一种稀土金属虹吸铸锭设备的制作方法

本实用新型涉及稀土金属熔炼浇铸设备领域，具体涉及一种稀土金属虹吸铸锭设备。

背景技术：

通过电解熔炼获取稀土金属之后，通常会将出炉的熔融金属浇铸成锭，以便后续加工和使用。稀土金属熔炼铸锭传统方法主要有直接浇铸和压力浇铸，但直接浇铸中的夹杂物不易控制，对稀土金属产品质量的影响较大，压力铸造的价格又比较高；之后，业内出现了真空虹吸出炉浇铸设备，将虹吸管的一端连接到高位设置的真空装置的真空包(一个可形成真空的容腔)内，并将浇铸模放置在真空包内，待电解槽等设备中完成金属熔炼后，将虹吸管的另一端插入金属熔盐，从而通过真空虹吸效应，将熔盐吸入真空包内的浇铸模中，完成铸锭。因在真空(或者低压)环境下完成铸锭，稀土金属铸锭的表面光洁、无氧化，操作简单、质量好，且设备成本较低，在现在的稀土金属制备行业中使用较为广泛。

只是，熔炼完成后，金属熔盐的底层和上层都含有较多杂质，为保证铸锭的质量，虹吸管的插入深度需控制在熔盐的中下部，而现有的真空虹吸设备对虹吸管插入深度的控制，基本都是通过升降装置来实现的，将连有虹吸管的真空包放置在升降装置上，以使升降装置的位置可以上下调节，从而虹吸管的插入深度随之改变。这种控制虹吸管插入深度的方式操作较为笨拙，控制不便。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型旨在提出一种便于控制虹吸管插入深度的真空虹吸出炉浇铸设备，保证稀土金属铸锭的质量，且操作更加方便。

为达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案是：

一种稀土金属虹吸铸锭设备，包括：电解槽、虹吸管、真空装置和浇铸模，浇铸模放置于真空装置的真空包内，所述虹吸管的上端与真空包球铰连接，虹吸管的下端延伸到电解槽内并与一深度控制装置连接；

所述深度控制装置包括：拉簧、浮板机构和开关机构；所述拉簧设置至少两个，拉簧的上端固定在电解槽的上沿；所述浮板机构包括：浮板和缸套，所述浮板的两端均与一所述拉簧的下端连接，以将浮板水平吊设在电解槽内，所述缸套竖向固定在浮板的中部，缸套的上端中部设置连接孔并与虹吸管连通；

所述开关机构包括：滑台和控制杆，所述滑台可滑动的设置在缸套内，滑台上设置有上下贯通的开关孔，且所述开关孔的上端与连接孔的下端在水平面上的投影不相交，所述控制杆连接竖向连接在滑台的下端，控制杆的下端固定在电解槽的底部；

所述浮板机构位于滑台的上端面与缸套顶面接触的位置时，所述浮板机构的重力小于所述浮板机构在熔盐中所受浮力与所述拉簧的拉力之和，且所述浮板机构的重力大于所述拉簧的拉力。

上述的稀土金属虹吸铸锭设备，将虹吸管的插入电解槽的一端与一深度控制装置连接，通过深度控制装置的结构，使虹吸管的下端吸入口始终位于杂质较少的熔盐的中下部，且随着中层熔盐被不断吸出，熔盐液面下降而原来的上层熔盐退落到原中下层的位置时，深度控制装置的开关机构会自动封闭虹吸管，从而停止对只剩下原下层和上层熔盐的吸取，保证铸锭的质量，同时实现对便于虹吸管插入深度自动控制，操作更加方便。

进一步地，所述浮板机构还包括：吸料管，所述吸料管水平设置在浮板的下方并与缸套的下端连通，吸料管的两端封闭，并在吸料管管壁上设置若干吸料孔。

在虹吸管的吸入口端连接一水平设置的吸料管，扩大吸入口的覆盖面积，以均匀吸取位于同一层面内的熔盐，使熔盐的液面保持原有的层级机构同步退落，保证中下层熔盐的纯净度，进一步保证铸锭的质量。

进一步地，所述吸料孔设置在吸料管的下部两侧。

因熔盐的下层始终处于较为稳定的状态，而上层会随着吸取的进行而下移，因而将吸料孔设置在吸料管的下部两侧，以使吸料孔吸取的是始终是相对稳定层面内的熔盐，保证铸锭材料的一致性。

进一步地，所述缸套的下端设置有向内延伸的限位沿。

通过限位沿可以防止滑台脱出缸套，且能在拉簧弹力过大的时候对浮板机构拉扯固定在限位沿与滑台抵靠的位置，机械限位，保证虹吸管的插入深度。

进一步地，所述控制杆的下端固定连接一锚锭，并通过所述锚锭锚固在电解槽的底部。

将控制杆通过锚锭固定，便于在需要时将深度控制装置从电解槽内取出，拆装和维护方便。

进一步地，所述真空包上设置有球铰座，所述球铰座的球形腔与一延伸到浇铸模上方的浇铸管连通；所述虹吸管的靠近真空包的一端设置有球铰头，所述球铰头设有与虹吸管连通的通孔；所述球铰头与球铰座球铰连接并密封适配。

通过球铰密封连接，使虹吸管的上端具有一定的活动量，以适应深度控制装置上下移动时对虹吸管造成的位置影响，保证深度控制装置工作的流畅性和可靠性。

综上所述，本实用新型提供的稀土金属虹吸铸锭设备，便于控制虹吸管插入深度，保证稀土金属铸锭的质量，且操作更加方便。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例深度控制装置的开关机构打开状态的结构示意图；

图3为本实施例深度控制装置的开关机构关闭状态的结构示意图；

图4为本实施例深度控制装置沿吸料管径向剖开的结构示意图；

图5为本实施例虹吸管与真空包连接结构示意图；

附图标记：1-电解槽,2-虹吸管,21-球铰头，22-通孔，3-真空装置,31-真空包,32-球铰座，33-浇铸管，4-浇铸模,5-深度控制装置,51-拉簧,52-浮板机构,521-浮板,522-缸套，5221-连接孔,5222-限位沿,53-吸料管，531-吸料孔，54-开关机构,541-滑台,5411-开关孔，542-控制杆,55-锚锭，6-移动装置，7-升降装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。在本实用新型申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图5所示，本实施例提供的稀土金属虹吸铸锭设备，其主体结构与常规的真空虹吸出炉浇铸设备相似，包括：电解槽1、虹吸管2、真空装置3和浇铸模4，浇铸模4放置于真空装置3的真空包31内，虹吸管2的上端与真空包31连接并延伸到浇铸模4的上方，虹吸管2的下端可插入到电解槽1，以在熔盐完成熔炼之后，通过真空装置3工作使真空包31内形成负压，从而通过负压虹吸效应吸取电解槽1内的熔盐，并浇铸到浇铸模4内完成铸锭。当然，如常规虹吸铸锭设备的移动装6置和升降装置7也是可以配备的，便于，设备的移动和位置调整。

为便于虹吸管2下端在电解槽1内插入深度的控制，在虹吸管2的下端连接了深度控制装置5，并同时将虹吸管2的上端与真空包31球铰连接，以使虹吸管2的上端具有一定的活动量，以适应深度控制装置5上下移动时对虹吸管2造成的位置影响，保证深度控制装置5工作的流畅性和可靠性。本实施例中，参见图5，在真空包31上设置有球铰座32，球铰座32的球形腔与一延伸到浇铸模4上方的浇铸管33连通，虹吸管2的靠近真空包31的一端设置有球铰头21，球铰头21设有与虹吸管2连通的通孔22；球铰头21与球铰座32球铰连接并密封适配。进而通过球铰密封连接，实现虹吸管2与真空包31的活动密封连接。

如图2至图4所示，深度控制装置5包括：拉簧51、浮板机构52和开关机构54；拉簧51设置至少两个，拉簧51的上端固定在电解槽1的上沿；浮板机构52包括：浮板521和缸套522，浮板521的两端均与一拉簧51的下端连接，以将浮板521水平吊设在电解槽1内，缸套522竖向固定在浮板521的中部，缸套522的上端中部设置连接孔5221并与虹吸管2连通。浮板机构52和虹吸管2的最好都以钛为材料，质量轻、熔点高，适合电解的高温环境。开关机构54包括：滑台541和控制杆542，滑台541可滑动的设置在缸套522内，控制杆542连接竖向连接在滑台541的下端，且控制杆542的下端固定在电解槽1的底部，从而使滑台541处于固定状态，以在浮板机构52的活动状态下进行开关机构54的功能转换。当然，控制杆542的下端可以固定连接一锚锭55，并通过锚锭55锚固在电解槽1的底部；以便于在需要时将深度控制装置5从电解槽1内取出，拆装和维护方便。

滑台541上设置有上下贯通的开关孔5411，且开关孔5411的上端与连接孔5221的下端在水平面上的投影不相交，进而，当浮板机构52下落时，滑台541的上端面会与缸套522顶面接触，从而闭塞虹吸管2的吸入口，阻断虹吸管2吸取熔盐的通道；而当浮板机构52在外力下上移时，开关孔5411和连接孔5221就能连通，保证真空吸虹通道的通常。在上述开关机构54工作原理的基础上，将拉簧51的弹力进行预设调节，可实现开关机构54的自动调节，具体的，拉簧51的预设弹力，在滑台541的上端面与缸套522顶面接触的位置时，浮板机构52的重力小于浮板机构52在熔盐中所受浮力与拉簧51的拉力之和，且浮板机构52的重力大于拉簧51的拉力，进而可以保证虹吸管2的下端吸入口始终位于杂质较少的熔盐的中下部。当然，在弹力控制的基础上，还可以在缸套522的下端设置向内延伸的限位沿5222，以防止滑台541脱出缸套522，且能在拉簧51弹力过大的时候对浮板机构52拉扯固定在限位沿5222与滑台541抵靠的位置，机械限位，进一步保证虹吸管2的插入深度。

上述的稀土金属虹吸铸锭设备，在虹吸管2的下端连接深度控制装置5，利用深度控制装置5的结构和熔盐提供的浮力，在电解槽1内熔盐充足时，如图2所示，浮板机构52上浮打开虹吸管2的吸取通道，在真空装置3工作的情况下，可以顺利的吸取电解槽1中杂质较少的中下部的熔盐，进行高质量的铸锭。随着中层熔盐被不断吸出，参见图3，当熔盐液面下降而原来的上层熔盐退落到原中下层的位置时，浮板机构52失去熔盐提供的浮力而下落，从而通过开关机构54的滑台541关闭虹吸管2的吸取通道，从而停止对只剩下原下层和上层熔盐的吸取，保证铸锭的质量，实现对便于虹吸管2插入深度自动控制，操作更加方便。

本实施例中，为进一步提升铸锭质量，在浮板机构52上还设置有吸料管53，吸料管53水平设置在浮板521的下方并与缸套522的下端连通，吸料管53的两端封闭，并在吸料管53管壁上设置若干吸料孔531，从而扩大吸入口的覆盖面积，以均匀吸取位于同一层面内的熔盐，使熔盐的液面保持原有的层级机构同步退落，保证中下层熔盐的纯净度，进一步保证铸锭的质量。因为熔盐的下层始终处于较为稳定的状态，而上层会随着吸取的进行而下移，进而，吸料孔531最好设置在吸料管53的下部两侧，以使吸料孔531吸取的是始终是相对稳定层面内的熔盐，进一步保证铸锭材料的一致性。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。