一种中间合金熔炼系统的制作方法

本实用新型属于化学熔炼技术领域，具体涉及一种中间合金熔炼系统。

背景技术：

将某些纯金属制备成中间合金，使其便于加入到基体材料中。要生产出锆合金铸锭，需要在海绵锆的基础上添加合金元素，一些低熔点或难熔合金元素的添加是一个难题，目前在锆合金铸锭熔炼前的电极制备过程中，电极块压制时在海绵锆中添加中间合金是目前一种合理的、可控的合金成分添加的方法。目前，公知的中间合金熔炼由手工操作，利用氩弧焊枪产生的高温电弧来实现熔炼，但因其受人工操作因素影响较大，无法精确控制弧距与位移，从而影响中间合金的熔炼质量及其产量。因此，需要一种自动、高效、稳定的中间合金熔炼系统，采用手动控制和自动控制两种控制方式，并可控制熔炼过程中的工位移动，使熔炼更均匀，提高熔炼质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种中间合金熔炼系统，其结构简单、设计合理，通过设置X-Y位移机构和等离子枪位移单元实现熔炼过程中的工位移动，使熔炼更均匀，并且包括手动控制和自动控制两种控制方式，提高了工作效率和工作可靠性，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种中间合金熔炼系统，其特征在于：包括熔炼装置和熔炼电路，所述熔炼装置包括炉体、设置在炉体内的合金放置机构、用于使所述合金放置机构移动的X-Y位移机构、用于对所述合金放置机构上的中间合金进行加热熔炼的等离子机构；所述X-Y位移机构包括X移动轴、Y移动轴、套设在Y移动轴上且用于连接合金放置机构的Y轴滑块和套设在X移动轴上且用于连接Y移动轴的X轴滑块；所述等离子机构包括伸入炉体内的等离子枪和等离子枪位移单元，所述等离子枪位移单元包括滑轨、Z轴滑块以及用于连接滑块和等离子枪的连接杆，所述等离子枪和炉体的连接位置处套设有炉体密封单元；所述熔炼电路包括手动控制电路和自动控制电路，所述自动控制电路包括PLC控制器、X-Y轴位移控制单元、Z轴位移控制单元、真空控制单元、气压回填控制单元以及与所述PLC控制器输入端相接的输入模块，所述X-Y轴位移控制单元包括均与所述PLC控制器输出端相接的用于驱动所述X轴滑块的X轴电机和用于驱动所述Y轴滑块的Y轴电机，所述Z轴位移控制单元包括与所述PLC控制器输入端相接的熔炼电压检测模块和与所述PLC控制器输出端相接的用于驱动Z轴滑块的Z轴电机，所述真空控制单元包括与所述PLC控制器输出端相接的真空泵，所述气压回填控制单元包括与所述PLC控制器输入端相接的压力传感器和电接点压力表以及与所述PLC控制器输出端相接的气压控制阀。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述合金放置机构包括坩埚排和用于对坩埚排降温的水冷单元，所述坩埚排上设置有多个半球形坩埚，多个所述半球形坩埚呈多排多列布设，所述水冷单元包括设置在坩埚排周侧的水管，所述水管的两端设置有进水管接口和出水管接口。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述炉体的两侧均设置有炉门，所述炉体的壁面上设置有操作位观察视镜、内部照明灯接口和用于对炉体降温的水冷夹套，所述炉门上设置有炉门观察视镜。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述手动控制电路包括设置在员工操作工位上的就地操作盒和设置在炉体上的等离子枪操作盒，所述等离子枪操作盒包括Z轴电机控制开关、等离子枪手动开关和等离子枪紧急停止开关，所述就地操作盒包括与X-Y电机控制开关和X-Y电机紧急停止开关。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述等离子机构还包括等离子枪冷却单元。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述炉体上还设置有气压手动阀。

上述的一种中间合金熔炼系统，其特征在于：所述真空泵包括罗茨泵和机械泵。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。

2、本实用新型通过设置X-Y位移机构，使合金放置机构在空间X轴和空间Y轴上运动，通过等离子枪位移单元实现了等离子枪在空间Z轴上的运动，实现了熔炼过程中的工位移动，使熔炼更均匀。

3、本实用新型的控制方式包括手动控制和自动控制，用于对炉体内的真空、气压回填、合金放置机构的移动和等离子枪的移动进行控制，提高自动化程度，提高了工作效率和工作可靠性，控制效果好。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，通过设置X-Y位移机构和等离子枪位移单元实现熔炼过程中的工位移动，使熔炼更均匀，并且包括手动控制和自动控制两种控制方式，提高了工作效率和工作可靠性，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1的俯视图。

图4为本实用新型自动控制电路的电路原理框图。

附图标记说明:

1—炉体； 2—合金放置机构； 3—X-Y位移机构；

4—等离子枪； 5—滑轨； 6—Z轴滑块；

7—连接杆； 8—炉体密封单元； 9—X轴电机；

10—Y轴电机； 11—Z轴电机； 12—X移动轴；

13—Y移动轴； 14—等离子枪操作盒； 15—就地操作盒；

16—半球形坩埚； 17—坩埚排； 18—水管；

19—进水管接口； 20—出水管接口； 21—炉门；

22—炉门观察视镜； 23—水冷夹套； 24—操作位观察视镜；

25—内部照明灯接口； 26—真空泵； 27—机械泵；

28—罗茨泵； 29—气压手动阀； 30—PLC控制器；

31—输入模块； 32—压力传感器； 33—电接点压力表；

34—气压控制阀； 35—熔炼电压检测模块；

36—X轴滑块； 37—Y轴滑块。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括熔炼装置和熔炼电路，所述熔炼装置包括炉体1、设置在炉体1内的合金放置机构2、用于使所述合金放置机构2移动的X-Y位移机构3、用于对所述合金放置机构2上的中间合金进行加热熔炼的等离子机构；所述X-Y位移机构3包括X移动轴12、Y移动轴13、套设在Y移动轴13上且用于连接合金放置机构2的Y轴滑块37和套设在X移动轴12上且用于连接Y移动轴13的X轴滑块36；所述等离子机构包括伸入炉体1内的等离子枪4和等离子枪位移单元，所述等离子枪位移单元包括滑轨5、Z轴滑块6以及用于连接滑块6和等离子枪4的连接杆7，所述等离子枪4和炉体1的连接位置处套设有炉体密封单元8；所述熔炼电路包括手动控制电路和自动控制电路，所述自动控制电路包括PLC控制器30、X-Y轴位移控制单元、Z轴位移控制单元、真空控制单元、气压回填控制单元以及与所述PLC控制器30输入端相接的输入模块31，所述X-Y轴位移控制单元包括均与所述PLC控制器30输出端相接的用于驱动所述X轴滑块的X轴电机9和用于驱动所述Y轴滑块的Y轴电机10，所述Z轴位移控制单元包括与所述PLC控制器30输入端相接的熔炼电压检测模块35和与所述PLC控制器30输出端相接的用于驱动Z轴滑块的Z轴电机11，所述真空控制单元包括与所述PLC控制器30输出端相接的真空泵26，所述气压回填控制单元包括与所述PLC控制器30输入端相接的压力传感器32和电接点压力表33以及与所述PLC控制器30输出端相接的气压控制阀34。

如图3所示，本实施例中，所述合金放置机构2包括坩埚排17和用于对坩埚排17降温的水冷单元，所述坩埚排17上设置有多个半球形坩埚16，多个所述半球形坩埚16呈多排多列布设，所述水冷单元包括设置在坩埚排17周侧的水管18，所述水管18的两端设置有进水管接口19和出水管接口20。

如图1和图3所示，本实施例中，所述炉体1的两侧均设置有炉门21，所述炉体1的壁面上设置有操作位观察视镜24、内部照明灯接口25和用于对炉体1降温的水冷夹套23，所述炉门21上设置有炉门观察视镜22。

如图1所示，本实施例中，所述手动控制电路包括设置在员工操作工位上的就地操作盒15和设置在炉体上的等离子枪操作盒14，所述等离子枪操作盒14包括Z轴电机控制开关、等离子枪手动开关和等离子枪紧急停止开关，所述就地操作盒15包括与X-Y电机控制开关和X-Y电机紧急停止开关。

本实施例中，所述等离子机构还包括等离子枪冷却单元。

如图1所示，本实施例中，所述炉体1上还设置有气压手动阀29。

如图2所示，本实施例中，所述真空泵包括罗茨泵28和机械泵27。

具体实施时，首先打开炉门21，在半球形坩埚16上装填中间合金，然后关闭炉门21，通过输入模块31控制真空泵26的启动，真空泵26对炉体1内抽真空，真空泵26由机械泵27和罗茨泵28组成，满足真空度的要求。然后，往炉体1内填充保护气体，通过压力传感器32检测炉体1内的压力，当压力传感器32测定炉体1内压力过高时，启动气压控制阀34排气，当炉体1内压力降到输入模块31预设的压力下限值时，关闭气压控制阀34，电接点压力表33作为压力传感器32的备份设置和就地显示，同样可以操作气压控制阀34排气和关闭，实现双路控制，保证人机安全。

通过熔炼电压检测模块35检测等离子枪4的熔炼电压，熔炼电压与输入模块31预设的电压值进行比较，当熔炼电压与预设的电压值出现偏差时，Z轴电机11驱动Z轴滑块6沿着滑轨5运动，滑块6通过连接杆7带动等离子枪4运动，实现等离子枪4的上下位移，从而改变等离子枪4和坩埚排17的距离。坩埚排17通过Y轴滑块37与Y移动轴13连接，Y移动轴13通过X轴滑块36与X移动轴12连接，通过Y轴电机10带动Y轴滑块37沿Y移动轴13运动，从而带动坩埚排17沿Y移动轴13运动，通过X轴电机9带动X轴滑块36沿X移动轴12运动，从而带动坩埚排17沿X移动轴12运动，实现坩埚排17在炉体1内的工位移动，方便等离子枪4对每个半球形坩埚16内中间合金的熔炼。

坩埚排17的周侧设置有水管18，通过进水管接口19和出水管接口20实现水循环，用于对熔炼过程中的坩埚排17降温，防止坩埚排17过温损坏。

炉体1的壁面上设置有操作位观察视镜24和内部照明灯接口25，炉门21上设置有炉门观察视镜22，可对炉体1内部进行照明，方便工作人员对炉体1内的熔炼过程进行实时观察。炉体1的壁面上还设置有水冷夹套23，用于对熔炼过程中的炉体1降温，防止炉体1过温损坏。

本实施例中，还可通过气压手动阀29、设置在员工操作工位上的就地操作盒15和设置在炉体上的等离子枪操作盒14实现手动控制，且手动控制的级别高于PLC控制器30的控制优先级，提高了熔炼过程的控制可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。