属熔融后流至出料结晶器排出，结构简单，安装方便，造价成本大大低于目前的等离子冷床炉和电子束冷床炉的成本。

本发明采用的技术方案：磁控电弧扫描式冷床熔炼装置，具有圆形冷床，所述圆形冷床上方设有冷水电极且圆形冷床和冷水电极分别接电源的正极和负极，绕制有上线圈的上铁芯设于冷水电极的中心孔内且上线圈通电后上线圈和上铁芯形成上部电磁铁，绕制有下线圈的下铁芯设于圆形冷床的中心孔内且下线圈通电后下线圈和下铁芯形成下部电磁铁，所述上部电磁铁和下部电磁铁的极性相反，所述冷水电极下端面设有钨环且钨环与圆形冷床放电后产生的直流电弧在磁场作用下产生沿钨环与圆形冷床作圆周运动的扫描电弧，待熔炼金属由设于圆形冷床上端的加料口进入圆形冷床内熔融后金属液体流至设于圆形冷床中的出料结晶器排出。

其中，所述圆形冷床上制有中心孔且圆形冷床上端面绕中心孔制有U形槽床，所述U形槽床内设有挡板，所述圆形冷床上端边沿处设有进料口且进料口位于挡板一侧，所述U形槽床内设有出料结晶器且出料结晶器位于挡板另一侧，所述出料结晶器上端与U形槽床连通且出料结晶器下端穿过并伸出圆形冷床底面后置于其外部，待熔炼金属由进料口进入圆形冷床内熔融后金属液体从挡板一侧的U形槽床流至挡板另一侧的U形槽床后从出料结晶器排出。

进一步地，所述冷水电极下端面制有凹槽且钨环镶嵌至凹槽内。

进一步地，所述圆形冷床、出料结晶器和挡板为一体式结构。

进一步地，所述圆形冷床床壁内部和冷水电极环形壁内部均制有水道，所述圆形冷床上的水道位于U形槽床和圆形冷床底面之间，所述水道与外部的冷却水管连接。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本结构造价大大低于目前的等离子冷床炉和电子束冷床炉，可以极大的促进钛合金回收事业的拓展，为国家节约原料的同时为提高残料回收品质做出贡献；

2、U形槽床内设置的挡板将熔融后的金属液体在U形槽床内流动的起点和终点划分后，利于熔融后的金属液体由U形槽床的一端流至其另一端，在流动过程中便于高密度的重金属夹杂颗粒下沉到U形槽床的底部，而氮化物、氧化物、氢化物和低密度杂质易于挥发与熔化、熔解；

3、结构简单，易于使用和安装，本结构的电源和真空系统与现在被广泛使用的真空自耗炉相同，方便本结构的升级改造；

附图说明

图1为本发明爆炸结构示意图；

图2为本发明冷水电极结构示意图；

图3为本发明圆形冷床结构示意图；

图4为本发明冷水电极和圆形冷床接电源后的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4描述本发明的一种实施例。