[实用新型]一种真空悬浮熔炼炉自动翻锭装置

说明书

一种真空悬浮熔炼炉自动翻锭装置，在真空炉炉座内设置合金锭顶出机构，在合金锭顶出机构上设置水冷铜坩埚集水箱，水冷铜坩埚与水冷铜坩埚集水箱焊接在一起，在水冷铜坩埚内设置熔炼合金的合金锭，在真空炉炉座内侧壁上设置夹锭升降电机、夹锭翻转支撑装置、夹锭翻转机构、夹锭翻转电机，在真空炉炉座内侧壁上设置真空炉炉盖；真空炉炉盖、真空炉炉座与真空炉底形成密闭腔室，夹锭翻转支撑装置与真空炉炉座焊接，夹锭翻转机构与夹锭翻转支撑装置连接。该实用新型节省合金锭冷却时间，人工翻转时间以及再次抽真空时间，减少破真空次数，减少合金锭与大气接触次数，提高合金锭的质量，降低操作者劳动提高生产效率，应用于熔炼技术领域中。

技术领域

本实用新型涉及熔炼技术领域中的一种真空悬浮熔炼炉自动翻锭装置。

背景技术

在熔炼技术中，真空感应熔炼技术属于比较先进比较普遍的熔炼技术，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，感应熔炼过程中坩埚材料会对所熔炼的材料产生污染。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。微细球形金属粉末是金属增材制造（3D打印）以及粉末冶金的主要原材料，高性能、低成本的粉末制造技术推动了粉末冶金技术的不断进步，已成为当今材料科学与工程技术研究的一个非常活跃的前沿领域。悬浮熔炼工艺对一些高熔点贵金属合金的熔炼和提纯、稀土金属及其合金的提纯和回收以及一些科研要求的纯净、精确的金属或合金的熔炼有其特有的优势。但是，目前设备主要不足有：

（1）目前常见悬浮坩埚为图6所示，一套感应电源负载负责熔化悬浮，熔炼完成以后倾铸将合金浇铸到指定的锭模或者慢慢停止感应电源功率，让合金凝固在悬浮坩埚中，这种悬浮坩埚底部没有单独的开口，不具备自动翻锭功能。

（2）真空悬浮熔炼抽锭装备，如图7所示，一套感应电源负载负责熔化悬浮，熔炼完成以后抽锭装置逐渐下降，可以实现抽锭功能，但是抽锭水冷铜坩埚只具有抽锭功能，不具备自动翻锭功能。