[发明专利]冷坩埚反重力精密铸造设备

说明书

本发明属于真空冶金设备技术领域，尤其涉及一种冷坩埚反重力精密铸造设备。其能够满足不同熔炼条件，安全性高，并可实现多种难熔活泼金属的熔炼。包括由熔炼室、模具室构成的炉体；熔炼室内设置有冷坩埚熔炼系统；其特征在于，冷坩埚熔炼系统为分瓣式水冷铜坩埚，水冷铜坩埚周围设置有熔炼感应线圈；水冷铜坩埚上方设置有吸铸管，熔液在熔炼室中的冷坩埚熔炼系统完成熔炼后，给熔炼室充压，溶液受压后由吸铸管向上进入模具室，完成吸铸；水冷铜坩埚的坩埚底采用弧形底面。

技术领域

本发明属于真空冶金设备技术领域，尤其涉及一种冷坩埚反重力精密铸造设备。

背景技术

金属冶炼工业作为我国国民经济的基础工业，其传统的生产流程要持续发展遇到众多障碍。开发新型冶炼技术,采用冷坩埚反重力吸铸技术具有重大意义。

在20世纪50年代末，感应熔炼已经成为金属及合金材料的一种十分成熟和有效地生产方式。有人也希望能够将感应熔炼技术应用于难熔活泼金属以及其合金的熔炼中，并且做出了各种尝试。首先是将普通的耐火氧化物坩埚改换成致密的人造石墨坩埚，试验中发现金属中渗碳严重，导致性能变差。为了解决渗碳问题，在坩埚内表面上涂敷氧化钇或其他相对于熔炼金属较为惰性的耐火材料涂层，经过试验发现，虽然可以减少碳对的污染，但是涂层寿面很短。

上世纪五六十年代，美国BMI研究所先后提出把整体铜坩埚改成为由四块弧形铜瓣组成的铜坩埚，块间用陶瓷绝缘，然后将铜坩埚和感应线圈一同浸入水套中，成功的用感应炉熔炼钛、锆等活性金属获得成功。试验证明，采用水冷铜坩埚可以有效避免熔炼过程中熔炼金属所受的污染。而采取反重力吸铸方式可以改善熔炼效果，提高熔炼金属的纯度，提高其性能。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单能耗低、工作效率高、且熔炼质量好且成分纯净、充形效果好，满足不同熔炼条件，安全性高，并可实现多种难熔活泼金属的熔炼设备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括由熔炼室、模具室构成的炉体；熔炼室内设置有冷坩埚熔炼系统；其特征在于，冷坩埚熔炼系统为分瓣式水冷铜坩埚，水冷铜坩埚周围设置有熔炼感应线圈；水冷铜坩埚上方设置有吸铸管；

熔液在熔炼室中的冷坩埚熔炼系统完成熔炼后，给熔炼室充压，溶液受压后由吸铸管向上进入模具室，完成吸铸；（吸铸方式可以有效避免气体夹杂，具有成分纯净，充形效果好等特点。）水冷铜坩埚的坩埚底采用弧形底面。

进一步地，所述坩埚底为带有切缝的弧形底面，用于溶液底注功能；坩埚底且设置有独立的循环水路，用于保证坩埚底冷却水量。

进一步地，所述冷坩埚熔炼系统包括分瓣式水冷铜坩埚壁、坩埚壁底部的水冷铜坩埚底、位于水冷铜坩埚底下方的回水座；所述冷坩埚熔炼系统还包括坩埚进回水环、分水器；所述回水座安装在支撑架上，通过支撑架与熔炼室固定连接；熔炼电极与熔炼室内的熔炼感应线圈相连接。

进一步地，所述熔炼室为卧式结构，模具室为立式结构，且模具室与熔炼室上下相贯焊接；熔炼室与模具室均采用压力容器标准制造，所有腔室（包括熔炼室、模具室、水冷铜坩埚、感应线圈）为双层金属壁，中间通冷却水。

进一步地，熔炼电极通过铜电极引电与电源系统相连接。

进一步地，所述熔炼室设置有炉门，模具室设置有炉盖；打开炉盖或炉门后，内部整体露出便于装取炉料及日常安装维护。

进一步地，所述炉体还设置有X射线检测铍窗口、真空系统、加料机构、红外测温机构、电源系统、电气控制系统、操作台、加热保温装置；所述红外测温机构安装在熔炼室与模具室上预留的红外测温接口，用于红外测温使用，红外测温通过反射片反射测量熔液温度，反射片（非晶材料平面反射片）；同时安装有热电偶测温机构用来校验红外测温的准确性；该热电偶测温机构包括测温枪、热电偶；（外部手柄旋转操作，可在不破坏熔炼室真空度情况下进行精炼过程中的多次快速测温。）所述X射线检测铍窗口位于模具室内，窗口安装有X射线检测设备。