述的熔炼室2与下拉室3之间设有下拉机构，所述的下拉机构位于结晶器7出料口的正下方，所述的下拉机构与结晶器7之间还设有第二等离子枪9，所述出料轨道6的两端分别位于下拉室3和出料室4内，所述的进料轨道5与出料轨道6上都设有驱动辊10，所述的下拉室3还设有翻转顶出机构，所述的翻转顶出机构位于下拉室3内出料轨道6的上方。钛或钛合金坯料导入到进料室I内的进料轨道5上，然后启动进料轨道5上的驱动辊10，由进料轨道5上的驱动辊10将坯料输送到熔炼室2内的第一等离子枪8的下方，然后启动第一等离子枪8让其产生离子弧，利用离子弧所产生的热量将坯料熔化，熔化的金属熔液滴入结晶器7内，结晶器7可根据不同形状及尺寸的铸锭来设计，金属溶液在结晶器7内缓慢冷却，与此同时一部分离子弧对熔池进行加热。本设计在结晶器7的下方设有下拉机构，铸锭在下拉机构的作用下按设定的速度向下运动，这样一边熔炼一边下拉，待下拉到I米时，设置在下拉机构和结晶器7之间的第二等离子枪9会利用热量将铸锭切断。这样被切断的铸锭由处在其下方的翻转顶出机构接住，利用翻转顶出机构将其由竖直翻转至水平方向，然后推送到出料轨道6上然后通过启动出料轨道6上的驱动辊10，利用驱动辊10使铸锭沿着出料轨道6输送进出料室4内，然后进行下一步的连轧工作。本设计在进料室1、熔炼室2、下拉室3和出料室4内都宠以一定压力的氩气，使钛或钛合金在从坯料变为铸锭的整体过程都是在一定压力的氩气气氛中完成，通过此设计避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化问题。其目的是针对降低钛及钛合金的制造成本，缩短工艺流程，实现钛及钛合金高效、短流程、低成本化制造。
[0024]如图1所示的下拉机构是由三组两两相对设置的滚筒14从上到下排列组成，所述每组滚筒14都位于结晶器7出料口下方的两侧。金属溶液在结晶器7内会冷却形成铸锭，转动滚筒14向下拉动铸锭，使铸锭在三组两两设置的滚筒14的作用下按照一定的速度向下运动。
[0025]如图1所示的翻转机构包括接料筒11、顶出气缸12和翻转气缸13，所述的接料筒11位于下拉机构的下方，所述接料筒11的前后两侧各连接有一个翻转气缸13，所述的顶出气缸12位于接料筒11的左侧，所述接料筒11的底部开设有通孔。当铸锭被切断后会自动掉落进下方的接料筒11内，然后启动翻转气缸13把铸锭由竖直翻转至水平方向，然后启动顶出气缸12使其穿过接料筒11底部的通孔把铸锭顶送到出料轨道6。本设计具有结构简单、易于制造和实用尚效的优点。
[0026]本设计中的结晶器7采用倒梯形设计，所述的结晶器7内安装有水冷系统，通过水冷系统加快结晶器7内金属溶液形成铸锭的速度；并且利用倒梯形设计的结晶器7可保证纯钛及钛合金铸锭的冶金质量。
【主权项】
1.一种钛及钛合金低成本连铸技术，其特征在于:包括以下步骤: a、进料:钛或钛合金坯料在进料驱动辊的作用下沿着进料轨道从进料室输送进熔炼室内； b、熔化:钛或钛合金坯料进入熔炼室内后，在驱动辊的继续作用下输送到第一等离子枪下，利用第一等离子枪所产生的离子弧对坯料进行熔化； C、冷却下拉:熔化后的钛或钛合金溶液会滴入结晶器内进行缓慢冷却形成铸锭，然后利用设置在结晶器下方的下拉机构进行下拉； d、切断:每当下拉机构下拉一米后启动设置在侧面的第二等离子枪，利用第二等离子枪所产生的离子弧将铸锭切断； e、出料:切断后的铸锭在气缸的作用下将由竖直翻转至水平方向并输送到出料轨道上，启动出料驱动辊把铸锭沿着出料轨道输送出进行出料室内。2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金低成本连铸技术，其特征在于:所述的结晶器为水冷的铜结晶器。3.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金低成本连铸技术，其特征在于:所述的第一等离子枪和第二等离子枪的功率都为65kw或65kw以上。4.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金低成本连铸技术，其特征在于:所述的步骤a(进料)、步骤b (熔化)、步骤c (冷却下拉)、步骤d (切断)和步骤e (出料)都是在一定压力的氩气气氛中进行，避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化问题。5.一种钛及钛合金低成本连铸设备，其特征在于:包括进料室(I)、熔炼室(2)、下拉室(3 )、出料室(4)、进料轨道(5 )、出料轨道(6 )和结晶器(7 )，所述的进料轨道(5 )的两端分别位于进料室⑴和熔炼室⑵内，所述的结晶器⑵位于熔炼室(2)内，所述的进料轨道(5)的一端连接在结晶器(7)的进料口处，所述的结晶器(7)进料口的上方设有第一等离子枪(8)，所述的通过进料轨道(5)与熔炼室(2)相连通，所述的熔炼室(2)与下拉室(3)之间设有下拉机构，所述的下拉机构位于结晶器(7)出料口的正下方，所述的拉锭头与结晶器(7)之间还设有第二等离子枪(9)，所述出料轨道(6)的两端分别位于下拉室(3)和出料室⑷内，所述的进料轨道(5)与出料轨道(6)上都设有驱动辊(10)，所述的下拉室(3)还设有翻转顶出机构，所述的翻转顶出机构位于下拉室(3)内出料轨道(6)的上方。6.根据权利要求5所述的一种钛及钛合金低成本连铸设备，其特征在于:所述的下拉机构是由三组两两相对设置的滚筒(14)从上到下排列组成，所述每组滚筒(14)都位于结晶器(7)出料口下方的两侧。7.根据权利要求5所述的一种钛及钛合金低成本连铸设备，其特征在于:所述的翻转机构包括接料筒(11)、顶出气缸(12)和翻转气缸(13)，所述的接料筒(11)位于下拉机构的下方，所述接料筒(11)的前后两侧各连接有一个翻转气缸(13)，所述的顶出气缸(12)位于接料筒(11)的左侧，所述接料筒(11)的底部开设有通孔。8.根据权利要求5所述的一种钛及钛合金低成本连铸设备，其特征在于:所述的结晶器(7)采用倒梯形设计，所述的结晶器(7)内安装有水冷系统。
【专利摘要】本发明涉及一种钛及钛合金生产的连铸技术和设备，在氩气保护或惰性气体气氛下，采用大于65KW的等离子枪作为热源，通过结晶器、等离子枪和下拉机构来实现钛及钛合金圆形、扁形铸锭的连续铸造，降低钛合金加工成本约15％以上。生产的钛及钛合金成分均匀、无偏析、无冶金质量问题。
【IPC分类】B22D21/00, B22D11/04, B22D11/055, B22D11/126
【公开号】CN104923752
【申请号】CN201510398496
【发明人】常辉, 董月成, 李峰, 崔予文, 鲁晓刚, 周廉
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月8日