[实用新型]一种大容量连续铸造多功能悬浮熔炼炉

说明书

本实用新型公开了一种大容量连续铸造多功能悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉包括铸型室、熔炼室、熔炼室炉盖，所述铸型室和熔炼室通过翻板阀连接，熔炼室与熔炼室炉盖形成真空腔室；其中，所述铸型室上安装有铸型室炉门，铸型室与铸型升降结构连接；所述熔炼室通过插板阀分别对应连接加料室，插板阀关闭时，熔炼室与加料室分别单独形成真空腔室，插板阀打开时，熔炼室与加料室形成一个真空腔室；熔炼室内设有多个熔炼坩埚，熔炼坩埚通过同轴导电机构旋转。本实用新型在保证悬浮熔炼炉悬浮效果的基础上，通过采用多电源多炉体同时或者分别熔炼的情况下实现大容量并具有连续铸造功能的悬浮熔炼炉，提高生产效率，增加了企业的经济效益。

技术领域

本实用新型属于悬浮熔炼炉技术领域，具体涉及一种大容量连续铸造多功能悬浮熔炼炉。

背景技术

在熔炼技术中，真空感应熔炼技术属于比较先进的熔炼技术，通过电磁感应的方式对熔炼材料进行加热，真空环境排除了大气对熔炼材料的污染，能制备纯度较高的合金产品。但是，传统的感应熔炼过程中氧化物坩埚材料会对所熔炼的金属材料产生污染，难于熔炼钛合金、锆合金等活性金属以及钨、钼、铌、钽等高熔点难熔合金。美国BMI研究所的G.H.Schippereit等人1961年发现，电磁场可进入有缝的铜坩埚，对坩埚中的炉料进行加热。之后，美国、德国、法国、前苏联等国开始研究冷坩埚感应熔炼技术。为了制备对纯度要求特别高材料本身难以熔炼的产品和合金材料，上世纪末出现了悬浮熔炼技术，又称为冷坩埚真空感应熔炼技术，1990年第六届国际钢铁会议后，特别是近年来，冷坩埚感应熔炼技术得到了更加迅速的发展，其主要研究进展包括：(1)设备规模增大到了接近生产要求的水平；(2)除活泼金属和合金外，冷坩埚感应熔炼技术应用到了更加广泛的材料领域，如超合金和金属间化合物、高纯溅射靶材、难熔金属和合金、氧化物陶瓷和宝石、放射性材料、多晶硅、高熵合金等；(3) 该技术逐渐与其它现代材料技术结合，发展了冷坩埚电磁连铸技术、冷坩埚定向凝固技术、用冷坩埚作为辅助装置的喷雾沉积技术和激冷技术等。冷坩埚真空感应熔炼技术采用铜坩埚代替氧化锆、三氧化二铝的陶瓷材料的坩埚，电磁场使熔融的炉料在熔炼过程中处于悬浮或准悬浮的状态，从而排除了坩埚材料本身对熔炼材料的污染。为防止铜坩埚被熔化，这种坩埚需要进行冷却。

真空悬浮熔炼设备在构成方面，其由真空系统，冷坩埚，供电系统三大部分组成。其中冷坩埚及供电系统(感应电源)是技术的核心所在。冷坩埚需要采用分瓣式，每瓣由带有独立水冷系统的紫铜制造，坩埚内腔形状决定了所熔化物料的悬浮效果，特殊的水路设计防止在超高温下坩埚的损毁，适宜的壁厚最小化吸收电源功率，并确保使用安全；电源适当的频率决定了物料的悬浮效果及熔化效率，并确保真空下安全熔炼。

目前由于真空悬浮熔炼设备可以制备熔炼高纯、高熔点、怕氧化、怕污染、成份难以均匀的高品质金属或合金而被广泛应用，属于当前较先进的熔炼装备，但是，随着熔炼合金种类的增加，以及熔炼工艺的逐渐成熟，设备的容量以及适应工业化生产等方面产生了一些问题，主要问题如下：

1、由于设备是高频率、高功率，因此，设备本身存在一定的矛盾，就是在频率达到一定范围时功率不可能继续增大，这就意味着设备的容量很难做到更大，目前了解该设备最大50kg(以铁计)，容量太小，这就限制了该设备在实际工业化生产上的应用，目前该设备一般集中在大学或者科研院所的实验室里。

2、现有真空悬浮熔炼装备，熔炼合金以后都需要将合金停留在真空腔室内冷却一定时间，防止合金高温氧化，然后再熔炼下一炉合金时需要破真空，这就大大降低了生产效率，单坩埚很难实现连续性的铸造生产。

3、在实际生产过程中，真空系统不可能将真空室内的氧完全去除，这样就会导致熔炼合金受到污染。

由于该设备可以熔炼高温、高纯、难熔金属和合金，因此，应用越来越广泛，但是，由于容量和功能不全的限制，在实际工业化生产当中应用非常少，不能连续生产还存在浪费时间，降低生产效率等缺点。因此，为了解决高纯金属材料的熔炼和精密成形，提高生产效率，急需开发一种大容量连续铸造多功能悬浮熔炼炉。

实用新型内容