一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬真空熔煉設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種雙工位真空電渣爐，它包括第1號(hào)工位真空熔煉單元（23）及相同結(jié)構(gòu)的第2號(hào)工位真空熔煉單元（24）；第1號(hào)工位真空熔煉單元（23）包括升降臂（1）、對(duì)中夾頭（2）、可伸縮密封管（3）、假電極（4）、熔煉電極（5）、快卸對(duì)接上法蘭（501）及快卸對(duì)接下法蘭（502）；在真空熔煉腔（8）內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)（28）、移動(dòng)結(jié)晶器（6）及托盤（9）；移動(dòng)結(jié)晶器（6）固定設(shè)于升降機(jī)構(gòu)（28）中升降支撐臂（29）的端部；升降支撐臂（29）可繞中心軸（30）旋轉(zhuǎn)；所述托盤（9）置于中心軸（30）的底部。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，制造成本低廉，節(jié)約能源，操作效率高。
【專利說明】一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬真空熔煉設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐。

【背景技術(shù)】
[0002]真空電渣熔煉是在真空電弧熔煉和氣體保護(hù)電渣熔煉基礎(chǔ)上發(fā)展起來的特種鋼的熔煉技術(shù)。實(shí)現(xiàn)真空電渣熔煉技術(shù)的設(shè)備稱為真空電渣爐。
[0003]真空環(huán)境中氣體壓力低，使冶煉的物理過程發(fā)生了改變，有利于脫出氣體。在真空條件下，物質(zhì)的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變，沸騰溫度降低了。例如，水在常壓下沸騰溫度為100C，而在真空條件下只有7(T80°C，隨真空度的變化而變化。金屬也是一樣，例如鋅在常壓下906°C沸騰，在真空條件下只有800多度即可沸騰，鉛在常壓下沸點(diǎn)為1740°C，而在真空中1000°C即可蒸發(fā)。就是說在真空條件下金屬的沸點(diǎn)降低了，有利于金屬的汽化、蒸發(fā)和脫氣。
[0004]在真空條件下，金屬熔化時(shí)使原來夾雜在金屬中的氣體放出，很快離開金屬液被真空泵抽走。原來金屬與氣體生成的化合物，在熔煉過程中分解放出的氣體很快被真空泵抽走。
[0005]真空電渣熔煉適合于真空感應(yīng)熔煉或普通電渣熔煉后金屬錠的重熔和精煉。熔煉煉后的金屬錠中02、n2、h2等氣體含量極低，硫、磷等非金屬夾雜很少，金屬產(chǎn)品的品質(zhì)會(huì)有較大提聞，適合于航空、航天、航海、車工、聞鐵和核工業(yè)等聞端領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0006]真空電渣熔煉除了具有一般真空冶金的特點(diǎn)之外，還具有普通電渣冶金、氣體保護(hù)電渣冶金的特點(diǎn)。真空電渣熔煉中的渣在金屬熔煉的同時(shí)得到了真空干燥，去除了渣中的水蒸氣，增加了渣的透氣性，使熔煉時(shí)產(chǎn)生的金屬熔滴得到了更多的脫氣。
[0007]真空電渣熔煉具有如下特點(diǎn)。
[0008]1、真空電渣熔煉中的渣在金屬熔煉的同時(shí)得到了真空干燥，去除了渣中的水蒸氣，增加了渣的透氣性，使熔煉時(shí)產(chǎn)生的金屬熔滴得到了更多的脫氣，真空環(huán)境中氣體壓力低，使冶煉的物理過程發(fā)生了改變，降低了金屬沸騰溫度，有利于金屬的汽化、蒸發(fā)和脫氣。
[0009]2、真空環(huán)境下氣體稀薄，金屬在熔化過程中不會(huì)氧化。
[0010]3、真空電渣重熔，無廢水、廢氣、廢渣,對(duì)環(huán)境極少污染,金屬回收率高,燒損少,金屬的機(jī)械物理性能大幅提高，能解決普通電渣熔煉無法解決的問題。實(shí)現(xiàn)了安全(同普通電渣相比)、環(huán)保、增效、節(jié)能。
[0011 ] 4、與真空電弧熔煉相比，更具有不易出現(xiàn)“白點(diǎn)”，金屬質(zhì)量更好。
[0012]目前，現(xiàn)有真空電渣爐普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，制造成本高，能耗大，操作效率低等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，制造成本低廉，節(jié)約能源，操作效率高的雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。
[0015]雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，它包括第I號(hào)工位真空熔煉單元及相同結(jié)構(gòu)的第2號(hào)工位真空熔煉單元；所述第I號(hào)工位真空熔煉單元及第2號(hào)工位真空熔煉單元分別包括升降臂、對(duì)中夾頭、可伸縮密封管、假電極、熔煉電極、快卸對(duì)接上法蘭及快卸對(duì)接下法蘭；所述對(duì)中夾頭的頂部與升降臂的端部鉸接；所述可伸縮密封管的上端與對(duì)中夾頭的擋板封接；所述可伸縮密封管的下端與快卸對(duì)接上法蘭封接；所述假電極的上端與對(duì)中夾頭卡接；所述熔煉電極與假電極焊接；所述快卸對(duì)接下法蘭與真空轉(zhuǎn)換腔的上部對(duì)接口相接；所述真空轉(zhuǎn)換腔的頂部橫向設(shè)有上插板閥，其底部橫向設(shè)有下插板閥；所述真空轉(zhuǎn)換腔的底部端口與真空熔煉腔的上開口相接；在所述真空熔煉腔內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)、移動(dòng)結(jié)晶器及托盤；所述移動(dòng)結(jié)晶器固定設(shè)于升降機(jī)構(gòu)中升降支撐臂的端部；所述升降支撐臂可繞中心軸旋轉(zhuǎn)；所述托盤置于中心軸的底部。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述對(duì)中夾頭包括擋板、吊耳、鎖緊外套、夾緊套體、錐形楔鐵、楔鐵壓簧、筒架及銷軸；所述吊耳固定設(shè)于擋板的頂部；所述夾緊套體的頂部經(jīng)吊桿與擋板固定相接；所述鎖緊外套與吊桿套接；在所述擋板與鎖緊外套之間設(shè)有壓簧；所述筒架固定套于夾緊套體的外部；所述銷軸橫向置于筒架之上；所述錐形楔鐵位于夾緊套體的下部，且置于筒架內(nèi)；錐形楔鐵的端部經(jīng)銷軸與筒架軸接；在筒架上對(duì)應(yīng)錐形楔鐵位置開有錐形楔鐵伸出窗口 ；所述楔鐵壓簧置于夾緊套體與錐形楔鐵之間，通過楔鐵壓簧的壓力使錐形楔鐵形成軸向偏角。
[0017]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述假電極的上端部與對(duì)中夾頭結(jié)合部呈楔形結(jié)構(gòu)。
[0018]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述可伸縮密封管可采用波紋管結(jié)構(gòu)。
[0019]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述可伸縮密封管還可采用焊接膜片結(jié)構(gòu)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)。
[0021]1、采用膜片波紋管伸縮腔取代原有活塞式真空腔，由滑動(dòng)動(dòng)密封變成靜密封，保證了高真空的保持，提高了設(shè)備的可靠性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)，降低了制造成本。
[0022]2、采用具有上插板閥及下插板閥構(gòu)成的真空轉(zhuǎn)換腔結(jié)構(gòu)和移動(dòng)結(jié)晶器的雙工位結(jié)構(gòu)，交替熔煉，實(shí)現(xiàn)了多爐、多規(guī)格材料的熔煉。
[0023]3、錐面自動(dòng)夾頭設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，自動(dòng)對(duì)中，接觸面積大，導(dǎo)電良好，減少了接觸發(fā)熱，減少了能源損失。
[0024]4、采用升降臂電極懸掛結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中，降低了加工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。
[0026]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實(shí)用新型第I號(hào)工位真空熔煉單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為本實(shí)用新型對(duì)中夾頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為本實(shí)用新型對(duì)中夾頭筒架部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:1、升降臂；2、對(duì)中夾頭；3、可伸縮密封管；4、假電極；5、熔煉電極；501、快卸對(duì)接上法蘭；502、快卸對(duì)接下法蘭；6、固定結(jié)晶器；7、擋板；8、真空熔煉腔；9、托盤；10、上開口 ；11、吊耳；12、鎖緊外套；13、夾緊套體；1401、錐形楔鐵；1402、錐形楔鐵；1501、楔鐵壓簧；1502、楔鐵壓簧；1601、銷軸；1602、銷軸；17、吊桿；18、壓簧；19、真空室接管；20、電渣；21、筒架；22、錐形楔鐵伸出窗口 ；23、第I號(hào)工位真空熔煉單元；24、第2號(hào)工位真空熔煉單元；25、真空轉(zhuǎn)換腔；26、上插板閥；27、下插板閥；28、升降機(jī)構(gòu)；29、升降支撐臂；30、中心軸；31、熔煉電渣。

【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖所示，雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，它包括第I號(hào)工位真空熔煉單元23及相同結(jié)構(gòu)的第2號(hào)工位真空熔煉單元24 ;所述第I號(hào)工位真空熔煉單元23及第2號(hào)工位真空熔煉單元24分別包括升降臂1、對(duì)中夾頭2、可伸縮密封管3、假電極4、熔煉電極5、快卸對(duì)接上法蘭501及快卸對(duì)接下法蘭502 ;所述對(duì)中夾頭2的頂部與升降臂I的端部鉸接；所述可伸縮密封管3的上端與對(duì)中夾頭2的擋板7封接；所述可伸縮密封管3的下端與快卸對(duì)接上法蘭501封接；所述假電極4的上端與對(duì)中夾頭2卡接；所述熔煉電極5與假電極
4固定相接；所述快卸對(duì)接下法蘭502與真空轉(zhuǎn)換腔25的上部對(duì)接口相接；所述真空轉(zhuǎn)換腔25的頂部橫向設(shè)有上插板閥26，其底部橫向設(shè)有下插板閥27 ;所述真空轉(zhuǎn)換腔25的底部端口與真空熔煉腔8的上開口 10相接；在所述真空熔煉腔8內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)28、移動(dòng)結(jié)晶器6及托盤9 ;所述移動(dòng)結(jié)晶器6固定設(shè)于升降機(jī)構(gòu)28中升降支撐臂29的端部；所述升降支撐臂29可繞中心軸30旋轉(zhuǎn)；所述托盤9置于中心軸30的底部。
[0032]本實(shí)用新型所述對(duì)中夾頭2包括擋板7、吊耳11、鎖緊外套12、夾緊套體13、錐形楔鐵1401、1402、楔鐵壓簧1501、1502、筒架21及銷軸1601、1602 ;所述吊耳11固定設(shè)于擋板7的頂部；所述夾緊套體13的頂部經(jīng)吊桿17與擋板7固定相接；所述鎖緊外套12與吊桿17套接；在所述擋板7與鎖緊外套12之間設(shè)有壓簧18 ;所述筒架21固定套于夾緊套體13的外部；所述銷軸1601、1602橫向置于筒架21之上；所述錐形楔鐵1401、1402位于夾緊套體13的下部，且置于筒架21內(nèi)；錐形楔鐵1401、1402的端部經(jīng)銷軸1601、1602與筒架21軸接；在筒架21上對(duì)應(yīng)錐形楔鐵1401、1402位置開有錐形楔鐵伸出窗口 22 ;所述楔鐵壓簧1501、1502置于夾緊套體13與錐形楔鐵1401、1402之間，通過楔鐵壓簧1501、1502的壓力使錐形楔鐵1401、1402形成軸向偏角。
[0033]本實(shí)用新型所述假電極4的上端部與對(duì)中夾頭2結(jié)合部呈楔形結(jié)構(gòu)。
[0034]本實(shí)用新型所述可伸縮密封管3可采用波紋管結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，根據(jù)設(shè)計(jì)需要也可采用焊接膜片結(jié)構(gòu)。
[0035]在具體操作時(shí)，快卸對(duì)接上法蘭501及快卸對(duì)接下法蘭502脫開，升降臂I處于最高位置(初始位)，焊接膜片收縮，對(duì)中夾頭2中的錐形楔鐵1401及錐形楔鐵1402分別在楔鐵壓簧1501及楔鐵壓簧1502作用下張開(錐形楔鐵1401及錐形楔鐵1402分別繞銷軸1601及銷軸1602通過錐形楔鐵伸出窗口 22向外偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使假電極的端部伸入對(duì)中夾頭2的夾緊工作區(qū))，插板閥處于關(guān)閉狀態(tài)，使結(jié)晶器位于托盤處。
[0036]1、加電渣。
[0037]開啟第I號(hào)工位的上插板閥26及下插板閥27，將熔煉電渣31放入托盤9上。
[0038]2、上電極。
[0039]用上卸料升降機(jī)械(另購)，將待熔煉電極的假電極端插入對(duì)中夾頭2中，下降焊接膜片3使對(duì)中夾頭2夾緊電極。下降升降臂I使熔煉電極的下端距結(jié)晶器至預(yù)定距離，下降焊接膜片3使膜片波紋管伸長(zhǎng)使快卸對(duì)接法蘭上下蓋對(duì)準(zhǔn)，鎖緊法蘭。
[0040]3、熔煉。
[0041]啟動(dòng)真空泵，使真空度計(jì)達(dá)到規(guī)定值。下降升降臂I使熔煉電極與電渣處接觸，接通電源，電渣發(fā)熱，開始熔化金屬，按工藝要求勻速下降升降臂1，同時(shí)按工藝要求上升升降支撐臂29及托盤。當(dāng)升降臂I下降至設(shè)定位置時(shí)，升降支撐臂29及托盤停止運(yùn)動(dòng)。
[0042]當(dāng)?shù)贗號(hào)工位熔煉的同時(shí)，參照前面的步驟安裝好第2號(hào)工位的熔煉電極，對(duì)接好快卸對(duì)接法蘭，啟動(dòng)另一真空泵，使其真空度達(dá)到規(guī)定值。
[0043]4、從I號(hào)工位切換至2號(hào)工位熔煉。
[0044]在第I號(hào)工位完成后，此時(shí)，第2號(hào)工位真空達(dá)到規(guī)定值。提升熔煉電極至設(shè)定高度(使電極桿能抽出結(jié)晶器的高度)。關(guān)閉第I號(hào)工位上插板閥及下插板閥，轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)結(jié)晶器及托盤，使移動(dòng)結(jié)晶器及熔煉好的電極轉(zhuǎn)至第2號(hào)工位。開啟第2號(hào)工位的上插板閥及下插板閥，按工藝要求下降升降臂使電極與電渣接觸開始熔煉。當(dāng)升降支撐臂29達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，升降臂、升降支撐臂29及托盤停止移動(dòng)。
[0045]5、從第2號(hào)工位再切換至第I號(hào)工位熔煉。
[0046]可根據(jù)需要重復(fù)上面的步驟，安裝電極桿再熔煉至達(dá)到要求。
[0047]6、熔煉完成、取料。
[0048]停止真空泵，開啟真空放氣閥，真空腔與外面壓力一樣時(shí)，開啟第I號(hào)工位及第2號(hào)工位的快卸對(duì)接法蘭，升起升降臂I至初始位置，用上卸料升降機(jī)械夾持住假電極，升起膜片波紋管至設(shè)定位置，夾頭自動(dòng)脫開，取下假電極。上升托盤，使熔煉后的棒料從結(jié)晶器伸出，用上卸料升降機(jī)械夾持住熔煉后的棒料取出。
[0049]本實(shí)用新型系對(duì)普通大氣電渣爐改造設(shè)計(jì)而成，其對(duì)提高特種合金，尤其是模具鋼、高溫合金鋼的質(zhì)量具有非常大的意義。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，其特征在于，包括第I號(hào)工位真空熔煉單元(23)及相同結(jié)構(gòu)的第2號(hào)工位真空熔煉單元(24);所述第I號(hào)工位真空熔煉單元(23)及第2號(hào)工位真空熔煉單元(24)分別包括升降臂(I)、對(duì)中夾頭(2)、可伸縮密封管(3)、假電極(4)、熔煉電極(5)、快卸對(duì)接上法蘭(501)及快卸對(duì)接下法蘭(502);所述對(duì)中夾頭(2)的頂部與升降臂(I)的端部鉸接；所述可伸縮密封管(3)的上端與對(duì)中夾頭(2)的擋板(7)封接；所述可伸縮密封管(3)的下端與快卸對(duì)接上法蘭(501)封接；所述假電極(4)的上端與對(duì)中夾頭(2)卡接；所述熔煉電極(5)與假電極(4)焊接；所述快卸對(duì)接下法蘭(502)與真空轉(zhuǎn)換腔(25 )的上部對(duì)接口相接；所述真空轉(zhuǎn)換腔(25 )的頂部橫向設(shè)有上插板閥(26 )，其底部橫向設(shè)有下插板閥(27);所述真空轉(zhuǎn)換腔(25)的底部端口與真空熔煉腔(8)的上開口(10)相接；在所述真空熔煉腔(8)內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)(28)、移動(dòng)結(jié)晶器(6)及托盤(9);所述移動(dòng)結(jié)晶器(6)固定設(shè)于升降機(jī)構(gòu)(28)中升降支撐臂(29)的端部；所述升降支撐臂(29)可繞中心軸(30)旋轉(zhuǎn)；所述托盤(9)置于中心軸(30)的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，其特征在于:所述對(duì)中夾頭(2)包括擋板(7)、吊耳(11)、鎖緊外套(12)、夾緊套體(13)、錐形楔鐵(1401、1402)、楔鐵壓簧(1501、1502)、筒架(21)及銷軸(1601、1602);所述吊耳(11)固定設(shè)于擋板(7)的頂部；所述夾緊套體(13)的頂部經(jīng)吊桿(17)與擋板(7)固定相接；所述鎖緊外套(12)與吊桿(17)套接；在所述擋板(7)與鎖緊外套(12)之間設(shè)有壓簧(18);所述筒架(21)固定套于夾緊套體(13)的外部；所述銷軸(1601、1602)橫向置于筒架(21)之上；所述錐形楔鐵(1401,1402 )位于夾緊套體(13 )的下部，且置于筒架(21)內(nèi)；錐形楔鐵(1401、1402 )的端部經(jīng)銷軸(1601、1602)與筒架(21)軸接；在筒架(21)上對(duì)應(yīng)錐形楔鐵(1401、1402)位置開有錐形楔鐵伸出窗口( 22);所述楔鐵壓簧(1501、1502)置于夾緊套體(13)與錐形楔鐵(1401、1402)之間，通過楔鐵壓簧(1501、1502)的壓力使錐形楔鐵(1401、1402)形成軸向偏角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，其特征在于:所述假電極(4)的上端部與對(duì)中夾頭(2)結(jié)合部呈楔形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，其特征在于:所述可伸縮密封管(3 )采用波紋管結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙工位移動(dòng)結(jié)晶器真空電渣爐，其特征在于:所述可伸縮密封管(3 )采用焊接膜片結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】C22B9/187GK204185541SQ201420545899
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】蘇原, 王澤灝, 白剛 申請(qǐng)人:蘇原