[实用新型]冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备

说明书

技术领域

本实用新型属于真空冶金设备领域，尤其涉及一种冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备。

背景技术

感应熔炼技术是一种先进的熔炼手段，它去除了熔炼过程中气氛和加热源对炉料的污染。但一般的真空感应熔炼技术不能防止炉料与坩埚之间的反应，尤其在熔炼活泼金属或高纯度金属时，这种影响非常严重。上世纪末出现了一种更为先进的冷坩埚真空感应熔炼技术。它是一种利用水冷坩埚（主要为纯铜，也有用其它合金）来进行真空感应熔炼的方法。此种方法可以完全排除坩埚对炉料的污染。

冷坩埚感应熔炼装置主要有三种浇铸方式：倾倒铸造(tilt-tapping)技术、底铸(bottom-tapping)技术、悬浮型(lavitation type)冷坩埚的底铸技术。

倾倒铸造技术优点在于结构简单便于实现，问题在于，倾转时熔体同坩埚侧壁的接触面积增大，使凝壳显著长大，铸出的熔体量减少。所以，铸造应尽可能快(通常在3秒钟之内)。此外，铸造一旦中断凝壳便迅速长大，为了恢复铸造需要将坩埚转回原位熔化凝壳，重复多次。

悬浮型冷坩埚的底铸技术的问题在于悬浮很大的熔体质量有困难，目前只有悬浮熔炼5kg的装置，还不能用于工业化的规模。

因此，底铸技术有应用的优势。但其结构和工艺非常复杂。需要进一步的研究。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单能耗低，工作效率高，粉末质量好且成分粒径可控，安全性好，并可实现多种难熔活泼金属雾化的冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的。

冷坩埚底注式感应雾化制备钛粉设备，它包括炉体、高压进气管、雾化仓及真空系统；所述真空系统的端口与炉体工作腔相通；所述炉体包括熔炼电极、底注电极、水冷铜坩埚壁、水冷铜坩埚底、熔炼感应线圈、底注感应线圈及喷盘；所述熔炼感应线圈固定设于水冷铜坩埚壁的外壁；所述底注感应线圈固定设于水冷铜坩埚底的外壁；所述喷盘固定置于水冷铜坩埚底的底部；高压低温氩气通过高压进气管进入炉体内的喷盘；所述雾化仓位于炉体的下部，且与炉体工作腔相通；所述熔炼电极及底注电极依次分别与熔炼感应线圈和底注感应线圈相连接。

作为一种优选方案，本实用新型在所述炉体上还设有合金加料机构、安全阀、红外测温机构、热电偶测温机构及爆破排放装置；所述合金加料机构、安全阀、红外测温机构、热电偶测温机构及爆破排放装置的工作端分别与炉体工作腔相通。

进一步地，本实用新型所述炉体可采用双层水冷夹套结构；所述红外测温机构可采用球铰链结构；所述合金加料机构内部可设有多个独立的加料杯,底部设有可摆动的下料流槽。

进一步地，本实用新型所述水冷铜坩埚壁可采用多组带有独立循环水道的铜坩埚瓣拼接而成；所述水冷铜坩埚底可采用带有切缝锥形结构。

进一步地，本实用新型在所述水冷铜坩埚底上设有陶瓷喷管；在所述陶瓷喷管底部设有陶瓷导管；所述陶瓷导管上部端口与陶瓷喷管底口垂直套接，且穿过喷盘。

进一步地，本实用新型所述陶瓷喷管的锥度为60°＜a＜110°。

进一步地，本实用新型所述陶瓷喷管喷口内径范围为10mm＜L＜100mm。

本实用新型结构简单，加工制造与维护成本低，安装方便、安全性好便于设备批量生产，由于采用高压低温氩气作为雾化用气，节省了气源加热成本，并且粉末降温迅速提高工作效率，通常一炉次工作周期小于1.5小时；悬浮力大凝壳少（小于10%）出粉率高且凝壳可重复熔化，不浪费原料；对熔炼原料形状没有严格要求，可在熔炼过程中调入不同合金且搅拌剧烈熔液成分均匀；粉末粒径可通过调整喷嘴直径与进气压力进行调节，粉末球形度高、氧增量低（小于600ppm）；本实用新型还可以满足多种难熔活泼金属的雾化制粉要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型俯视图。

图3为本实用新型内部视图。