新型真空电子束熔炼炉的制作方法_2

文档序号:10401538阅读:来源:国知局
6-机架;57-拉锭筒;101-箱体;102-进料架组件;103、104-箱门;105-链传动系统;106-液压系统;107-推料装置;108-进料箱支腿;109-筋板;110-铰链;111-支架;112-销轴;113-箱盖限位板;114-底托;115-进料架;116-车轮;117-辊轮;118-料架板;119-螺杆;120-螺母;121-电机;122-第一主轴;123-轴承座;124-联轴器;125-链轮;126-第二主轴;127-链条;128-推料电机;129-方钢;130-垫板;131-调整板。
[0039]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
【具体实施方式】
[0040]参见图1至图4所示,本实用新型新型真空电子束熔炼炉主要由炉体及配设的一组大功率电子枪、进料系统、铸锭坩祸、拉锭及转锭系统、真空机组、水循环冷却系统和电控系统组成。
[0041]本实用新型新型电子束熔炼炉的炉体13采用卧式水冷圆筒形结构,均为不锈钢材料焊接制成,焊接性能可靠,保证可靠漏率。炉体顶端中部有竖直进料系统12接口,左右对称分布电子枪2的安装基座,左端炉门及侧面均可置有观察窗,方便观察熔炼室内熔炼情况。炉体右端为真空机组3的接口,侧面为连续横向进料系统12接口,炉体13与所有外部件连接处采用梯形密封槽,以保证熔炼室极限真空3x10—4Pa,压升率:0.3Pa/h。炉体内壁及炉门处均设防辐射隔热层,阻挡、隔离X射线,保护工作人员。
[0042]大功率电子枪2阴极在高压电场的作用下加热发射出电子,集成电子束在加速电压的作用下,以极高的速度向阳极运动,并通过聚焦线圈和偏转线圈的作用轰击物料并熔化,物料也不断地被熔化滴落到熔池内,在拉锭及转锭系统5作用下熔炼成锭;电子枪2与炉体13之间加装真空隔离闸阀,通过闸阀开合,保证真空枪室与炉体真空室相互不干扰。
[0043]如图1至图4所示,本实用新型新型电子束熔炼炉一较佳实施例中采用了双向(横向和竖直)进料系统:包括一与炉体处于同水平方位的连续横向进料系统I,同时配设一竖直进料系统I,该竖直进料系统的输出接口设在炉体13顶端且位于铸锭坩祸16的正上方。
[0044]所述的连续横向整料进料系统的具体构成可参见图5至图9所示,主要由箱体101、进料架组件102、箱门103和箱门104、链传动系统105、液压系统106、推料装置107和进料箱支腿108等组成。
[0045]横向整料进料系统的箱体101采用方形结构,由304不锈钢板焊接而成,所用材料具有无裂纹、焊接性能好、受热不易变形和渗气率低等优点。箱体的侧壁和底面有加强筋,能够增加其刚度和强度,防止箱体在负压状态下变形,保证设备安全可靠。箱体侧壁的加强筋采用筋板的形式,在该筋板109的端部开有孔,其作用是方便箱体吊装。箱体的内壁经过打磨喷砂处理,表面光滑,这样减少气体吸附,防止箱体内壁氧化腐蚀。有利于缩短抽气时间,并获得一个良好的真空极限。
[0046]箱体的上方有两个箱门,其中箱门103与箱体101固定连接在一起,箱门104可以直接拉开实现开启和关闭。纵横交错的筋板焊接在箱门的外侧,增加其刚度和强度,防止箱门在负压状态下变形。箱门104和箱体101之间采用双密封结构,即在两个环形密封槽中间加一个用于抽气的槽,密封槽内装有O型橡胶圈密封圈,箱门104的设计可以为本系统实现双保险,且方便随时维修,维修时不用启动电控系统。箱门103和箱体101通过铰链110相连,以此实现箱门的转动。其内部的轴上套有锡青铜轴承,放置在不锈钢底座与上盖之间,以增强其耐磨性;上盖上装有注油器,方便润滑时注油。箱门103的开启和关闭采用液压传动实现,它由两个液压油缸、支架111等组成;液压油缸平行地安装在箱门左右两侧,利用液压缸伸缩实现箱门的开启与闭合;箱门具有位置锁定装置,当箱门打开至竖直位置时,用销轴112将箱盖限位板113和箱门103锁住,这样保证了箱门的安全性,防止液压系统失效时发生危险。箱门的上开启大大简便了装料过程,同时也方便了对料架和箱体内部维修等工作。
[0047]横向整料进料架组件102由底托114、进料架115、车轮116和辊轮117等组成,底托114的上方用来安装若干平行排列的滚轮轴,滚轮轴上装有辊轮117和粉末冶金轴承,尽量减小滚轮转动时的摩擦;底托114的下方装有车轮116,其在箱体内部的两条轨道(一对水平辊道)上移动,以此实现连续进料。横向整料进料架上的料架板118将装料空间分离开,这样可以放置多根料棒,容积能力增大。料架板通过螺杆119和螺母120固定在底托114上,通过调整螺杆与螺母,便可以改变料架之间的距离,以适应不同尺寸大小的坯料。
[0048]横向整料进料架的移动采用链传动实现,本实用新型使用的链传动系统可以由电机121、主动轮单元、从动轮单元和安装在主、从动轮单元间的一对传动链条127组成;其中,所述的主动轮单元包括有第一驱动轴122、一对轴承座123、一联轴器124、一第二驱动轴126和一对链轮125,所述电机的输出端与第一驱动轴连接,所述的第二驱动轴安装在一对轴承座上且通过联轴器与第一驱动轴连接,一对链轮同时安装在第二驱动轴上并可随其转动;所述的从动轮单元包括有两组独立设置的链轮组,每个链轮组中包括一对轴承座和安装在其上的短轴,一个链轮套设在短轴上,两链轮组上的链轮所设位置与主动轮单元的一对链轮位置相对应;所述的传动链条绕经主、从动轮单元的链轮后一端与进料架组的一端连接,另一端与进料架组的另一端连接。电机121带动第一驱动轴122旋转,通过联轴器123传递给第二驱动轴126,第二驱动轴126又带动链轮125转动,通过链条127使进料架移动。这样的设计,使得链传动可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力,能在低速、重载和高温等不良环境中工作,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小,传递效率较高。
[0049]推料装置107位于进料箱体101的后面,主要功能是实现原料的进给。推料装置与箱体之间采用动密封连接。推料电机128带动丝杠转动时,推料杆随着螺帽沿着丝杠方向做直线运动,这样便实现原料的进给。
[0050]横向整料进料箱支腿108由方钢129、垫板130和调整板131组成,调整板131焊接在方钢129上,通过螺纹连接与垫板130连接在一起,方钢下部开有孔,通过调整中间的六角螺栓改变调整板与垫板之间的间距,从而调整进料箱的高度,方便进料箱与炉体之间的安装。
[0051]横向进料系统闸阀11连接于炉体与连续横向进料系统12接口之间,可控制其开闭。在熔炼过程中,若继续向进料箱中加料,可直接关闭闸阀进行而不影响炉室真空,节省熔炼辅助时间。
[0052]竖直进料系统12可对原始料棒18进行熔炼,减少料棒与进料炉床的接触污染;也可对一次熔锭进行再加工,实现二次提纯。送料期间,可通过丝杆传动机构实现料棒的上下运动,也可保证料棒在熔化时能够不停的旋转,使料棒端部呈削铅笔状,均匀熔炼,不出现熔炼盲区。
[0053]本实用新型回转盘系统6底部以支撑立柱7为转轴,参见图1,在基础面B固定安装。其内旋转大盘通过链条带动其向正、反方向旋转。且大盘上安放坩祸置换系统8、拉锭及转锭系统5,并分别预留电控线孔及液压管道线孔;此种布置便可通过控制伺服电机4满足熔炼前后铸锭坩祸16的安装及置换、拉锭及转锭系统5与铸锭坩祸16对接位(熔炼工作位),熔炼完毕后出锭位(出料位)的调换。所有控制动作均以机电液控制结合,动作灵便、省力,可以实现自动化操控(现有技术可实现,此处不赘述)。
[0054]铸锭坩祸16(结晶器)为水冷坩祸,安装入位时由坩祸置换装置8旋转到炉体坩祸接口位置并抬升实现。且内部循环冷却水管改为炉体外部接入,避免传统炉体内部引水而产生泄漏
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