用于钛铝合金自蔓延反应的超重力在线点火系统的制造方法与工艺

本发明涉及一种超重力在线点火系统，尤其是涉及一种用于钛铝合金自蔓延反应的超重力在线点火系统，属于冶金生产设备核心零部件设计制造技术领域。

背景技术：
用铝还原某些金属氧化物，依所释放出的化学反应热就能完成氧化物还原反应并得到分离好的合金与炉渣，而不需从外部补充热量。因此铝热法常被用来冶炼高熔点的金属，其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾作氧化剂可以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发金属氧化物和铝粉的反应。铝热反应危险性极大，由于氧化铝的生成焓低，反应剧烈，必然生成大量高温熔融物且易形成喷溅，从而易造成操作人员烧伤等严重后果。因此，研究新的铝热反应引燃技术以防止铝热反应初发期的大量喷溅，避免造成人员伤亡、提高安全系数便成为了铝热法制备合金生产技术领域急需要解决的一道技术难道。尤其是在超重力结构的反应器中，由于氧化还原反应是在超重力状态下的反应器中发生和发展的，这就对所前述铝热反应的引燃技术提出了更高的要求。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种点火操作安全、快捷、点火成功率高的用于钛铝合金自蔓延反应的超重力在线点火系统。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于钛铝合金自蔓延反应的超重力在线点火系统，所述的超重力在线点火系统包括电点火头和供电装置，所述电点火头的点火电源通过所述的供电装置提供。本发明的有益效果是：通过设置一个电点火头和一套供电装置，并使所述电点火头的点火电源通过所述的供电装置提供。这样，在需要对钛铝合金自蔓延反应器内的反应原料进行反应点火时，只需要先将电点火头预先埋设到反应原料中，然后再通过所述的供电装置向电点火头提供点火电源，使所述的电点火头产生点火电弧，通过所述的点火电弧即可成功点燃反应原料，从而使反应原料开始持续进行反应。由于采用了远距离电极点火方式引发钛铝合金自蔓延反应，从而使点火操作十分安全、快捷、点火成功率也相对较高。进一步的是，所述的供电装置包括供电外线、供电内线和活动导电连接组件，所述的电点火头连接在所述供电内线的一个端部，所述的供电外线通过所述的活动导电连接组件与所述供电内线的另一个端部连接。上述方案的优选方式是，所述的活动导电连接组件包括相互活动连通的导电静环和导电动环，所述的导电静环与所述供电外线的输出端连接，所述的导电动环与所述供电内线的另一端部连接；所述的活动导电连接组件通过所述的导电静环固定在外部的钛铝合金自蔓延反应器上。进一步的是，一套所述的点火系统包括的电点火头为两组，所述供电内线的输出端也相应的具有两组输出接头，两组所述电点火头中的一组直接连接在所述供电内线的其中一组输出接头上，两组所述电点火头中的另一组通过插接式连接结构连接在所述供电内线的另一组输出接头上。进一步的是，所述的插接式连接结构包括固定插接座和活动插接头，所述的活动插接头可拆卸地插接在所述的固定插接座上，固装在外部钛铝合金自蔓延反应器上的所述固定插接座与所述供电内线的另一组输出接头连接，所述的活动插接头连接在另一组所述的电点火头上。进一步的是，所述的电点火头为电弧式电点火头和/或熔断式电点火头。进一步的是，所述的电弧式电点火头包括一根负点火电极和一根正点火电极，所述正点火电极和所述负点火电极通过所述供电装置提供的点火电流产生点火电弧。进一步的是，所述的熔断式电点火头包括一根负点火电极、一根正点火电极和一根熔断导体，所述的熔断导体连接在所述的负点火电极和所述的正点火电极之间，所述的熔断式电点火头通过所述供电装置提供的点火电流在熔断所述熔断导体的过程中产生点火电弧。进一步的是，所述的电弧式加熔断式电点火头包括一根负点火电极、两根正点火电极和一根熔断导体，所述一根负点火电极与两根正点火电极在其横面内呈正三角形布置，所述的那一根熔断导体连接在所述负点火电极与任一一根正点火电极之间；所述电弧式加熔断式电点火头的电弧式点火结构部分，通过所述供电装置提供的点火电流产生点火电弧；所述电弧式加熔断式电点火头的熔断式点火结构部分，通过所述供电装置提供的点火电流在熔断所述熔断导体的过程中产生点火电弧。附图说明图1为本发明用于钛铝合金自蔓延反应的超重力在线点火系统在钛铝合金自蔓延反应器上的安装示意图；图2～图4为本发明涉及到的电点火头的三种结构示意图。图中标记为：电点火头1、供电装置2、供电外线3、供电内线4、活动导电连接组件5、导电静环6、导电动环7、钛铝合金自蔓延反应器8、插接式连接结构9、固定插接座10、活动插接头11、负点火电极12、正点火电极13、熔断导体14。具体实施方式如图1～图4所示是本发明提供的一种点火操作安全、快捷、点火成功率高的用于钛铝合金自蔓延反应的、超重力下在线点火系统。所述的点火系统包括电点火头1和供电装置2，所述电点火头1的点火电源通过所述的供电装置2提供。上述通过设置一个电点火头1和一套供电装置2，并使所述电点火头1的点火电源通过所述的供电装置2提供。这样，在需要对钛铝合金自蔓延反应器内的反应原料进行反应点火时，只需要先将电点火头1埋设到反应原料中，然后再通过所述的供电装置2向电点火头1提供点火电源，使所述的电点火头1产生点火电弧，通过所述的点火电弧即可成功点燃反应原料，从而引燃反应原料持续进行反应。由于采用了远离自蔓延反应器的电点火方式，从而使点火操作十分安全、快捷，点火成功率也相对较高。上述实施方式中，为了简化所述供电装置2的结构，使其能适用于活动式的钛铝合金自蔓延反应器的点火，所述的供电装置2包括供电外线3、供电内线4和活动导电连接组件5，所述的电点火头1连接在所述供电内线4的一个端部，所述的供电外线3通过所述的活动导电连接组件5与所述供电内线4的另一个端部连接。这样，便可以很方便的通过活动导电连接组件5将供电外线3和供电内线4连接起来，实现活动式的钛铝合金自蔓延反应器的点火。与现有超重力钛铝合金自蔓延反应器为自制旋转式超重力环境相适应，此时所述的活动导电连接组件5包括相互活动连通的导电静环6和导电动环7，所述的导电静环6与所述供电外线3的输出端连接，所述的导电动环7与所述供电内线4的另一个端部连接；所述的活动导电连接组件5通过所述的导电静环6固定在外部的钛铝合金自蔓延反应器8上。这样，只需要将导电静环6固定安装到不需要转动的适当部位，然后将导电动环7活动地与导电静环6接触，即满足超重力条件下钛铝合金自蔓延反应器内反应原料的点火要求。同时，本申请所述的电点火头1可以是电弧式电点火头，也可以是熔断式电点火头，当然也可是电弧、熔断相结合的混合式电点火头。但是不管是采用哪种结构的电点火头，只要能实现对布置在所述钛铝合金自蔓延反应器内的反应原料进行点火并引燃还原反应即可。本申请所述的电点火头1主要包括以下几种结构，一种即是所述的电弧式电点火头，这种电点火头包括一根负点火电极12和一根正点火电极13，所述正点火电极13和所述负点火电极12通过所述供电装置2提供的点火电流产生点火电弧；另一种是熔断式电点火头，这种电点火头包括一根负点火电极12、一根正点火电极13和一根熔断导体14，所述的熔断导体14连接在所述的负点火电极12和所述的正点火电极13之间，所述的熔断式电点火头通过所述供电装置2提供的点火电流在熔断所述熔断导体14的过程中产生点火电弧；同理，本申请还提供了如上所述的电弧、熔断相结合的混合式电点火头，这种电点火头包括一根负点火电极12、两根正点火电极13和一根熔断导体14，所述的一根负点火电极12与两根正点火电极13在其横面内呈正三角形布置，所述的那一根熔断导体14连接在所述负点火电极12与任一一根正点火电极13之间；所述电弧式加熔断式电点火头的电弧式点火结构部分通过所述供电装置2提供的点火电流产生点火电弧，所述电弧式加熔断式电点火头的熔断式点火结构部分，通过所述供电装置2提供的点火电流在熔断所述熔断导体14的过程中产生点火电弧。本申请采用的熔断导体14类似于一根熔断电阻丝，其目的是为了提高点火的成功率。而采用电弧式加熔断式电点火头，是为单个电点火头提供了双重保险，是为了进一步的保证每一个点火点的点火成功率。进一步的，为了使本申请所述的点火系统能适用于容量较大的钛铝合金自蔓延反应器，以提高其反应速度，实现多点点火、同时反应的目的，在本申请所述的点火系统中设置的电点火头1为两组，所述供电内线4的输出端具有两组输出接头，两组所述电点火头1中的一组直接连接在所述供电内线4的其中一组输出接头上，两组所述电点火头1中的另一组通过插接式连接结构9连接在所述供电内线4的另一组输出接头上。这样，便可以将两组电点火头1分别埋设在钛铝合金自蔓延反应器的底部和顶部，然后分别同时开始点火，实现所述钛铝合金自蔓延反应的上下同时进行，以提高反应速度，进而提高生产效率。由于本申请所述的电点火头为一次性消耗用品，不需要反复使用，它在完成点火任务后，随反应进一步的发生而熔入炉渣，所以也可以在钛铝合金自蔓延反应器的中部或其它适当部位进一步的增加埋设数量，以提高反应速度。只是，此时的供电装置需要重新进行布置，以适应更多电点火头的供电。