[发明专利]真空等离子热床熔炼工艺

说明书

技术领域

本发明属等离子熔炼技术领域，具体涉及一种真空等离子热床熔炼工艺。

背景技术

传统等离子熔炼有两种方式：一是等离子热坩埚熔炼和冷床熔炼，这两种方法都是通过金属液将等离子熔炼核心区的热量传导至整个坩埚或者冷床，坩埚和冷床所装物料体积远远大于等离子熔炼核心区体积，物料通过热传导被整体加热。等离子核心熔炼高温区由于仅仅位于等离子枪的喷嘴附近，大量的热量通过熔炼高温核心区金属液传递到四周，金属液导热由于物料本身温度梯度小，热传导大大低于熔炼高温核心区内等离子枪的火焰温度与冷物料的传导速度，从而造成熔炼高温核心区温度过高，而物料整体加热缓慢的现象，当加热物料为块状或者粒状时，适用于此种方式；二是等离子重熔，物料一般为棒状，棒状物料作为等离子的一个电极，等离子能量完全集中于棒状物料的一端，金属被迅速融化，金属液在重力作用下落入下方的坩埚或者结晶器内，棒状物料完全置于等离子熔炼高温核心区内，热效率高，但是采用此种方式时，需要对物料做先期处理，而先期处理的代价往往很大。上述两种熔炼方式的缺陷，限制了等离子熔炼的快速发展，因此有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种真空等离子热床熔炼工艺，在热床上用高温等离子枪吹出弧形槽形成熔炼高温核心区，物料通过送料器连续进入熔炼高温核心区内用高温等离子枪直接加热，熔化后的金属液从熔炼高温核心区侧边的缺口连续流入结晶器内，保证物料始终置于高温等离子枪火焰产生的熔炼高温核心区内，提高了工作效率，降低能耗，节约成本。

本发明采用的技术方案：真空等离子热床熔炼工艺，在与被加热物料为同一材质且置于真空炉内的热床上用高温等离子枪吹出弧形槽形成熔炼高温核心区，物料通过送料器连续进入熔炼高温核心区内用高温等离子枪直接加热，熔化后的金属液从熔炼高温核心区侧边的缺口连续流入结晶器内。

其中，所述熔炼高温核心区侧边的缺口置于高温等离子枪的火焰高温核心区内。

进一步地，所述缺口外侧设有金属液限流器，所述金属流限流器与热床侧面固定连接，金属流限流器顶部制有V型槽，所述V型槽最大开口处宽度大于缺口的宽度。

进一步地，所述热床置于耐高温隔热衬底内。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本发明针对块状和粒状等散装物料，例如，海绵钛、海绵锆，包括各种金属粉，功效极高；

2、高效利用等离子熔炼高温核心区的高温来快速熔化物料；

3、热床由被加热物料的锻件或者板材加工而成，杜绝外来材料污染；

4、相对冷床，由于没有水冷铜带走大量热量，热床熔炼大大提高了能量使用效率，由于在熔炼高温核心区的金属过热大大高于冷床的整体金属过热，熔炼高温且除杂效果好；

5、金属液限流器具有一定的去除高密度夹杂的能效。

附图说明

图1为本发明结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图1描述本发明的一种实施例。

真空等离子热床熔炼工艺，在与被加热物料为同一材质且置于真空炉内的热床3上用高温等离子枪1吹出弧形槽形成熔炼高温核心区4，物料通过送料器7连续进入熔炼高温核心区4内用高温等离子枪1直接加热，熔化后的金属液从熔炼高温核心区4侧边的缺口8连续流入结晶器6内，同时，需保证熔炼高温核心区4侧边的缺口8置于高温等离子枪1的火焰高温核心区内。在缺口8外侧设有金属液限流器5，金属流限流器5与热床3侧面固定连接，金属流限流器5顶部制有V型槽9，V型槽9最大开口处宽度大于缺口8的宽度，并将热床3置于耐高温隔热衬底2内。

工作原理：整个装置至于真空和保护气氛下，物料通过送料器7直接投入热床3上的等离子熔炼高温核心区4的弧形槽内，物料直接接触上万度的高温等离子枪1喷出的火焰，物料迅速被融化后通过缺口8和金属液限流器5上的V型槽9流入结晶器6内。