[发明专利]一种冷阴极电子枪熔炼炉控制系统和金属锭冶炼方法

权利要求书

1.一种基于冷阴极电子枪熔炼炉控制系统的金属锭冶炼方法，其特征在于：所述冷阴极电子枪熔炼炉控制系统包括：设于熔炼炉中的若干冷阴极电子枪；还包括冷阴极电子枪控制系统、冷阴极电子枪控制系统的高压电源、拉钉控制系统、真空控制系统、左右进料系统、与熔炼炉连通的气体发生器；总控制器均与冷枪控制系统、冷枪控制系统的高压电源、拉钉控制系统、真空控制系统、左右进料系统和气体发生器连接；

金属锭冶炼方法包括如下步骤：

第一步、按设定条件启动真空控制系统：先启动水环泵真空泵，通过真空规测量真空度，当真空度下降达到0.2Pa时启动机械真空泵，当真空度继续下降达到0.09Pa时启动罗茨真空泵，当真空度继续下降达到0.01Pa时启动油气真空泵，等待真空度低于0.001Pa，并且保持小于等于0.001Pa；

第二步、启动气体发生器，等待气体压力达到200 Pa；

第三步、开启5号枪：首先打开5号枪的高压电源，将5号枪的气体控制电流缓慢从4ma调节到6ma，观察高压电源的电压和电流是否稳定，如果稳定可继续调大气体流量，直到炉内5号枪位置出现电子束的红斑，调节聚焦，使得电子束红斑大小合适，调节X和Y位移旋钮，使得红斑位于炉子中轴线上；调入5号枪的P1图形，调大5号枪电流到0.5A，调整P1图形的位置和大小至合适；调入5号枪的P2图形，调整P2图形的位置和大小至合适；调入5号枪的P3图形，调整P3图形的位置和大小至合适，P3图形应正对着冷床的出口；调大5号枪电流到1.5A；

第四步、开启6号枪：打开6号枪的高压电源，将6号枪的气体控制电流缓慢从4ma调节到6ma，观察高压电源的电压和电流是否稳定，如果稳定可继续调大气体流量，直到炉内6号枪位置出现电子束的红斑，调节聚焦，使得电子束红斑大小合适，调节X和Y位移旋钮，使得红斑位于拉锭头的中轴线上；调入6号枪的P1图形，调大6号枪电流到0.5A，调整P1图形的位置和大小至合适，6号枪的P1图形应刚好覆盖锭头的左半边位置；调大6号枪电流到1.5A；

第五步、开启7号枪：开启方法与6号枪相同，7号枪的P1图形应刚好覆盖锭头的右半边位置；

第六步、开启1号枪：首先打开1号枪的高压电源，将1号枪的气体控制电流缓慢从4ma调节到6ma，观察高压电源的电压和电流是否稳定，如果稳定可继续调大气体流量，直到炉内1号枪位置出现电子束的红斑，调节聚焦，使得电子束红斑大小合适，调节X和Y位移旋钮，使得红斑位于拉锭头的中轴线上；调入1号枪的P1图形，调大1号枪电流到0.5A，调整P1图形到近乎成一条直线， 1号枪的P1图形应刚好覆盖左边进入原材料的上半部分的截面位置；调大1号枪电流到1A；

第七步、开启3号枪：开启方法与1号枪的类似，3号枪的P1图形应刚好覆盖左边进入原材料的下半部分的截面位置；

第八步、开启2号枪：开启方法与1号枪的类似，2号枪的P1图形应刚好覆盖右边进入的原材料上半部分的截面位置；

第九步、开启4号枪：开启方法与1号枪的类似，4号枪的P1图形应刚好覆盖右边进入的原材料下半部分的截面位置；

第十步、设置好拉钉控制系统中金属液位的阀值及一次拉锭锭头行走的长度为20mm；

第十一步、调节各枪电流：6、7号枪电流至6A，保证结晶器内拉锭头材料充分熔化为液态；调节5号枪电流至5A，保证冷床出口部位的材料充分熔化为液态；调节1、3和2、4号枪电流至7A，保证左、右两边进入的原料熔化为液态并流入冷床；

第十二步、冶炼：在1、3和2、4号枪电子束的加热下，原料熔化成液态进入冷床，经过5号枪精炼后，由冷床出口流入结晶器，并在6、7号枪电子束加热下进一步精炼，当结晶器内金属液面达到视频拉锭启动的阀值时，自动将金属锭向下拉动20mm；

第十三步、推料：当左右进入的原料料头熔化后，进料子系统自动控制推动剩下的原料缓慢移入炉子内部的1、3和2、4号枪冶炼加热区；

持续执行第十一至十三步，直至所有原料都熔化后，冶炼完成的金属锭慢慢拉出，完成金属锭冶炼。

2.根据权利要求1所述的金属锭冶炼方法，其特征在于：包括7把冷阴极电子枪，其中，1和3号冷阴极电子枪用于炉子左边进入原料的加热熔化；2和4号冷阴极电子枪用于右边进入原料的加热熔化；5号冷阴极电子枪分为3个阶段的扫描，用于提供精炼并保持冷床内液态金属的流动性，同时也为液态金属从冷床流向结晶器提供导流的能量；6和7号冷阴极电子枪用于结晶器内金属锭完全精炼和保温。