一种均匀增加海绵钛氧含量的装置制造方法
【专利摘要】一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，涉及有色金属冶金领域，本实用新型通过在加热炉(4)内设置电加热辐射管(3)和炉内风机(5)，使加热炉内混合后的气体均匀的分别在加热炉内，有效的解决了钛锭均匀增氧的问题，并通过控制加热炉的加热温度、加热时间及通入的气氛，在海绵钛表面形成一层均匀氧化膜，实现稳定控制海绵钛氧含量及均匀增氧目的，通过增氧生产氧含量符合要求的海绵钛，而不需要在海绵钛熔炼过程中添加附着性差、易偏聚的二氧化钛粉末，就能满足钛锭对氧含量的要求，可有效避免钛锭氧元素偏析及硬α冶金缺陷的出现，改善了钛锭氧元素的均匀性，解决了钛锭无法均匀增氧的技术难题等。
【专利说明】一种均匀增加海绵钛氧含量的装置
[0001]【【技术领域】】
[0002]本实用新型涉及有色金属冶金领域，具体涉及一种均匀增加海绵钛氧含量的装置。
[0003]【【背景技术】】
[0004]已知的，海绵钛是钛锭熔炼的原材料，为了达到特定的强度级别，钛及钛合金在熔炼过程中需要添加二氧化钛进行增氧，本领域技术人员往往采用专用混料机先将海绵钛与二氧化钛混料，然后将混好的料进行压块及电极组焊，然后在电极熔炼过程中实现增氧，但由于粉末状二氧化钛在海绵钛表面附着性差，容易局部偏聚，导致二氧化钛添加不均匀及钛锭氧偏析，有时甚至出现硬α冶金缺陷等，为了提高钛锭氧元素均匀性，通常需要进行三次熔炼，这样不仅流程长、效率低、成本高，依然无法彻底解决钛锭均匀增氧的问题；此外，上述钛锭增氧工艺也不能满足先进EB熔炼高效生产、散料装炉的要求；而要想控制钛锭均匀增氧，可以通过控制海绵钛均匀增氧实现。
[0005] 申请人:经过详细检索，目前还没有发现通过加热氧化实现海绵钛均匀增氧的相关专利或文献报道。 [0006]【
【发明内容】
】
[0007]为克服【背景技术】中存在的不足，本实用新型提供了一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，本实用新型通过在加热炉内设置电加热辐射管和炉内风机，使加热炉内混合后的气体均匀的分别在加热炉内，有效的解决了钛锭均匀增氧的问题，并通过控制加热炉的加热温度、加热时间及通入的气氛，在海绵钛表面形成一层均匀氧化膜，实现稳定控制海绵钛氧含量及均匀增氧目的，本实用新型具有流程短、效率高，可实现规模生产的优点。
[0008]为实现如上所述的发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案:
[0009]一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，包括布料机构、加热炉、气氛预混器、氧分析仪、冷却机构和传送网带，在所述加热炉的内部间隔设有上下两排电加热辐射管，在两排电加热辐射管之间设有贯穿加热炉进出口的传送网带，在上排电加热辐射管上方的炉壁上设有炉内风机，在所述炉内风机的一侧设有混合气体输入管，所述混合气体输入管连接气氛预混器，所述气氛预混器连接氧分析仪，气氛预混器分别连接氧化气氛输入管路和保护气氛输入管路，在加热炉4的进口端设有布料机构，在加热炉的出口端设有冷却机构11形成所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置。
[0010]所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，所述加热炉内设置的电加热辐射管设置为一排时，电加热辐射管设置在传送网带的上方。
[0011]所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，所述加热炉的进口端与布料机构之间设有阻气帘，所述阻气帘设置在传送网带的上方。
[0012]所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，所述加热炉的出口端与冷却机构之间设有阻气帘，所述阻气帘设置在传送网带的上方。
[0013]采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下所述的优越性:
[0014]本实用新型所述的一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，本实用新型通过在加热炉内设置电加热辐射管和炉内风机，使加热炉内混合后的气体均匀的分别在加热炉内，有效的解决了钛锭均匀增氧的问题，并通过控制加热炉的加热温度、加热时间及通入的气氛，在海绵钛表面形成一层均匀氧化膜，实现稳定控制海绵钛氧含量及均匀增氧目的，通过增氧生产氧含量符合要求的海绵钛，而不需要在海绵钛熔炼过程中添加附着性差、易偏聚的二氧化钛粉末，就能满足钛锭对氧含量的要求，可有效避免钛锭氧元素偏析及硬α冶金缺陷的出现，改善了钛锭氧元素的均匀性，解决了钛锭无法均匀增氧的技术难题，同时本实用新型也解决了高效生产、散料装炉EB钛锭均匀增氧的技术难题，本实用新型具有流程短、效率高、增氧稳定均匀的优点。
[0015]【【专利附图】
【附图说明】】
[0016]图1是本实用新型对海绵钛增氧装置的结构示意图；
[0017]在图中:1、布料机构；2、阻气帘；3、电加热辐射管；4、加热炉；5、炉内风机；6、气氛预混器；7、氧化气氛输入管路；8、保护气氛输入管路；9、氧分析仪；10、混合气体输入管；11、冷却机构;12、海绵钛;13、传送网带。
[0018]【【具体实施方式】】
[0019]通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，本实用新型并不局限于下面的实施例；
[0020]结合附图1所述的一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，包括布料机构1、加热炉4、气氛预混器6、氧分析仪9、冷却机构11和传送网带13，在所述加热炉4的内部间隔设有上下两排电加热辐射管3，在两排电加热辐射管3之间设有贯穿加热炉4进出口的传送网带13，或在所述加热炉4内设置一排电加热辐射管3，其中电加热辐射管3设置在传送网带13的上方，或在加热炉4内设置多排电加热辐射管3，在其中两排电加热辐射管3之间设置传送网带13，进一步在上排电加热辐射管3上方的炉壁上设有炉内风机5，在所述炉内风机5的一侧设有混合气体输入管10，所述混合气体输入管10连接气氛预混器6，所述气氛预混器6连接氧分析仪9，气氛预混器6分别连接氧化气氛输入管路7和保护气氛输入管路8，在加热炉4的进口端设有布料机构1，所述加热炉4的进口端与布料机构I之间设有防止外部空气进入加热炉4内的阻气帘2，所述阻气帘2设置在传送网带13的上方，进一步，在加热炉4的出口端设有冷却机构11，所述加热炉4的出口端与冷却机构11之间设有防止外部空气进入加热炉4内的阻气帘2，所述阻气帘2设置在传送网带13的上方形成所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置。
[0021]实施本实用新型所述的一种均匀增加海绵钛氧含量的装置的一种均匀增加海绵钛氧含量的方法，所述增氧的方法包括如下步骤:
[0022]第一步、首先将海绵钛12放置在传送网带13上并由传送网带13带着海绵钛12进入布料机构1，由布料机构I使海绵钛12在传送网带13均匀布料，布料宽度为300~1200mm，布料高度为13~80mm，然后由传送网带13带着海绵钛12进入加热炉4内；
[0023]第二步、接上步，开启加热炉，并设置加热炉4的温度以及保温时间，加热炉4的加热温度范围为300~700°C，加热时间范围为10~60min ；
[0024]第三步、接上步，设置加热炉4内的加热气氛，加热气氛氧气浓度范围为20~60%，此时增氧量越大则氧气浓度越高，然后从氧化气氛输入管路7通入氧化气氛，所述氧化气氛的气体为氧化气氛为氧气或空气，从保护气氛输入管路8通入保护气氛，所述保护气氛的气体为氩气，此时两种气氛在气氛预混器6中进行混合，然后通过氧分析仪9上显示的数据来调节氧化气氛输入管路7及保护气氛输入管路8的流量，进而实现加热气氛氧气浓度控制；
[0025]第四步、接上步，混合后的气氛经混合气体输入管10送入加热炉4，加热炉4内设置的炉内风机5增加气氛对流，实现有效加热区内加热温度及加热气氛的均匀性，进一步，在加热炉4入口及出口分别设置阻气帘2，同时加热炉4内加热气氛保持正压，以隔离加热炉4外的气体进入加热炉4内；
[0026]第五步、接上步，海绵钛12在加热过程中其表面会形成一层附着性强的自生均匀氧化膜，此时通过调节加热温度、加热时间及加热气氛中氧气浓度，即可控制氧化膜的厚度，进而实现不同需求增氧的目标值；
[0027]第六步、接上步，海绵钛12在加热炉4内完成增氧目标值后，由传送网带13带着海绵钛12移动，海绵钛12经冷却机构11冷却后即可。
[0028]本实用新型具体的实施例如下:
[0029]实例1:
[0030]I)海绵钛12经布料机构1，海绵钛12在传送网带13上实现均匀布料，布料宽度800_、布料高度40mm ；
[0031]2)设置加热炉4的加热温度为400°C，加热时间为25min，氧化气氛输入管路7通入氧气，保护气氛输入管路8通入氩气，两种气体在气氛预混器6中均匀混合，设置氧气浓度为30% ；
[0032]3)海绵钛12在加热氧化过程中，加热炉4内的炉内风机5开启，保证有效加热区内温度及气氛均匀性，加热过程中海绵钛12表面形成一层均匀氧化膜，实现增氧；
[0033]4)最终获得海绵钛12的成分为:氧含量0.06?0.07%, Fe含量0.01?0.02%, C含量 0.01 ?0.015%, N 含量 0.004 ?0.005%。
[0034]实例2:
[0035]I)海绵钛12经布料机构1，海绵钛12在传送网带13上实现均匀布料，布料宽度800_、布料高度30mm ；
[0036]2)设置加热炉4的加热温度为500°C，加热时间为30min，氧化气氛输入管路7通入氧气，保护气氛输入管路8通入氩气，两种气体在气氛预混器6中均匀混合，设置氧气浓度为30% ；
[0037]3)海绵钛12在加热氧化过程中，加热炉4内的炉内风机5开启，保证有效加热区内温度及气氛均匀性，加热过程中海绵钛12表面形成一层均匀氧化膜，实现增氧；
[0038]4)最终获得海绵钛12的成分为:氧含量0.09?0.10%, Fe含量0.01?0.02%, C含量 0.01 ?0.015%, N 含量 0.004 ?0.005%。
[0039]实例3:
[0040]I)海绵钛12经布料机构1，海绵钛12在传送网带13上实现均匀布料，布料宽度800_、布料高度30mm ；
[0041]2)设置加热炉4的加热温度为600°C，加热时间为30min，氧化气氛输入管路7通入空气，保护气氛输入管路8关闭，不使用保护气氛，S卩加热气氛为空气，氧气浓度为21% ;
[0042]3)海绵钛12在加热氧化过程中，加热炉4内炉内风机5开启，保证有效加热区内温度及气氛均匀性，在加热过程中海绵钛12表面形成一层均匀氧化膜，实现增氧；
[0043]4)最终获得海绵钛12成分为:氧含量0.11~0.12%，Fe含量0.01~0.02%，C含量 0.015 ~0.020%, N 含量 0.005 ~0.010%。
[0044]实例4:
[0045]I)海绵钛12经布料机构1，海绵钛12在传送网带13上实现均匀布料，布料宽度800_、布料高度30mm ；
[0046]2)设置加热炉4加热温度650°C，加热时间35min，氧化气氛输入管路7通入氧气，保护气氛输入管路8通入氩气，两种气体在气氛预混器中均匀混合，设置氧气浓度为40% ；
[0047]3)海绵钛12在加热氧化过程中，加热炉4内炉内风机5开启，保证有效加热区内温度及气氛均匀性，加热过程中海绵钛12表面形成一层均匀氧化膜，实现增氧；
[0048]4)最终获得海绵钛12成分为:氧含量0.15~0.16%，Fe含量0.01~0.02%，C含量 0.01 ~0.015%, N 含量 0.004 ~0.007%。
[0049]本实用新型可以实现的效果:
[0050]本实用新型可以实现对海绵钛12均匀增氧，可实现稳定控制海绵钛12氧含量及均匀增氧目的，氧含量稳定控制在0.06~0.18%之间，根据氧含量的需求，控制海绵钛12增氧目标值，氧含量偏离目标值不超过±0.01%,其它主要杂质元素含量控制范围为Fe:≤ 0.05 ;C ≤ 0.02 ;N ≤ 0.02 (可控)。
[0051]同时本实用新型还具有如下优点；
[0052]①本实用新型通过控制海绵钛12加热温度、加热时间及加热气氛，实现稳定控制海绵钛12氧含量及均匀增氧目的，最终获得氧含量满足使用要求的海绵钛；
[0053]②经本实用新型加工的海绵钛12氧分布均匀，钛锭熔炼过程中无需添加二氧化钛，即可实现钛锭的均匀增氧；
[0054]③本实用新型的装置结构简单、稳定性好，工艺易操作实施，能够实现稳定批量生产；
[0055]④本实用新型海绵钛12增氧无需添加二氧化钛粉末、混料及压块，流程短，效率高，解决了高效生产、散料装炉EB钛锭均匀增氧的技术难题；
[0056]⑤本实用新型也可实现稳定控制海绵钛12氮含量及均匀增氮目的。
[0057]需要说明的是本实用新型并不局限于对海绵钛12进行增氧，同样适用于对海绵钛12进行均匀增氮，此时将氧化气氛输入管路7通入氮气即可，保护气氛输入管路8为氩气不变，同时将氧分析仪9改为氮气分析仪，通过控制海绵钛12加热温度、加热时间及加热气氛氮气浓度，即可实现稳定控制海绵钛氮含量及均匀增氮目的。
[0058]本实用新型未详述部分为现有技术。
[0059]为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【权利要求】
1.一种均匀增加海绵钛氧含量的装置，包括布料机构(I)、加热炉(4)、气氛预混器(6)、氧分析仪(9)、冷却机构(11)和传送网带(13)，其特征是:在所述加热炉(4)的内部间隔设有上下两排电加热辐射管(3)，在两排电加热辐射管(3)之间设有贯穿加热炉(4)进出口的传送网带(13)，在上排电加热辐射管(3)上方的炉壁上设有炉内风机(5)，在所述炉内风机(5)的一侧设有混合气体输入管(10)，所述混合气体输入管(10)连接气氛预混器(6)，所述气氛预混器(6)连接氧分析仪(9)，气氛预混器(6)分别连接氧化气氛输入管路(7)和保护气氛输入管路(8 )，在加热炉(4 )的进口端设有布料机构(I)，在加热炉(4 )的出口端设有冷却机构(11)形成所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置。
2.根据权利要求1所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，其特征是:所述加热炉(4)内设置的电加热辐射管(3)设置为一排时，电加热辐射管(3)设置在传送网带(13)的上方。
3.根据权利要求1所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，其特征是:所述加热炉(4)的进口端与布料机构(I)之间设有阻气帘(2)，所述阻气帘(2)设置在传送网带(13)的上方。
4.根据权利要求1所述的均匀增加海绵钛氧含量的装置，其特征是:所述加热炉(4)的出口端与冷却机构(11)之间设有阻气帘(2)，所述阻气帘(2)设置在传送网带(13)的上方。
【文档编号】C22B34/12GK203754787SQ201420079526
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】陈志强, 李渤渤, 刘茵琪, 包淑娟, 郭朋 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司