[发明专利]真空高效电弧熔炼炉系统

说明书

本发明属于电弧熔炼炉设备技术领域，针对现有技术中存在的气密性差的技术问题，本发明的目的在于提供真空高效电弧熔炼炉系统，包括氩气罐、电弧炉、扩散泵、真空泵，氩气罐通过气体管路和电弧炉连接，通过氩气罐向电弧炉内充氩气，电弧炉的顶端通过摇杆底座和摇杆连接，电弧炉的底端通过坩埚连接铜帽，电弧炉的侧部通过管路和扩散泵连接，电弧炉通过气体管路和真空泵连接，通过开启真空泵控制电弧炉抽真空。提高了该系统的气密性，本发明所提综合系统设计的提升熔炼炉的高真空抽气时间从30分钟每次到1分钟每次。巨大节约了科研工作者的时间。

技术领域

本发明属于电弧熔炼炉设备技术领域，具体涉及真空高效电弧熔炼炉系统。

背景技术

真空电弧炉是熔炼金属的专用设备，是将金属材料及其它辅助材料投入炉中熔化并调质，炉料在高温炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或合金的冶金过程，熔炼坩埚是熔炼物化反应的容器。

现有技术中的设备存在的技术问题如下：首先，在最初的器械上，坩埚与套筒并不是一体的，是通过螺纹进行连接，这就导致每次套筒与坩埚的拆卸都会在螺纹缝隙产生污垢，灰尘，影响整体的气密性，降低抽真空的速率。其次，最初的器械，冷却水路也存在于真空炉体内部，这就导致一旦发生漏水，真空带来的压力差会使得冷却水泄露进入炉体内部。再次，现有技术中，坩埚与真空炉体连接所用的螺纹孔位于炉体内部，螺纹孔洞与间隙容易存在积累污渍，夹杂粉尘，吸附气体难以扩散，难以清理等问题。

另外，现有设备在吸铸过程中，由于软管直连设计导致设备结构的局限性，容易直接堵塞吸铸气管的问题，实验的成功率较低，现场往往需要花费大量时间对设备进行维护，费时费力。

电弧炉焊枪的套筒杆和球芯在球铰链处，密封状况并不理想。在一般情况下，套筒杆处密封较常见，也是最易进行密封的部位，但却忽略了球芯处于球状滚动状况下的真空密封，导致存在较严重的漏气问题，导致高温电弧炉抽真空的过程消耗大量的时间。目前行业内未查阅到解决上述提到的球状滚动状况下的真空密封性差的技术问题，更未查阅到相应的技术方案。

综上所述，如何研发真空高效电弧熔炼炉系统，提高设备长期的可靠使用性能，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的气密性差的技术问题，本发明的目的在于提供真空高效电弧熔炼炉系统。

本发明采取的技术方案为：

真空高效电弧熔炼炉系统，包括氩气罐、电弧炉、扩散泵、真空泵，氩气罐通过气体管路和电弧炉连接，通过氩气罐向电弧炉内充氩气，电弧炉的顶端通过摇杆底座和摇杆连接，电弧炉的底端通过坩埚连接铜帽，电弧炉的侧部通过管路和扩散泵连接，电弧炉通过气体管路和真空泵连接，电弧炉上的真空切换阀阀盖设置为一体式结构，通过开启真空泵控制电弧炉抽真空。

进一步的，所述铜帽包括连接端口、收集腔和抽气管道，所述收集腔的上端设置为连接端口，通过连接端口和熔炼炉连接；所述抽气管道设置在收集腔的一侧壁上，抽气管道的自由端部设置为抽气出口，抽气出口和抽气泵连接；抽气管道的基部设置为抽气入口，抽气管道通过抽气入口和收集腔连接形成一体式结构，通过抽气泵控制抽气管道在吸铸过程中侧向吸气，进而控制下流至收集腔的气固混合物分离。

更进一步的，所述铜帽选择高导热系数铜材质制备而成，控制分流下的固体熔融物沿着收集腔着壁时散热；所述抽气管通的内部设置为管状结构，抽气管通过抽气出口和抽气管道插合，抽气出口的自由端部外侧壁设置为渐变式端口，渐变式端口自外向内设置为呈圆台状渐扩式入口；抽气管道的抽气出口的高度位置≥抽气入口的高度位置≥收集腔的上端位置。

进一步的，所述坩埚包括坩埚本体，坩埚本体的顶端连接电弧熔炼炉，坩埚本体的顶端中心位置设置有吸铸坩埚，吸铸坩埚的四周排布设置有熔炼坩埚，吸铸坩埚的底部向下呈一体式延伸设置为模具腔；

坩埚本体的底端设置有冷却水通道，冷却水通道以模具腔外壁为中心呈同轴排布设置为环形迷宫式结构；