专利名称：真空快淬炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用冶金方法直接由液态金属制备钕铁硼磁性材料或其他金属材料冶金快淬粉连续生产的设备，具体说是一种真空快淬炉。
在现有技术中，美国马可材料公司(Marko Materials INC)研制的10顿型改进熔融喷射器／雾化器(MODEL 10T ADVANCED MELT SPIN－NER／ATOMIZER)是一种生产钕铁硼快淬粉的设备。如图3所示它包括不锈钢双层壳体的水冷炉体28，与该炉体下部连接的快淬粉收集筒29、位于炉体内的水冷式铜坩埚30及电机拖动的坩埚翻倾机构31、与炉体球面转动密封连接的水冷电极杆32及与电极杆32连接的非自耗钨电极头、由电机拖动的水冷转轮34、螺旋给料机构35及贮料仓36、以及位于炉体外的真空系统37、电弧熔化直流电源和驱动水冷转轮的电机。其缺点是，熔化材料的坩埚采用倾倒式，即当材料在坩埚中全部熔化后，用坩埚翻倾机构将坩埚倾斜，使液态金属慢慢地倾倒在高速转动的转轮上，并迅速冷凝，被甩出的快淬粉落在收集筒内，待坩埚中的料倒完后坩埚复位，再给料、再熔化、倾倒和甩粉，因此设备的生产状态是半连续的、生产效率低；同时在每炉生产过程中，坩埚的倾倒速度、电极杆的提升速度及转动速度都要同步进行，致使操作工艺复杂；除外坩埚的冷却采用直冷式的，即坩埚和坩埚冷却水套焊合为一体，清理不便，坩埚损坏后需整体更换，热损失大，需要大功率(90KW)直流电源。
本实用新型的目的是提供一种能连续制备冶金快淬粉、操作工艺简单、部件安装更换方便、节能的真空快淬炉。
为实现上述目的，本实用新型设计了一种连续加料－连续熔化－熔体连续溢流到转轮上－连续甩粉这样一种连续生产的工作模式，在此基础上只要确定一合适的熔化电流，将钨电极头放在一个恰当的位置，采用适当的加料速度即可连续生产出合格的快淬粉，具体说，一种制备冶金快淬粉的真空快淬炉，包括双层壳体的水冷式炉体、位于炉体内的铜铜埚、坩埚冷却水套及坩埚倾斜机构、由电机驱动的水冷转轮和轮刷、与炉体球面转动密封连接的电极杆及连接在电极杆下端的钨电极头、与炉体下部连接的快淬粉收集筒、以及设在炉体左侧的螺旋给料机构和与螺旋给料机构连接的贮料筒、设在炉体外的真空系统、电弧熔化直流电源、水冷转轮驱动电机及供水系统，所说的坩埚与坩埚冷却水套为分离式互为独立体，铜坩埚安装在坩埚冷却水套内，彼此为曲面接触，坩埚冷却水套连接有进退螺杆，铜坩埚和水冷转轮之间设有与铜坩埚连接的浇咀，浇咀与水冷转轮之间有一由进退螺杆调节的间隙，炉体内设有双层壳体的水冷内屏蔽罩，铜坩埚、坩埚冷却水套、水冷转轮和轮刷均置于水冷内屏蔽罩内。
本实用新型的优点在于铜坩埚上设有浇咀，不需翻倾坩埚和提升电极头就能使熔体由浇咀溢流到水冷转轮上，操作工艺简单、实现了连续生产；铜坩埚与坩埚冷却水套是分离式的曲面间接冷却，热损失小且拆装方便；炉体内设水冷内屏蔽罩，可有效地屏蔽电弧对未冷部件的辐射加热，并防止了粉尘对炉体内壁的污染。
现结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述
图1为真空快淬炉结构示意图；图2为真空快淬炉的俯视图；图3为马可材料公司提供的10T型改进熔融喷射器／雾化器的结构示意图。
如
图1和图2所示，真空快淬炉包括双层壳体的水冷炉体7、位于炉体7内的铜坩埚15、坩埚冷却水套16及坩埚倾斜机构18，由电机驱动的水冷转轮9和轮刷10，与炉体7顶部球面转动密封连接的电极杆4及连接在电极杆4下端的钨电极头6，与炉体7下部连接的快淬粉收集筒12，设在炉体7左侧的螺旋给料机构1和与螺旋给料机构1连接的贮料筒3，设在炉体7右侧的真空系统11，设在炉外的水冷转轮驱动电机19，以及电弧熔化直流电源和供水系统。铜坩埚15和坩埚冷却水套16为分离式的，互为独立体，铜坩埚15装在坩埚冷却水套16内，相互接触面为曲面，靠接触面接触间接冷却。坩埚水套16连有进退螺杆17。在铜坩埚15和水冷转轮9之间设有一个与铜坩埚15相连的坩埚浇咀13，选择合适的复合氧化物制做坩埚浇咀，可有效地降低能耗。在坩埚浇咀13与水冷转轮9之间有一间隙，其大小可由与坩埚冷却水套16相连的进退螺杆17调节，一般为0.5～1毫米。炉体7内设有双层壳体的水冷内屏蔽罩8，铜坩埚15，坩埚冷却水套16和水冷转轮9及轮刷10均置于水冷内屏蔽罩8内，有效地屏蔽电弧对未冷部件的辐射加热，防止粉尘对炉体7内壁的污染。在本实用新型中，利用一台可调速的交流电机19驱动水冷转轮9，水冷转轮9通过转轴27与电机19连接，转轴27由两个高精度轴承24支撑，用双层密封圈25与炉体7密封，双层密封圈25间充有冷却油26，冷却水由环形水槽20引入转轮9和转轴27，转轴27与水冷转轮9为锥形连接。直流调速电机21通过轮刷转轴22带动轮刷10转动，轮刷转轴22的支撑及它与炉体7的密封同转轮转轴27。真空快淬炉由电孤熔化直流电源向钨电极头6供电，由供水系统设备外水管向炉体的双层壳体，内屏蔽罩8及坩埚冷却水套16注入冷却水，由真空系统11抽真空。
本实用新型工作过程如下在贮料筒3中加入粒状料2，在铜坩埚15中加入起弧料，转动坩埚斜机构18使坩埚冷却水套16连同铜坩埚倾斜一定角度，调整冷却水套进退螺杆17使复合氧化物浇咀13与转轮9之间的间隙为0.5～1毫米。打开各冷水阀门供水，然后关闭炉门23，起动真空系统11，待炉内真空度达到要求值后，向炉7内充入一定量的氩气。调整电极杆4，使钨电极头6与起弧料接触起弧，控制和调节电弧电流到要求值，将钨电极头调到适合的位置，开动转轮9和轮刷10，开动螺旋送料机构1，以一定的速度向铜坩埚15内送料，熔化了的液态金属14通过浇咀13流向高速转动的转轮9，快速冷凝的粉末即被甩出，落入收集筒12内。这样不断加料，不断熔化，不断甩粉，直到贮料筒2中的料全部甩光为止，实现连续生产过程。整个过程操作简单，方便、稳定、可靠。间接水冷铜坩埚使用和清理方便，寿命长，直流电源输出功率为16KW，即可满足使用要求，双冷式真空动密封长时间使用密封可靠，转轮高速转动不漏气率小于4×10－4L－Pa／S，钕铁硼快淬粉增氧量＜200pmm，转轮拆装方便，互换性好；水冷式内屏蔽罩可防止未冷部件受辐射热的影响，同时可使挥发物冷凝在该罩内壁上，减少对炉体的污染，便于清理。
权利要求1.一种制备冶金快淬粉的真空快淬炉，包括双层壳体的水冷式炉体7，位于炉体7内的铜坩埚15、坩埚冷却水套16、坩埚倾斜机构18、由电机驱动的水冷转轮9和轮刷10，与炉体7球面转动密封连接的电极杆4及连接在电极杆4下端的钨电极头6，设在炉体7左侧的螺旋给料机构1和与螺旋给料机构1连接的贮料筒3，与炉体7下部连接的快淬粉收集筒12，设在炉体7外的真空系统11和水冷转轮9的驱动电机19及轮刷10驱动电机21，其特征在于铜坩埚15和坩埚冷却水套16是互为独立体，铜坩埚15安装在坩埚冷却水套16内，接触面为曲面，坩埚冷却水套16连接有进退螺杆17，铜坩埚15和水冷转轮9之间有一与铜坩埚15连接的浇咀13，浇咀13与水冷转轮9之间有一由进退螺杆17调节的间隙，炉体7内设有双层壳体的水冷内屏蔽罩8，铜坩埚15、坩埚冷却水套16、水冷转轮9和轮刷10均置于内屏蔽罩8内。
2.根据权利要求1所说的一种真空快淬炉，其特征在于浇咀13与水冷转轮9之间的间隙为0.5～1毫米。
专利摘要本实用新型提供一种制备冶金快淬粉的真空快淬炉。它是在美国马可材料公司研制的10T型改进熔融雾化器基础上设计了坩埚浇嘴，间接水冷式坩埚，增设了内屏蔽罩和轮刷。其优点是操作工艺简单，连续生产，节能，拆装更换方便，有效地屏蔽电弧对未冷部件的辐射加热，防止粉尘对炉体的污染。本实用新型可用于制备钕铁硼磁性材料或其他金属材料冶金快淬粉。
文档编号F27B14/08GK2135761SQ9220962
公开日1993年6月9日 申请日期1992年5月16日 优先权日1992年5月16日
发明者沈秉彝, 冯忆龙, 张永刚, 曾惠宽, 彭方元, 黄照华 申请人:中国核动力研究设计院