一种两机两流电子束冷床熔炼炉的制作方法

本实用新型属于电子束熔炼设备技术领域，具体涉及一种两机两流电子束冷床熔炼炉。

背景技术：

目前，电子束冷床熔炼炉是冶炼难熔金属的核心装备之一，在高端材料的冶炼方面发挥着重要的作用。电子束熔炼炉是一种特殊的真空冶金设备。利用电子枪可将几十至数百kw的高能电子束聚集并产生高温，能量密度大，当高能电子束聚焦在钨、钽、铌、锆等难熔金属物料上时，使其熔化，并剔取杂质，达到熔炼及提纯的目的。此间，高温熔融区域金属需点滴进入熔池，在结晶器(铸锭坩埚)中冷却、凝固，经拉锭机构作用成锭。随着航天工业、海洋工业的快速发展，高端金属材料的需求越来越大，对电子束冷床熔炼炉的效率要求越来越高。目前的电子束冷床熔炼炉每次熔炼锭子为10吨左右，熔炼量无法满足需求，且一次只能生产一种规定的锭子，品种单一，无法满足规格多样性的需求。

为此，研究开发一种能提高产能，可同时生产不同规格的多机多流电子束冷床熔炼炉是解决这一问题的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高产能的两机两流电子束冷床熔炼炉，能同时生产两根规格相同或者规格不同的铸锭。

本实用新型的目的是这样实现的，包括双层水冷结构炉体及炉盖上配设的一组大功率电子枪、与炉体侧面连接的横向进料系统、炉体内设置与进料系统连接的熔炼坩埚、与熔炼坩埚精炼区连接的结晶器、与结晶器配套连接的拉锭装置、用于观察炉内状况的观察窗、配套的抽真空系统，所述横向进料系统有两套且分别设置在炉体的两侧，所述结晶器及其配套的拉锭装置有两组，所述熔炼坩埚精炼区设置两个熔液导口分别与结晶器连接。

本实用新型具有以下技术效果：

1、进料采用左右两侧进料，每侧加料仓含有至少两个料框，提高了加料量，确保每次熔炼锭子的重量可达到20吨。

2、采用两套相互独立运行的结晶器及其配套的拉锭装置，提高了生产效率和产品规格多样性，可以熔炼20吨范围内的圆锭或者方锭。

3、左右两侧加装液位监视系统，根据液位高低来控制各自拉锭的拉锭时机和拉锭速度，实现液位自动调节。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为a－a截面结构示意图；

图中：1-炉体，2-电子枪，3-横向进料系统，4-熔炼坩埚，5-结晶器，6-拉锭装置，7-熔液导口，8-水平导槽，9-液位监视装置，10-熔化区，11-精炼区，12-铸锭，箭头-熔液流向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。

如附图1～2所示本实用新型包括双层水冷结构炉体1及炉盖上配设的一组大功率电子枪2、与炉体侧面连接的横向进料系统3、炉体内设置与进料系统连接的熔炼坩埚4、与熔炼坩埚精炼区连接的结晶器5、与结晶器配套连接的拉锭装置6、用于观察炉内状况的观察窗、配套的抽真空系统，所述横向进料系统3有两套且分别设置在炉体1的两侧，所述结晶器5及其配套的拉锭装置6有两组，所述熔炼坩埚精炼区设置两个熔液导口7分别与结晶器5连接。

所述两个结晶器5之间设置有相互连通的水平导槽8，所述水平导槽8位于两个结晶器5上部，水平导槽8上沿与结晶器5开口上沿平齐，用于平衡两个结晶器的熔液液位。

所述每套横向进料系统3中至少有两个加料框。

所述一组大功率电子枪2有八支，其中四支位于熔炼坩埚熔化区10上方，两支位于熔炼坩埚精炼区11上方，两支分别位于两个结晶器上方。

所述两套拉锭装置6设置相互独立的控制运行系统，由各自控制器控制独立运行，利于生产一根锭或同时生产两根锭。

所述炉体上设置有两套液位监视装置9，用于分别监测炉内两个结晶器内液位高低。

所述液位监视装置9包括设置在炉体上的闪频观察窗、图像比对装置，所述闪频观察窗与图像对比装置电连接，所述图像对比装置与拉锭装置6的控制器电连接，用于对结晶器液位进行视频监测，将液位画面转换成液位高低的信号，并将液位信号传入拉锭装置的控制器，通过控制器控制拉锭时机和拉锭速度。

所述结晶器5的内腔为方形和/或圆柱形。

所述两个结晶器5的内腔横截面积大小相同或不同。

两机两流为两套结晶拉锭运行机构和两个熔液溢流导口的简称。

本实用新型工作原理和工作过程：本实用新型在现有电子束冷床熔炼炉的基础上，将单侧的横向进料系统3改进为两侧的双横向进料系统，将单一的结晶器5及其配套的拉锭装置6改进为并列且各自能独立运行的两套。工作时，打开两侧进料系统3的加料仓，将装满压成块的原料的加料框调入加料仓，每个加料仓放有两个加料框，通过料框横移装置使加料框做整体水平移动，将加料框内的块料推入熔炼仓内的熔炼坩埚4内。两边的块料在熔化区10各由两支电子枪负责熔炼，熔化后的液体顺坩埚流入精炼区11。再由两支电子枪负责对精炼区11的熔液进行加热精炼，精练后的熔液顺着熔液导口7流入两边的结晶器5中。再由两支电子枪分别负责对结晶器5的熔液进行加热，保证液体的流动性，从而保证熔液成分的均匀性。熔液在结晶器5内凝结成坯，铸坯连着拉锭装置6的引锭头，在拉锭装置6的拉锭丝杠带动下，缓慢向下运动，形成连续的铸锭12。同时，液位监视装置9对各自结晶器5内熔液液位进行实时视频监测，将液位画面转换成液位高低的信号，并将液位信号传入各自拉锭装置6的控制器，通过控制器自动调节控制各自的拉锭时机和拉锭速度，从而实现熔液液位自动调节。若一个的结晶器5内熔液液位超过水平导槽8槽底时，熔液通过水平导槽8流入另一个结晶器5内，从而保持两个结晶器5内熔液相对平衡。

技术特征：

1.一种两机两流电子束冷床熔炼炉，包括双层水冷结构炉体（1）及炉盖上配设的一组大功率电子枪（2）、与炉体侧面连接的横向进料系统（3）、炉体内设置与进料系统连接的熔炼坩埚（4）、与熔炼坩埚精炼区连接的结晶器（5）、与结晶器配套连接的拉锭装置（6）、用于观察炉内状况的观察窗、配套的抽真空系统，其特征是：所述横向进料系统（3）有两套且分别设置在炉体（1）的两侧，所述结晶器（5）及其配套的拉锭装置（6）有两组，所述熔炼坩埚精炼区设置两个熔液导口（7）分别与结晶器（5）连接。

2.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述两个结晶器（5）之间设置有相互连通的水平导槽（8），所述水平导槽（8）位于两个结晶器（5）上部，水平导槽（8）上沿与结晶器（5）开口上沿平齐，用于平衡两个结晶器的熔液液位。

3.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述每套横向进料系统（3）中至少有两个加料框。

4.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述一组大功率电子枪（2）有八支，其中四支位于熔炼坩埚熔化区（10）上方，两支位于熔炼坩埚精炼区（11）上方，两支分别位于两个结晶器（5）上方。

5.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述两套拉锭装置（6）设置相互独立的控制运行系统。

6.根据权利要求5所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述炉体上设置有两套液位监视装置（9），用于分别监测炉内两个结晶器内液位高低。

7.根据权利要求6所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述液位监视装置（9）包括设置在炉体上的闪频观察窗、图像比对装置，所述闪频观察窗与图像对比装置电连接，所述图像对比装置与拉锭装置（6）的控制器电连接，用于对结晶器液位进行视频监测，将液位画面转换成液位高低的信号，并将液位信号传入拉锭装置的控制器，通过控制器控制拉锭时机和拉锭速度。

8.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述结晶器（5）的内腔为方形和/或圆柱形。

9.根据权利要求1所述的两机两流电子束冷床熔炼炉，其特征是：所述两个结晶器（5）的内腔横截面积大小相同或不同。

技术总结
本实用新型公开了一种两机两流电子束冷床熔炼炉，包括双层水冷结构炉体及炉盖上配设的一组大功率电子枪、与炉体侧面连接的横向进料系统、炉体内设置与进料系统连接的熔炼坩埚、与熔炼坩埚精炼区连接的结晶器、与结晶器配套连接的拉锭装置、用于观察炉内状况的观察窗、配套的抽真空系统，所述横向进料系统有两套且分别设置在炉体的两侧，所述结晶器及其配套的拉锭装置有两组，所述熔炼坩埚精炼区设置两个熔液导口分别与结晶器连接。本实用新型增大了每次熔炼量，可同时生产两个铸锭，提高了拉锭生产效率和产品规格的多样性。

技术研发人员：刘卫标;郭宝阳;文均;朱凯;杨松;徐可涛;朱广政;王晓红
受保护的技术使用者：云南昆钢重型装备制造集团有限公司
技术研发日：2020.01.10
技术公布日：2020.09.15