[实用新型]自耗炉辅助电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及钛合金冶炼设备，尤其是指用于真空自耗炉电极。

背景技术

钛合金是一种含钛85％以上的新型金属材料，具有比重轻(约4.5g/cm³，钢铁为7.8g/cm³)、耐腐蚀、使用温度高(目前最高可达到700℃多)、强度高、塑性好等许多优点，广泛地应用于航空、航天、海洋、建筑、汽车、高尔夫球头等军工重要部件、高档民用产品。钛合金产品的基本生产工艺流程是：(1)钛合金电极制备；(2)熔炼：采用真空自耗炉熔炼，利用辅助电极将压制的钛合金电极经若干次冶炼，将钛合金电极变成φ580～φ860mm圆柱体合金锭；(3)合金锭自由锻造：利用锻压机热加工锻造，将圆柱体合金锭锻造成φ200～φ400mm中间坯棒材；(4)成材：采用轧制或精模锻的压力加工方法，生产出钛合金成品。

真空自耗炉是先进的钛及钛合金冶炼设备。辅助电极是自耗炉冶炼的必要组成部分，制作材料为与自耗电极相同的钛或钛合金。冶炼开始前辅助电极与主电极在炉内被焊接到一起，冶炼完毕后，要对辅助电极进行切割。随着不断的切割，每根辅助电极很快会用尽。由于钛材的昂贵，尤其是辅助电极制作工艺要求很高，成本极高，因此对辅助电极加以改进是十分必要的。

自耗炉辅助电极在冶炼过程中起导电和连接电极的功能。原来48#自耗炉辅助电极都是采用一体式的结构，其上端有一个特殊加工的凹槽，即夹头部分，与自耗炉料杆下端的夹紧球相吻合。辅助电极主体为钛或钛合金制作，取决于所冶炼的电极材料。夹头内有铜制的导电圈，与辅助电极通过真空钎焊技术焊接在一起。

在冶炼时，辅助电极的下端与自耗电极焊接在一起。由于制作条件上的限制，辅助电极只能加工到1米长，每次冶炼结束都要切割和处理焊接面，每冶炼一次后都要切掉约50～60毫米的长度。随着冶炼次数的增加，辅助电极也将越来越短。当剩余的辅助电极长度小于0.5米时，由于长度过短，自耗炉料杆夹头与电弧区距离太小，在焊接或冶炼时，会导致料杆温度骤升，温度检测装置会产生报警信号并送至PLC控制系统自动断电，这会对锭子成份产生极大的影响甚至整根锭子报废，尤其是二次锭或成品锭，并且也很容易打坏料杆的导电头。因此实际上可使用的辅助电极长度只有0.5米，一根辅助电极往往在使用几次后就将报废，造成成本的极大浪费。而且铜与钛两种金属的真空钎焊工艺复杂，合金钛的制作工艺成功率较低，使得夹头部分的制作成本很高。

辅助电极是自耗炉冶炼的必要组成部分，制作材料为与自耗电极相同的钛或钛合金。冶炼开始前辅助电极与主电极在炉内被焊接到一起，冶炼完毕后，要对辅助电极进行切割。随着不断的切割，每根辅助电极很快会用尽。由于钛材的昂贵，尤其是辅助电极制作工艺要求很高，成本极高，因此对辅助电极加以改进是十分必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自耗炉辅助电极，降低使用、制造成本；增加了使用寿命；可以满足不同锭型的冶炼要求，使得整支辅助电极的长度理论无限，满足不同需要。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，自耗炉辅助电极，包括，上电极，其一端为法兰结构，法兰结构端面开有凹槽；下电极，其一端为法兰结构，法兰结构端面开有凹槽，且，凹槽中部有一凸起；导电板，设置于上下电极法兰结构凹槽内，其上开有中心通孔，该中心通孔与下电极法兰凹槽内的凸起相匹配；上下电极通过法兰结构以及相应的螺栓联接固定。

所述的上电极材质为不锈钢，下电极为钛或钛合金材质。

所述的螺栓与电极之间设绝缘垫圈和绝缘套，与电极隔离。

所述的导电板为铜质。

上电极材质使用不锈钢，即提高了与铜套在进行钎焊处理时的稳定程度，方便制作，又提高了夹头部分(经特殊加工的凹槽)的强度，减少使用中的变形量。

下电极使用不同材质的钛或钛合金制作，简单的车床加工成不同长度，以确保与冶炼电极同钢种接触和冶炼顺利完成所必要的长度。

为避免出现小部分电流从螺丝处通过，使得螺丝受热强度改变，安装时全部用绝缘垫圈和绝缘套将其与辅助电极隔离。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型辅助电极由整体式改为上下两段，这样就可以相应的更换辅助电极中的易损耗部分，将要求较高的夹头部分留在了上电极的制作过程中，这样只需制作一支上电极就可反复利用，上电极可以采用不锈钢，达到了一劳永逸的效果；下电极采用钛或钛合金。这样在下电极用尽后直接更换下电极即可，上电极可反复利用，极大地降低了生产成本。