一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置的制作方法

本发明属于有色金属熔炼设备技术领域，具体涉及一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置。

背景技术：
真空自耗电弧炉（VAR）作为有色金属熔炼的重要设备主要用来熔炼钛和锆等金属，其原理是在真空状态下依靠电源阳极和阴极之间的放电电弧将作为阴极的金属电极不断的熔化并滴落到结晶器内进行冷却结晶的过程。在生产过程中，通常使用辅助电极将阴极电极杆和金属电极连接起来，其中辅助电极的下端与金属电极进行焊接，辅助电极的上端夹紧及导电是通过气动夹头将其上端脖颈夹紧并使其肩部与电极杆接触导电。由于电极杆与辅助电极之间连通的电流密度通常达到几千甚至上万安培，而辅助电极肩部与电极杆之间的存在一定的加工粗糙度，实际的导电是通过点接触实现的，在较大的电流密度下，辅助电极的卡脖及肩部的温度较高，存在辅助电极脖颈受热被拉长的情况，并且经过长时间的反复使用后还会加剧辅助电极肩部导电面的凸凹不平现象，进一步的造成局部导电，甚至会出现辅助电极与电极杆之间的起弧及烧损现象，影响辅助电极及电极杆的使用寿命。以上的辅助电极夹紧及导电方式存在导电性差、辅助电极夹紧强度底、寿命短等问题。

技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置，解决现有辅助电极夹紧及导电方式的导电性差、辅助电极夹紧强度低、寿命短的问题，具有导电性好、辅助电极夹紧强度高、寿命长的特点。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置，包括与气缸相连的推力杆，推力杆下端设有气动夹头；推力杆的内部设有导电杆，导电杆的上端连接电源的阴极；气动夹头的下端面上反扣着导电头，导电杆的下端面穿过推力杆和气动夹头，导电头与导电杆下端面通过螺钉相连；推力杆和气动夹头的外侧设有绝缘套，绝缘套的外侧设有气动夹套；钢珠镶嵌在与机架相连的气动夹套的孔内，绝缘套安装在气动夹套与推力杆和气动夹头之间，检测环安装在气动夹套的中间脖颈处并可在脖颈处自由滑动。所述的气动夹头和气动夹套的材质为30CrMo，其中气动夹头表面浇铸有陶瓷绝缘层。所述的导电杆及导电头的材质为T2铜，绝缘套的材质为聚四氟乙烯，钢珠的材质为轴承钢。所述的气动夹头的下端为变径结构，以配合完成钢珠的推出和缩回。所述的检测环是由两个半圆部分组成，两者通过两个螺钉进行连接。本发明的有益效果是：通过气缸推动推力杆及气动夹头来实现对辅助电极内孔的夹紧，并且推出的气动夹头会将连接导电杆的导电头压紧到辅助电极的导电面上，使辅助电极连接到电源的阴极。通过对检测环的位置测量可进一步检查确认辅助电极的磨损及夹紧的可靠性。具体效果如下：1）夹紧方式为辅助电极内孔夹紧方式，其内孔夹紧处较脖颈夹紧尺寸大，有较高的强度，有效的避免了辅助电极受热后的拉长。2）导电头与辅助电极的锥面为主动压紧式环形接触，保证了接触及导电的可靠。3）辅助电极装夹完成后可通过测量检测环在气动夹套上的位置来确定辅助电极的磨损及装夹的可靠性。本装置结构实现了对真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电功能，结构简单紧凑，成本低，可靠性高，使用寿命长。附图说明图1是本发明辅助电极松开状态时的结构示意图。图2是本发明辅助电极夹紧并导电状态时的结构示意图。图3是检测环的结构示意图，其中图3（a）为轴测图；图3（b）为前视图。图中：1.导电杆，2.推力杆，3.绝缘套，4.气动夹套，5.气动夹头，6.检测环，7.钢珠，8.螺钉，9.导电头，10.辅助电极。具体实施方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做进一步详细说明。参见图1、2、3，一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置，包括与气缸相连的推力杆2，推力杆2下端设有气动夹头5；推力杆2的内部设有导电杆1，导电杆1的上端连接电源的阴极；气动夹头5的下端面上反扣着导电头9，导电杆1的下端面穿过推力杆2和气动夹头5，导电头9与导电杆1下端面通过螺钉8相连；推力杆2和气动夹头5的外侧设有绝缘套3，绝缘套3的外侧设有气动夹套4；钢珠7镶嵌在与机架相连的气动夹套4的孔内，绝缘套3安装在气动夹套4与推力杆2和气动夹头5之间，检测环6安装在气动夹套4的中间脖颈处并可在脖颈处自由滑动。所述的气动夹头5和气动夹套4的材质为30CrMo，其中气动夹头表面浇铸有陶瓷绝缘层。所述的导电杆1及导电头9的材质为T2铜，绝缘套3的材质为聚四氟乙烯，钢珠7的材质为轴承钢。所述的气动夹头5的下端为变径结构，以配合完成钢珠的推出和缩回。所述的检测环6是由两个半圆部分组成，两者通过两个螺钉进行连接。本发明用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电的工作过程是：1）将辅助电极放置在真空自耗电弧炉的炉室内，其中装夹的一端竖直向上。2）如图1所示，驱动真空自耗电弧炉的相应装置将辅助电极的夹紧及导电装置移动到辅助电极的正上方，此时操作气缸动作将气动夹头拉回，钢珠处于缩回状态。3）驱动真空自耗电弧炉的相应装置将辅助电极的夹紧及导电装置沿竖直方向慢慢插入到辅助电极的上端孔内，此时检测环被辅助电极的外圈沿气动夹套的脖颈不断的向上推动，当检测环到达相应的位置后，操作气缸动作将气动夹头推出，钢珠处于推出状态，此时驱动真空自耗电弧炉的相应装置将辅助电极的夹紧及导电装置竖直提起即完成了辅助电极的装夹及导电，如图2所示。本发明不仅适用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电，也可用于电渣炉等各类炉型的辅助电极的夹紧及导电。其他炉型使用时的类似形式均属于本专利的权利范围。