专利名称：一种用废旧钼制取熔铸型钼产品的真空熔炼炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空熔炼电炉，具体说是一种用废旧钼制取熔铸型钼产品的真空熔炼炉。它可以用废旧钼料制取熔铸型钼产品。属于现代真空冶金设备领域，亦属于废旧钼资源再生循环技术领域。
背景技术：
金属钼是稀有难熔贵重金属，是世界各工业大国战略物资之一。国际钼协会2002年统计中国的废旧钼已达4500吨/年，因此关注该资源的再生具有重要意义。由于金属钼理化特性高熔点、难熔性，高温不具抗氧化性。因而，至今没能找到经济实用再生方法。
人们曾经采用过物理与化学相结合的方法，回收废旧钼。即将废旧钼经物理化学法最终制成钼粉，再重返粉末冶金制造业制成钼产品。但是该种方法获得的钼粉，要比从钼矿中直接获得钼粉，价格昂贵得惊人被彻底淘汰。
在现有技术中唯有真空熔炼法，较适应回收废旧钼。然而，由于技术的限制，至今没有实现通过真空熔炼的方法达到废旧钼的回收。存在主要原因是已有真空炉种，所采用的熔炼坩埚均为水冷紫铜坩埚，加之金属钼在高温下具有卓越的导热性，两者构成极大导热能力，导致投入坩埚熔炼的电能量急剧流逝。文献记载比钼导热很差的钛合金，熔炼流逝热量达80％以上。故对回收废旧钼而言，现有的真空熔炼炉更不具所需要的热平衡条件。所以现有真空熔炼炉中的坩埚，均无法达到对废旧钼回收熔炼浇铸能力。因此，无法实现废旧钼资源再生循环。更无法以回收废旧钼而形成熔铸钼制品产业。
发明内容
本发明目的是提供一种用废旧钼制取熔铸型钼产品的真空熔炼炉，它可以克服现有技术中所存在的缺点，能够广泛应用于对废旧钼料重熔回收制取熔铸型钼产品。同样适用于重熔回收其它高温活性金属，且回收成本低廉实用。
本发明的目的是这样实现的它包括真空室和安装在真空室内的坩埚熔炼装置，坩埚的下方设有浇铸型模装置，其特征在于坩埚熔炼装置中的坩埚材质为石墨，坩埚的外壁和底部采用绝热保温导电材料紧密包裹，再将其装入另设有水冷夹套的壳体内，坩埚底部设有浇注口，在浇注口上设有底铸闸门。
绝热保温材料包括各种耐高温功能的保温绝热导电材料，其中最好为石墨纤维毡。
本发明的真空熔炼炉，其核心是坩埚熔炼装置。它由石墨制成坩埚并与具有绝热保温导电能力的材料及水冷套壳体组成一体。为熔炼废旧钼提供所需热平衡条件。确保熔炼的钼熔融液即能自身形成凝壳，又能在该壳内形成最大钼熔融液的熔池，以利获得真空浇铸钼制品。本发明的真空熔炼炉浇铸的钼产品，已改变原来的粉末性基体，它已成为熔融再结晶性的基体。它的内在金属组织与原粉末冶金法制取的钼产品相比，其质量密度增高，其原含有氮、氢、氧杂质，原含低熔点合金杂质等均得到去除。因而，获得的熔铸型钼产品的理化性能得到全面提升。因此，本发明解决了废旧钼资源再生难题。又达到对废旧钼低成本回收高价值利用目的。
图1是以真空非自耗电极电弧凝壳炉为例的结构示意图。
图2是图1中所示的坩埚的结构示意图。
图3是图1中所示的强冷氮氩气循环系统示意图。
图4是图1中所示的充氮氩保护系统示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明做进一步说明如图1所示，3是真空室，真空室内设有坩埚6。坩埚的下方设有浇注型模装置7。浇注型模连同坩埚均固联在一个门车(无图)上。熔炼时推进真空室内，熔炼结束、待熔铸钼件冷却后，再拉出真空室。在坩埚的上方设有中空非自耗电极5，中空非自耗电极5通过夹具与中空电极杆4固定连接。中空非自耗电极在熔炼过程中作为阴极。而坩埚6及坩埚内的物料在熔炼过程中作为阳极。中空电极杆的上端在真空室外与电极杆传动装置2连接并安装有加料仓1。真空室外安装有强冷循环系统9和充氮氩保护系统10，图中8是抽真空系统。
安装在真空室内的坩埚6的具体结构如图2所示，图中13是用石墨制作的坩埚体，其形状或为园柱形筒体，坩埚筒体与同材质的坩埚底盘26相组合。其底盘设有浇铸用底孔道(≥φ50)。坩埚外层、底部(也可含上部)均有多层绝热石墨纤维毡12(紧密包裹着，并将其装入水冷夹套的壳体14之内，在水冷夹套内设有与熔炼电流配匹的稳弧绕组线圈11，借以稳定熔炼又达到对熔融金属液的搅拌作用。
由图2所示，在坩埚底部设有底铸闸门，闸门包括材质为石墨的锥形堵塞15，紧密堵塞在坩埚底盘的浇注口上。堵塞的底面由以石墨或以钨材质制作的半球立杆16顶着，立杆连接有一个横向拉杆17。当熔炼结束时，立杆16在横向拉杆17水平快速拉动下，离开原支撑点，锥形堵塞在熔融钼液静压下，即刻从坩埚浇注孔处脱落，液流直下倾注在下方的铸型7中完成浇铸。
图3为强冷氮氩气循环系统。它的主体是由水冷列管式热交换器19构成，其下部通道由特制风机20密封联接，经真空阀门21与真空室3下口联接。其上通道经真空阀门18与真空室3上口联接。在特制风机20作用下，使真空室3内气流进行体外冷却循环。
图4、为充氮氩保护系统。它由储气罐23与两组高纯氩气瓶组24及两组高纯氮气瓶组25组成。氩气瓶组和氮气瓶组的出气口分别串联后，连接储气罐23，由真空阀22通入真空室3内。按需要它可灵活组合配气。熔炼时需要氩气保护，便可向真空室提供氩气。当熔炼结束后，可依先氩后氮浓度各异的工艺要求，向真空室3内提供保护性气体进行热交换。其气量均由人工控制在设定值内，即保证熔炼需要，又能保证强冷循环压力，为熔炼工艺提供充足气量。
本发明的真空熔炼炉中的坩埚装置及其氮氩循环装置，可以与其它真空熔炼炉种相配置，类如现有真空自耗电弧凝壳炉、真空等离子炉、真空等离子弧炉等，均能实现对废旧钼的熔炼回收。同时还可用于其他熔点低于金属钨的高温金属及其合金，以及如钽、铌、钛、锆等高温活性金属类的熔炼回收，制取相应的熔铸型产品。
权利要求
1.一种用废旧钼制取熔铸型钼产品的真空熔炼炉，它包括真空室和安装在真空室内的坩埚熔炼装置，坩埚的下方设有浇铸型模装置，其特征在于坩埚熔炼装置中的坩埚材质为石墨，坩埚的外壁和底部采用绝热保温导电材料紧密包裹，再将其装入另设有水冷夹套的壳体内，坩埚底部设有浇注口，在浇注口上设有底铸闸门。
2.根据权利要求1所说的真空熔炼炉，其特征在于绝热保温导电层材料为多层石墨纤维毡。
3.根据权利要求1所说的真空熔炼炉，其特征在于底铸闸门有一个装在浇注口处的锥型堵塞，一个可水平位移的立杆顶在锥型堵塞的下面，立杆与一个水平拉杆相连接。
4.根据权利要求1所说的真空熔炼炉，其特征在于在真空室外安装有充氮氩系统，它包括氮气瓶组和氩气瓶组，氮气瓶组和氩气瓶组的出气口分别与储气罐相连通可控，储气罐的出气口连通真空室。
5.根据权利要求1所说的真空熔炼炉，其特征在于真空室外安装有强冷气循环系统，它包括列管式热交换器，热交换器的两端分别连通真空室，并在其中的一端安装有风机。
全文摘要
一种用废旧钼可制取熔铸型钼产品的真空熔炼炉，包括真空室和安装在真空室内的坩埚，坩埚的下方设有浇铸模型，采用石墨制作的坩埚底部设有浇注口，在浇注口上设有底铸闸门，坩埚的外壁和底部被一种绝热保温导电材料层包裹着，外层有水冷夹套，内装稳弧线圈。它确保高温下熔炼废旧钼所需的热平衡条件。其熔铸型钼产品，其内在金属组织与原粉末冶金法制取的钼产品相比，质量密度增高，其原含有氮、氢、氧杂质，原含低熔点合金杂质等均得到去除。因而，获得的熔铸型钼产品理化性能得到全面提升。所以，本发明解决了废旧钼资源再生技术难题。并为再生回收创造了最经济的成本。
文档编号C22B34/00GK101093141SQ20061004702
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者王毓民 申请人:王毓民