一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108676962A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810595356.2(22)申请日2018.06.11(71)申请人江苏集萃先进金属材料研究所有限公司地址215500江苏省苏州市常熟高新技术产业开发区贤士路88号7号楼(72)发明人沈海军张丕军程兴德(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人汪旭东(51)Int.Cl.C21C5/52(2006.01)C21C7/00(2006.01)C21C7/072(2006.01)B22D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统及其使用方法(57)摘要一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，包括常规真空感应熔炉以及冷却系统，还包括坩埚外底部两侧的双透气砖底吹系统、补加料室、喂线装置、测温取样粘渣联合装置和L形多功能中间包及塞棒。可同时高效实现高性能合金对于N、O、S及残余脱硫剂、夹杂物、夹渣的有效控制，实现高性能合金的纯净化制造。CN108676962ACN108676962A权利要求书1/2页1.一种高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，包括常规真空感应熔炉以及冷却系统，其特征在于还包括坩埚外底部两侧的双透气砖底吹系统、补加料室、喂线装置、测温取样粘渣联合装置和L形多功能中间包及塞棒，与熔炼室相连的补加料室、测温取样粘渣联合装置及浇铸室设有三组真空隔离阀，其中双透气砖底吹系统位于坩埚底部1/2半径处；喂线装置集成在设于真空感应熔炉炉盖上方的补加料室内，通过马达驱动镍镁或镍钙包芯线经导向管后插入熔池；测温取样粘渣联合装置位于真空感应炉炉盖顶侧部；L形多功能中间包位于熔炼室和浇铸室之间，塞棒位于中间包水口上部，当中间包处于浇注位置，在浇注开始时堵住水口。2.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，其特征在于所述喂线装置由真空隔离阀、包芯线及其卷曲轴、转动轴、导向管、喂线装置马达组成，真空隔离阀位于装置下方，包芯线及其卷曲轴装在转动轴上，马达与转动轴相连，导向管焊在转动轴下方，采用微型马达作为驱动，芯部包镁或钙粉的镍线卷置于可转动轴中，线头插入装置下部的导向管，开动喂线装置马达将包芯线插入熔池。3.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，其特征在于所述包芯线是采用纯镍带和钙粉或镁粉，在制线机上制成咬口式镍钙或镍镁包芯线。4.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，其特征在于所述L型中间包系统的塞棒，上端为带有循环水冷的双壁金属管，该金属管与浇铸室顶部连接，采用液压进行升降控制；下端为耐火材料制成的塞棒，塞棒下端为圆锥形，可插入中间包水口并封堵溶液流出，塞棒上端与金属管采用螺纹连接。5.根据权利要求1所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统，其特征在于所述可加热的L型中间包耐材内部嵌入了不少于2根电加热电阻丝，且中间包放入浇铸室之前需进行不少于30min的火焰烘烤或其它外部加热。6.一种权利要求1-5中任一权利要求所述的高性能合金超纯净化真空感应熔炼系统的使用方法，包括以下步骤：步骤一：将主原料放入坩埚，合上炉盖，关闭与熔炼室相连的补加料室、测温取样粘渣联合装置、浇铸室的真空隔离阀，真空系统抽真空至绝对真空度不小于10-2Pa，并关闭真空系统检查静态漏气率不超过300Pa.L/s，如有超过标准的漏气率则检漏并处理直至合格；步骤二：真空度和静态漏气率达标后，电源系统启动并开始熔炼，如喷溅严重可回充氩气，炉料全部熔清后，打开底吹氩气开关并调整流量或压力，观察到熔池表面有气泡明显逸出为准，时间为30-60min，底吹结束后每隔5min进行动态漏气率检测，当相邻两次动态漏气率之差不超过5%时精炼期结束；步骤三：对补加料室抽真空直至真空度与熔炼室相同后，开启真空隔离阀，并加入其他合金原料，熔化与搅拌；补加料操作完成后提升加料桶，并关闭真空隔离阀，对补加料室破空，放入NiMg或NiCa包芯线圈；步骤四：对测温取样粘渣联合装置室抽真空直至与熔炼室真空度相同后，开启真空隔离阀，测温取样，并利用粘渣棒在熔池表面粘除表面浮渣；步骤五：对补加料室抽真空直至真空度与熔炼室相同后，开启真空隔离阀，开启喂线马达开关，将包芯线插入熔池，搅拌；步骤六：将烘烤过的L型中间包放入浇铸室，并开始抽空，打开中间包加热开关开始加2CN108676962A权利要求书2/2页热，浇铸室真空度与熔炼室真空度相同后开启真空隔离阀，移动中间包至浇注位置，降下塞棒至浇口处；步骤七：倾动坩埚开始浇注，中间包内溶液至1/2至3/4高度时，提升塞棒，开始浇铸，钢锭模中液位至模口小于20cm时下降塞棒控流补缩，最后一支