CN109371254B - 真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置及施工方法。提供一种在自耗电极接长过程中能对外部设备进行有效保护的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，以及在所述防护装置保护下接长自耗电极的施工方法。所述的防护装置包括设置有操作开口的隔离罩，所述的隔离罩可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚的上缘上。所述的施工方法先将所述的隔离罩罩接到需要接长电极的坩埚的连接法兰上，然后在真空环境下对接自耗电极和辅助电极并在所述隔离罩的保护下将自耗电极与辅助电极焊接为一个整体，最后破真空拆除隔离罩检查接长电极的对焊质量并拆除所述的隔离罩完成电极的接长工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种防护装置，尤其是涉及一种真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，属于冶金生产设备工艺装备设计制造技术领域。本发明还涉及一种在所述防护装置保护下接长自耗电极的施工方法。
背景技术
真空自耗炉是一种熔炼难熔金属的真空熔炼设备，在自耗电极与结晶器坩埚之间通过电弧放电产生的高温作为热源，将金属材料熔化，并在水冷坩埚中进行凝固成锭的过程。其工艺特点是在水冷铜结晶器中进行熔炼，熔炼过程是在直流低电压、大电流的电弧作用下进行，一般使用两次熔炼或者三次熔炼得到最终的成品锭。
熔炼前的装炉工作时，通常将电极放置于水冷铜坩埚的中心，然后封炉抽真空，将辅助电极和熔炼电极焊接在一起。但是在很多情况下，熔炼用电极的长度高于水冷铜坩埚的高度，导致在焊接辅助电极和自耗电极时出现焊接的实际水平位置高于水冷铜坩埚的最高位置。此时再进行辅助电极焊接时，焊接过程中电弧在没有水冷铜坩埚束缚的情况下会跑偏，同时弧光放热区域的熔融液体很容易出现飞溅情况，造成对密封炉头设备的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种在自耗电极接长过程中能对外部设备进行有效保护的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置。本发明还提供一种在所述防护装置保护下接长自耗电极的施工方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，所述的防护装置包括设置有操作开口的隔离罩，所述的隔离罩可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚的上缘上。
进一步的是，所述的防护装置还包括绝缘耐火底座，所述的隔离罩通过所述的绝缘耐火底座可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚的上缘上。
上述方案的优选方式是，所述的绝缘耐火底座为一个由耐火材制制成的圆环形法兰，所述隔离罩的下端与所述的圆环形法兰固定连接，所述的圆环形法兰通过其下端面座接在需要接长电极的坩埚的上缘上。
进一步的是，所述的隔离罩为一个两端敞开的圆筒，所述圆筒的长度大于电极棒伸出坩埚上平面的高度，圆筒结构的所述隔离罩通过其敞开的下端可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚的上缘上，所述的操作开口为所述圆筒敞开的上端。
上述方案的优选方式是，所述的隔离罩由钛合金板材或锆合金板材卷制而成。
进一步的是，在所述坩埚的上缘上还设置有连接法兰，圆筒结构的所述隔离罩通过其敞开的下端可拆卸的座接在所述的连接法兰上。
一种在所述防护装置保护下接长电极的施工方法，先将所述的隔离罩罩接到需要接长电极的坩埚的连接法兰上，然后在真空环境下对接自耗电极和辅助电极并在所述隔离罩的保护下将自耗电极与辅助电极焊接为一个整体，最后破真空拆除隔离罩检查接长电极的对焊质量并拆除所述的隔离罩完成电极的接长工作。
本发明的有益效果是：本申请通过设置一个含有操作开口的隔离罩的防护装置，并将所述的隔离罩可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚的上缘上，这样在进行自耗电极的接长操作时便可以按下述的方式进行，即将先将所述的隔离罩罩接到需要接长电极的坩埚的连接法兰上，然后对所述的真空自耗炉抽真空，接着在真空环境下对接自耗电极和辅助电极，并在所述隔离罩的保护下将自耗电极与辅助电极焊接为一个整体，最后破真空拆除隔离罩检查接长电极的对焊质量完成电极的接长工作。这样，由于所述的焊接操作有所述的隔离罩对飞溅以及焊接过程中的热量进行隔离，从而保证了飞溅对炉内设备的损害。
附图说明
图1为本发明真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置的结构示意图；
图2为本发明真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置使用时与坩埚配合的示意图。
图中标记为：隔离罩1、坩埚2、绝缘耐火底座3、操作开口4、5连接法兰5。
具体实施方式
如图1、图2所示是本发明提供的一种在自耗电极接长过程中能对外部设备进行有效保护的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，以及在所述防护装置保护下接长自耗电极的施工方法。所述的防护装置包括设置有操作开口4的隔离罩1，所述的隔离罩1可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚2的上缘上。本申请通过设置一个含有操作开口4的隔离罩4的防护装置，并将所述的隔离罩4可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚5的上缘上，这样在进行自耗电极的接长操作时便可以按下述的方式进行，即将先将所述的隔离罩4罩接到需要接长电极的坩埚2的连接法兰5上，然后对所述的真空自耗炉抽真空，接着在真空环境下对接自耗电极和辅助电极，并在所述隔离罩1的保护下将自耗电极与辅助电极焊接为一个整体，最后破真空拆除隔离罩检查接长电极的对焊质量并拆除所述的隔离罩1完成电极的接长工作。这样，由于所述的焊接操作有所述的隔离罩1对飞溅以及焊接过程中的热量进行隔离，从而保证了飞溅对炉内设备的损害。
上述实施方式中，为了将所述的隔离罩1方便的罩接到所述的坩埚上，结合在所述坩埚2的上缘上还设置有连接法兰5的结构特点，本申请所述的防护装置还包括绝缘耐火底座3，所述的隔离罩1通过所述的绝缘耐火底座3可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚2的连接法兰5上。此时，所述的绝缘耐火底座3优选为一个由耐火材制制成的圆环形法兰，所述隔离罩1的下端与所述的圆环形法兰固定连接，所述的圆环形法兰通过其下端面座接在需要接长电极的坩埚2的上缘上。
再结合自耗电极与辅助电极的对接以及焊接操作的特点，为了提高对接与焊接的可操作性，以及简化本申所述隔离罩1的结构，达到既便于使用，又方便制造的目的，本申请所述的隔离罩1为一个两端敞开的圆筒，所述圆筒的长度大于电极棒伸出坩埚2上平面的高度，圆筒结构的所述隔离罩1通过其敞开的下端可拆卸的座接在所述的连接法兰5上，所述的操作开口4为所述圆筒敞开的上端。此时，所述的隔离罩1优选为由钛合金板材或锆合金板材卷制而成。
综上所述，采用本申请提供的上述防护装置，并在本申请提供的施工方法指导下接长自耗电极还具有以下优点，
使用该发明熔炼高反应性金属的过程中，解决了在电极棒的长度高于水冷铜坩埚的高度的情况下，可以有效的避免焊接辅助电极过程中电弧和高温金属飞溅对于不可替换性的设备的损坏，提高生产效率的同时，改善了设备工作环境，且装置装取方便，提高了辅助电极焊接的成功率和生产效率。
以下是两个实施例，以对本发明进一步描述：
实施例1
①将压制焊接好的纯钛TA1电极棒准备好，放入水冷铜坩埚中进行对正，在电极棒长度高于水冷铜坩埚300mm的情况下，根据具体高出的长度300mm，选择高度匹配的挡弧板300mm～500mm，放置于水冷铜坩埚法兰上方；
②将安装好的水冷铜坩埚及相应的，密封抽真空后，进行辅助电极与电极棒的焊接，焊接结束待冷却后破真空检查焊缝；
③检查焊缝同时将本设计用挡弧板取出清理干净以备下次使用。
实施例2
①将一次熔炼好的的钛合金TC4电极棒准备好，放入固定器后，将电极棒在坩埚内装炉，电极棒的长度高出水冷铜坩埚法兰200mm，取相应高度为300～500mm的挡弧板放置于水冷铜坩埚的法兰上方；
②将安装好的坩埚放入炉室内，密封抽真空后，进行辅助电极与电极棒的焊接，焊接结束待冷却后破真空检查焊缝；
③检查焊缝同时将本设计用挡弧板取出清理干净以备下次使用。
Claims (6)
1.一种真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，其特征在于：所述的防护装置包括设置有操作开口(4)的隔离罩(1)，所述的隔离罩(1)可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚(2)的上缘上，
所述的隔离罩(1)为一个两端敞开的圆筒，所述圆筒的长度大于电极棒伸出坩埚(2)上平面的高度，圆筒结构的所述隔离罩(1)通过其敞开的下端可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚(2)的上缘上，所述的操作开口(4)为所述圆筒敞开的上端。
2.根据权利要求1所述的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，其特征在于：所述的防护装置还包括绝缘耐火底座(3)，所述的隔离罩(1)通过所述的绝缘耐火底座(3)可拆卸的罩接在需要接长电极的坩埚(2)的上缘上。
3.根据权利要求2所述的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，其特征在于：所述的绝缘耐火底座(3)为一个由耐火材制制成的圆环形法兰，所述隔离罩(1)的下端与所述的圆环形法兰固定连接，所述的圆环形法兰通过其下端面座接在需要接长电极的坩埚(2)的上缘上。
4.根据权利要求1、2或3所述的真空自耗电极熔炼炉电极接长用防护装置，其特征在于：所述的隔离罩(1)由钛合金板材或锆合金板材卷制而成。
5.根据权利要求4所述的真空自耗电极熔炼炉电极接长用的防护装置，其特征在于：在所述坩埚(2)的上缘上还设置有连接法兰(5)，圆筒结构的所述隔离罩(1)通过其敞开的下端可拆卸的座接在所述的连接法兰(5)上。
6.一种在权利要求5所述防护装置保护下接长电极的施工方法，其特征在于：先将所述的隔离罩(1)罩接到需要接长电极的坩埚(2)的连接法兰(5)上，然后在真空环境下对接自耗电极和辅助电极并在所述隔离罩(1)的保护下将自耗电极与辅助电极焊接为一个整体，最后破真空拆除隔离罩(1)检查接长电极的对焊质量并拆除所述的隔离罩(1)完成电极的接长工作。
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