專利名稱：一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置及方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置及方法。
背景技術：
真空感應熔煉合金過程中，如果裝入坩堝的物料純度不高，會在合金液表面產生一層浮渣，如果浮渣在澆注過程中進入到合金錠中，對合金錠的質量會產生不利影響，目前去除浮渣的方法是在真空條件下攪拌將合金液的浮渣排向坩堝側壁，使浮渣粘在坩堝內壁上，在后續的步驟中清理掉坩堝側內壁的浮渣，但隨合金液的翻轉會重新回到合金液中；也有采用擋渣、過濾的方法去除浮渣，但細小的浮渣仍能夠流入到錠模中；上述兩種方法都有去除浮渣不充分的缺點，仍有部分浮渣在澆注過程中進入合金錠。

發明內容
針對現有真空熔煉合金時浮渣去除效果不理想的問題，本發明提供一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置及方法，在熔煉爐上設置撈渣裝置，熔煉后將撈渣裝置通過真空隔離閥進入到合金液的浮渣下方，旋轉撈渣裝置將浮渣取出，達到充分去除浮渣的效果。本發明的去除真空熔煉合金表面浮渣裝置包括熔煉爐，熔煉爐的加料口上設有真空隔離閥，熔煉爐內設有坩堝，其中真空隔離閥上方裝配有一個撈渣室，設置在撈渣室內的撈渣頭的接頭與旋轉軸連接，內層光桿套裝固定在旋轉軸上，內層光桿與外層光桿滑動密封裝配在一起；旋轉軸、內層光桿和外層光桿共同穿過撈渣室的頂面，其中旋轉軸和內層光桿通過聯軸器與旋轉電機連接，外層光桿頂部固定在上層固定板上；旋轉絲杠穿過下層固定板和上層固定板，其下端與升降電機裝配在一起，上端與旋轉絲杠端板連接固定，上層固定板能夠隨旋轉絲杠轉動上下移動；升降電機固定在下層固定板上，旋轉電機固定在上層固定板上；下層固定板和旋轉絲杠端板通過支板與撈渣室固定在一起。上述的撈渣室的撈渣室殼體下端的撈渣室底板與真空隔離閥通過密封膠圈密封。上述的撈渣頭由接頭、固定桿、固定夾和撈渣片構成，接頭下方連接至少一個固定桿，每個固定桿的兩側各設有一個固定夾，每個固定夾安裝一個撈渣片；撈渣片的上表面與水平面之間的夾角為20 °、0。；固定桿的長度比坩堝的內徑小4(T50mm，各撈渣片的長度為坩堝內徑的3(Γ40% ；所述的撈渣片的材質為泡沫陶瓷過濾網，孔徑為纊30ΡΡΙ ；撈渣頭的垂直軸線與坩堝的軸線為同一直線，同一固定桿上的撈渣片一撈渣頭的垂直軸線為軸對稱設置。上述的真空隔離閥上設有真空管道與閘板上方的撈渣室連通。上述的外層光桿插入上層固定板并與上層固定板的上表面平齊，上層固定板上方的內層光桿上套有一個密封板，密封板的下表面與外層光桿和上層固定板連接。上述的外層光桿外套有導正套和密封套，導正套和密封套均與外層光桿滑動密封連接，導正套與上層固定板固定連接，密封套與撈渣室固定連接。
本發明的去除真空熔煉合金表面浮渣方法為采用上述裝置，按以下步驟進行
1、在真空隔離閥關閉的條件下，對熔煉爐抽真空，在坩堝中熔煉合金液，當合金液表面形成浮渣時，停止對坩堝加熱；
2、對撈渣室抽真空，當撈渣室內的真空度與熔煉爐內的真空度相同時，打開真空隔離閥，啟動升降電機驅動旋轉絲杠轉動，上層固定板隨旋轉絲杠下降，并帶動旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭一同下降；
3、當浮渣的頂面和底面均接觸撈渣片的上表面時，關閉升降電機，啟動旋轉電機，驅動內層光桿和旋轉軸轉動，撈渣片在轉動過程中將浮渣撈起；
4、當合金液表面的浮渣全部被撈起后，關閉旋轉電機，啟動升降電機，驅動旋轉絲杠使上層固定板、旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭升起，當撈渣頭進入撈渣室內且高于真空隔離閥時，關閉升降電機，完成撈渣。上述撈渣完成后，關閉真空隔離閥，將撈渣室吊起，更換撈渣片，準備下一次撈渣。上述方法中，應避免撈渣片以外的其他部件與浮渣接觸。本發明的裝置及方法能夠將熔煉產生的浮渣充分去除，且不影響真空熔煉的進行，當需要分階段去除浮渣時，可反復進行撈渣操作；采用本發明的裝置及方法在不破壞真空的條件下撈渣，提高合金液的純度，進而提高合金錠的質量，減少廢品率，撈渣片與固定夾的連接方式能夠實現快速更換，提高熔煉和除渣的工作效率。


圖1為本發明實施例1中的去除真空熔煉合金表面浮渣裝置結構示意圖； 圖2為圖1中的撈渣頭結構示意圖中1、熔煉爐，2、坩堝，3、感應線圈，4、加料口，5、真空隔離閥閥體，6、真空隔離閥閘板，7、真空管道，8、撈渣室殼體，9、撈渣室底板，10、撈渣頭，10-1、接頭，10-2、固定桿，10-3, 固定夾，10-4、撈渣片，10-5、固定螺栓，10-6、固定螺母，11、旋轉軸，12、內層光桿，13、外層光桿，14、上層固定板，15、密封板，16、聯軸器，17、旋轉電機，18、旋轉絲杠，19、導正套，20、 密封套，21、升降電機，22、下層固定板，23、旋轉絲杠端板，24、支板。
具體實施例方式本發明實施例中采用的熔煉爐為真空感應熔煉爐，加料口上設有真空隔離閥，爐壁上設有抽真空用的管道。實施例1
去除真空熔煉合金表面浮渣裝置結構如圖1所示，熔煉爐1上的加料口 4上設有由真空隔離閥閥體5和真空隔離閥閘板6構成的真空隔離閥，熔煉爐1內設有坩堝2，坩堝2外套有感應線圈3 ；
真空隔離閥上方裝配由撈渣室殼體8和撈渣室底板9構成的撈渣室，撈渣室底板9與真空隔離閥閥體5通過密封膠圈密封，密封膠圈鑲嵌在真空隔離閥的燕尾槽中，通過撈渣室及其上方各部件的自重使撈渣室底板9與密封膠圈緊密連接；
撈渣室內設有撈渣頭10，撈渣頭10結構如圖2所示，由接頭10-1、固定桿10-2、固定夾 10-3和4個撈渣片10-4構成，接頭10-1下方連接兩個固定桿，每個固定桿10-2的兩側各設有一個固定夾10-3，每個固定夾10-3通過兩套固定螺栓10-5和固定螺母10-6與一個撈渣片10-4的上端固定在一起；撈渣片10-4的上表面與水平面之間的夾角為40。；固定桿 10-2的長度比坩堝的內徑小50mm，各撈渣片10-4的長度為坩堝內徑的40% ；攜渣片10-4的材質為泡沫陶瓷過濾網，孔徑為30PPI ；其中撈渣頭10的垂直軸線與坩堝2的軸線為同一直線，同一固定桿10-2上的撈渣片10-4 —撈渣頭的垂直軸線為軸對稱設置； 真空隔離閥上設有真空管道7與真空隔離閥閘板6上方的撈渣室內部連通； 撈渣頭10上方與旋轉軸11連接，旋轉軸11的外壁與內層光桿12固定在一起，內層光桿12的外壁與外層光桿13滑動密封連接；
撈渣室內的撈渣頭10的接頭10-1與旋轉軸11連接，內層光桿12套裝固定在旋轉軸 11上，內層光桿12與外層光桿13滑動密封裝配在一起；旋轉軸11、內層光桿12和外層光桿13共同穿過撈渣室的頂面，其中旋轉軸11和內層光桿12通過聯軸器16與旋轉電機17 連接，外層光桿13頂部固定在上層固定板14上；旋轉絲杠18穿過下層固定板22和上層固定板14，其下端與升降電機21裝配在一起，上端與旋轉絲杠端板23連接固定，上層固定板 14能夠隨旋轉絲杠18轉動上下移動；升降電機21固定在下層固定板22上，旋轉電機17固定在上層固定板14上；下層固定板22和旋轉絲杠端板23通過支板M與撈渣室固定在一起；
外層光桿13插入上層固定板14并與上層固定板14的上表面平齊，上層固定板14上方的內層光桿12上套有一個密封板15，密封板15的下表面與外層光桿13和上層固定板 14連接，將外層光桿13和上層固定板14之間的空隙密封；
外層光桿13外套有導正套19和密封套20，導正套19和密封套20均與外層光桿13滑動密封連接，導正套19與上層固定板14固定連接，密封套20與撈渣室殼體8固定連接； 去除真空熔煉合金表面浮渣方法為采用上述裝置，按以下步驟進行 在真空隔離閥關閉的條件下，對熔煉爐抽真空，在坩堝中熔煉合金液，當合金液表面形成浮渣時，停止對坩堝加熱；
將真空管道與真空泵連通，對撈渣室抽真空，當撈渣室內的真空度與熔煉爐內的真空度相同時，打開真空隔離閥閘板，啟動升降電機驅動旋轉絲杠轉動，上層固定板隨旋轉絲杠下降，并帶動旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭一同下降；
當浮渣的頂面和底面均接觸撈渣片的上表面時，關閉升降電機，啟動旋轉電機，驅動內層光桿和旋轉軸轉動，撈渣片在轉動過程中將浮渣撈起，使浮渣粘結在撈渣片上，并使位于合金液表面中部的浮渣向周邊擴散，進而被撈渣片撈起；
當合金液表面的浮渣全部被撈起后，關閉旋轉電機，啟動升降電機，驅動旋轉絲杠使上層固定板、旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭升起，當撈渣頭進入撈渣室內且高于真空隔離閥時，關閉升降電機，完成撈渣；
撈渣完成后，關閉真空隔離閥閘板，將撈渣室吊起，更換撈渣片，準備下一次撈渣； 采用上述方法去除浮渣，合金液上的浮渣去除率達到99%，與傳統的攪拌去除浮渣相比，浮渣去除率明顯提高；澆注后進入合金錠中的浮渣與過濾方法相比明顯減少，合金錠純度有大幅提高。
實施例2
去除真空熔煉合金表面浮渣裝置結構同實施例1，不同點在于接頭下方連接一個固定桿；撈渣片的上表面與水平面的夾角30。；撈渣片的長度為坩堝2內壁直徑的30% ；撈渣片孔徑為16PPI ；固定桿的長度比坩堝的內徑小45mm ；
去除真空熔煉合金表面浮渣方法同實施例1，浮渣去除率達到95%。
實施例3
去除真空熔煉合金表面浮渣裝置結構同實施例1，不同點在于接頭下方連接三個固定桿；撈渣片的上表面與水平面的夾角20。；撈渣片的長度為坩堝2內壁直徑的20% ；撈渣片孔徑為8PPI ；固定桿的長度比坩堝的內徑小40mm ；
去除真空熔煉合金表面浮渣方法同實施例1，浮渣去除率達到95%。
權利要求
1.一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，包括熔煉爐，熔煉爐的加料口上設有真空隔離閥，熔煉爐內設有坩堝，其特征在于真空隔離閥上方裝配有一個撈渣室，設置在撈渣室內的撈渣頭的接頭與旋轉軸連接，內層光桿套裝固定在旋轉軸上，內層光桿與外層光桿滑動密封裝配在一起；旋轉軸、內層光桿和外層光桿共同穿過撈渣室的頂面，其中旋轉軸和內層光桿通過聯軸器與旋轉電機連接，外層光桿頂部固定在上層固定板上；旋轉絲杠穿過下層固定板和上層固定板，其下端與升降電機裝配在一起，上端與旋轉絲杠端板連接固定，上層固定板能夠隨旋轉絲杠轉動上下移動；升降電機固定在下層固定板上，旋轉電機固定在上層固定板上；下層固定板和旋轉絲杠端板通過支板與撈渣室固定在一起。
2.根據權利要求1所述的一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，其特征在于所述的撈渣室的撈渣室殼體下端的撈渣室底板與真空隔離閥通過密封膠圈密封。
3.根據權利要求1所述的一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，其特征在于所述的撈渣頭由接頭、固定桿、固定夾和撈渣片構成，接頭下方連接至少一個固定桿，每個固定桿的兩側各設有一個固定夾，每個固定夾安裝一個撈渣片；撈渣片的上表面與水平面之間的夾角為20 °、0。；固定桿的長度比坩堝的內徑小4(T50mm，各撈渣片的長度為坩堝內徑的 20^40% ；所述的撈渣片的材質為泡沫陶瓷過濾網，孔徑為C30PPI ；其中撈渣頭的垂直軸線與坩堝的軸線為同一直線，同一固定桿上的撈渣片一撈渣頭的垂直軸線為軸對稱設置。
4.根據權利要求1所述的一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，其特征在于所述的真空隔離閥上設有真空管道與閘板上方的撈渣室連通。
5.根據權利要求1所述的一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，其特征在于所述的外層光桿插入上層固定板并與上層固定板的上表面平齊，上層固定板上方的內層光桿上套有一個密封板，密封板的下表面與外層光桿和上層固定板連接。
6.根據權利要求1所述的一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置，其特征在于所述的外層光桿外套有導正套和密封套，導正套和密封套均與外層光桿滑動密封連接，導正套與上層固定板固定連接，密封套與撈渣室固定連接。
7.—種去除真空熔煉合金表面浮渣方法，其特征在于采用權利要求1所述的裝置，按以下步驟進行(1)在真空隔離閥關閉的條件下，對熔煉爐抽真空，在坩堝中熔煉合金液，當合金液表面形成浮渣時，停止對坩堝加熱；(2)對撈渣室抽真空，當撈渣室內的真空度與熔煉爐內的真空度相同時，打開真空隔離閥，啟動升降電機驅動旋轉絲杠轉動，上層固定板隨旋轉絲杠下降，并帶動旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭一同下降；(3)當浮渣的頂面和底面均接觸撈渣片的上表面時，關閉升降電機，啟動旋轉電機，驅動內層光桿和旋轉軸轉動，撈渣片在轉動過程中將浮渣撈起；(4)當合金液表面的浮渣全部被撈起后，關閉旋轉電機，啟動升降電機，驅動旋轉絲杠使上層固定板、旋轉電機、外層光桿、內層光桿、旋轉軸和撈渣頭升起，當撈渣頭進入撈渣室內且高于真空隔離閥時，關閉升降電機，完成撈渣。
全文摘要
一種去除真空熔煉合金表面浮渣裝置及方法，裝置包括熔煉爐和真空隔離閥，真空隔離閥上裝配撈渣室，撈渣頭的接頭與旋轉軸連接，旋轉軸、內層光桿和外層光桿共同穿過撈渣室的頂面，旋轉軸和內層光桿與旋轉電機連接，外層光桿固定在上層固定板上；旋轉絲杠穿過上層固定板，下端與升降電機裝配在一起。方法為合金液表面形成浮渣時，停止加熱；對撈渣室抽真空，打開真空隔離閥，啟動升降電機驅動帶動撈渣頭下降；當浮渣的頂面和地面均接觸撈渣片的上表面時，啟動旋轉電機將浮渣撈起。本發明的裝置及方法能夠將熔煉產生的浮渣充分去除，且不影響真空熔煉的進行，提高合金液的純度。
文檔編號C22C1/02GK102312114SQ201110298880
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者楊剛, 滿延林, 王宇飛, 王永明, 石玉娥 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司