[发明专利]一种用于钛及钛合金实现动态密封及开合的真空熔炼室

说明书

本发明公开一种用于钛及钛合金实现动态密封及开合的真空熔炼室，熔炼室本体底部固定在基础座上且侧壁设真空接口、顶部设上口法兰、底部一侧设浇铸口法兰、侧壁设支撑轴旋转密封装置、底部设坩埚倾翻推杆滑动密封装置；开合上盖可开合的密封设置在上口法兰且顶端设电极通道口，开合装置包括固定于熔炼室本体远离浇铸口法兰外侧基础座上的轴承座组件、底部与轴承座组件铰接的升降机构，开合上盖一端延伸至熔炼室本体外且与轴承座组件铰接，升降机构推杆Ⅰ与开合上盖铰接；电极封盖包括封盖体、固定于封盖体顶端中部的电极滑动密封装置，封盖体下部密封贴合在电极通道口。本发明具有结构紧凑、稳定可靠、便于维护和装卸料的特点。

技术领域

本发明属于有色金属熔炼设备技术领域，具体涉及一种结构紧凑、稳定可靠、便于维护和装卸料的用于钛及钛合金实现动态密封及开合的真空熔炼室。

背景技术

真空自耗电极电弧凝壳炉简称凝壳炉，广泛用于重熔钛、锆和其它活性金属及其合金，也可重熔含有钨、锰、钴和其它元素的耐热钢及高温合金。钛及稀有活泼金属很容易与氧、氮、氢等元素反应，特别是在熔融高温状态下更容易与这些元素反应，因此钛及活泼稀有金属的熔炼与铸造必须在高度真空环境下或高纯度的惰性气体保护气氛下进行，同时熔炼铜坩埚熔点低于难熔金属的熔点，坩埚内还必须进行强制水冷，凝壳炉先将水冷坩埚内电极熔化后在坩埚壁上凝固成一层“凝壳”层，保护金属熔液不被坩埚材质污染并起到隔热作用，同时电弧对熔液进行搅拌。凝壳炉重熔同其它方法相比，具有纯度高、成分偏析均匀、电弧加热熔化速度快、有利于铸件柱状结晶、产品质量稳定、熔炼工艺灵活等方面性能优越，同时“凝壳”层可作为下一次熔炼电极，熔炼原材料比例调整范围广，原材料形状没有要求，在生产钛及钛合金铸锭上凝壳炉具有很大的优越性，备受企业青睐和关注。凝壳炉炉料熔化、精炼及铸锭成型要求在真空或高纯惰性气氛环境下进行，因此设备的密封性能要求较高才能满足真空度要求，同时熔炼全程需要实时监控观测熔化及熔液状态以控制铸锭成型质量，坩埚旋转、坩埚倾翻推杆、电极升降分别须进行旋转及滑动动态密封，以降低泄漏风险保证熔炼真空度；炉体及坩埚均采用强制水冷却，以降低故障率。

现有技术中，无论是卧式凝壳炉，还是立式凝壳炉，为了装料、卸料和维护的需要，一般都是在凝壳炉的真空冶炼室侧壁上设置炉门，然后采用拉开式或侧滑式开闭，虽然结构较为简单，且也能够满足基本使用需求。但也应看到，侧开炉门不仅会影响炉壁内的冷却循环水流畅分布和热梯度的正常分布，容易导致炉壁局部过热和冷却水泄漏，从而降低了熔炼室的可靠性；而且还会降低炉壁的结构强度，为了保证炉壁强度则需要对炉门的门框部分进行局部加强，又会导致炉体结构复杂且重量过大。此外，侧开炉门由于开口相对较小，炉内如熔炼坩埚的更换、坩埚内凝壳电极的取出，由于重量较大，既不便从上部吊装，而且由于开口位置的限制，也不便于吊装设备从侧部伸入吊装。另外，由于侧开炉门由于开口相对较小，致使熔炼结束后散热较慢，坩埚内凝壳电极的取出和炉内清理需要等待的时间较长，导致熔炼的间隔时间较长，熔炼效率较低，而且日常维护不便且劳动强度较大。

因此，设计开发一种结构合理，能够实现高真空动态密封，实现大开口开合关闭和移动，从而便于熔炼装料及卸料，满足熔炼全程全面监控，方便维保和降低故障率的真空电极自耗电极电弧凝壳炉的熔炼室是解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、稳定可靠、便于维护和装卸料的用于钛及钛合金实现动态密封及开合的真空熔炼室。

本发明目的是这样实现的：包括熔炼室本体、开合上盖、开合装置、电极封盖，所述熔炼室本体、开合上盖及电极封盖分别为密闭循环水冷却夹套仓体且与循环水冷系统连通；

所述熔炼室本体为上敞口结构且底部固定设置于基础座上，所述熔炼室本体的侧壁上设置有与外置真空系统连接的真空接口且顶部开口处设置有上口法兰，所述熔炼室本体底部一侧设置有与浇铸室密封连接的浇铸口法兰，所述熔炼室本体侧壁近浇铸口法兰设置有支撑熔炼坩埚旋转浇铸的支撑轴旋转密封装置，所述熔炼室本体底部远离浇铸口法兰的一侧设置有坩埚倾翻推杆滑动密封装置；