反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，包括感应线圈缠绕坩埚上，其底部固定在调节固定架上；调节固定架固定到真空熔炼室绝缘法兰上；倾翻空心轴穿过并固定在熔炼腔室壁上；隔磁件安装在倾翻空心轴内；传动齿轮连接倾翻空心轴于熔炼腔室外的端面；绝缘法兰镶嵌在传动齿轮内孔承口上；四根水冷电缆穿过隔磁件；支架连接在传动齿轮上支撑四根水冷电缆；熔炼电源设置在熔炼腔室外；集成电路集成在熔炼电源中，其向熔融钢水与感应线圈之间耐材注入直流电并采集电阻发送至上位机；上位机实时判断集成电路采集电阻是否小于预定警戒值

【技术实现步骤摘要】
反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及冶金领域，特别是涉及一种反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，以及一种反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测方法
。

技术介绍

[0002]大型高温合金薄壁铸件对于精密铸造要求相当高，反重力调压铸造装备是在真空条件下熔炼，在氩气保护气氛压力下利用使液态金属自坩埚反重力进入铸造模壳，适用于精密铸件铸造，尤其适合大型高温合金薄壁铸件，反重力精密铸造对改善高温合金铸件的薄壁复杂
、
微观疏松
、
大尺寸高精度有显著效果
。
采用反重力精密浇铸工艺对设备要求非常高，传统真空重力浇铸装备与工艺对铸件的苛刻要求很难满足且成材率较低，稳定性不可控制，严重影响产业能力
。
当下国家航空航天亟待解决高温材料轻量化问题，于是，新型的反重力高温合金精密铸造装备与工艺技术在新时代应运而生
。
[0003]进一步的说明，常规铸造设备和反重力调压铸造装备结构和金属液运行原理差异；
[0004]对于常规铸造设备，模壳位于坩埚下方，金属液自坩埚中依靠重力流入模壳；
[0005]对于反重力调压铸造装备，坩埚位于模壳下方，金属液依靠外部压力克服重力自下而上进入模壳；
[0006]上述结构差异，造成反重力调压铸造装备出现了常规铸造设备不存在但必须要克服的技术难题；
[0007]由于反重力调压铸造装备金属液需要加压后反重力进入模壳，一旦出现安全隐患金属液会因为压力出现喷射四溅的情况
。
高温金属液喷射到设备其他部件上损毁铸造设备，例如坩埚的移动装置
、
翻转装置
、
加热装置
、
抽真空设备等，甚至会对操作人员产生安全隐患
。
[0008]以及，由于需要进行反重力精密铸造，工艺流程先后经历真空和正压双重工况环境，炉室内部处于高温高压，坩埚服役情况复杂，一旦发生液态金属泄漏，由于应急反映时间有限，几乎事故不可逆，存在巨大安全隐患
。
因此，反重力调压铸造装备需要相对常规铸造设备需要更高的安全标准，需要实时监控，超前预测与防范
。

技术实现思路

[0009]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念
,
该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明
。
本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围
。
[0010]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能对重力调压铸造装备坩埚进行实时主动全面安全检测的装置
。
[0011]以及，一种能对重力调压铸造装备坩埚进行实时主动全面安全检测的方法
。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，包括：
[0013]感应线圈1，其缠绕坩埚
13
上，其底部固定连接在调节固定架2上，其出线端通过水冷电缆9相连至熔炼电源；
[0014]调节固定架2，其固定连接到真空熔炼室绝缘法兰上；
[0015]倾翻空心轴3，其穿过并固定在熔炼腔室5壁上；
[0016]隔磁件4，其安装在倾翻空心轴3内，其用于隔绝水冷电缆9的磁力线路；隔磁件4用于避免水冷电缆对周围金属的无效磁感应而产生电涡流，导致能量损失；
[0017]传动齿轮6，其连接倾翻空心轴3位于熔炼腔室5外的端面；
[0018]绝缘法兰7，其镶嵌在传动齿轮6内孔承口上，其形成有4个呈菱形布置的通孔，所述通孔用于水冷电缆9固定；
[0019]四根水冷电缆9，穿过隔磁件4后穿过所述通孔，所述四根水冷电缆9形成为一对输入电缆和一对输出电缆，且形成
+
极性和
‑
极性交错分布；
+
极性和
‑
极性交错分布有利于感应磁场相互抵消而不会导致周围钢质部件发热；
[0020]支架8，其连接在传动齿轮6上，其用于支撑四根水冷电缆9，使四根水冷电缆9彼此之间形成有间隔距离；
[0021]熔炼电源
10
，其设置在熔炼腔室5外；
[0022]集成电路
11
，其集成在熔炼电源
10
中，其向熔融钢水与感应线圈1之间耐材注入直流电并采集电阻发送至上位机
12
；主动注入直流电并采集耐材电阻能有效监测耐材寿命，避免由于耐材失效造成的安全隐患；
[0023]上位机
12
，实时判断集成电路
11
采集电阻是否小于预定警戒值，若小于则发出报警
。
[0024]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，还包括：
[0025]接地探针
14
，其安装在坩埚
13
底部；
[0026]熔融钢水接地网
15
，其安装在坩埚
13
底部，穿过坩埚
13
底部预留通孔，熔融钢水接地网
15
与钢水通过接地探针
14
导通接地；
[0027]上位机
12
还实时通过接地探针
14
判断熔融钢水接地是否失效，若熔融钢水接地失效则发出报警同时紧急停机
。
[0028]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，隔磁件4是由紫铜制造的隔磁管或管状隔磁网
。
[0029]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，传动齿轮6形成有断开口
6.1
，断开口
6.1
用于断开涡电流的回路
。
[0030]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，熔融钢水接地网
15
，其由直径为
4mm
‑
8mm
不锈钢丝编制而成
。
[0031]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，熔炼腔室5内环境为真空和惰性氩气正压
1MPa
双重交变环境
。
[0032]可选择的，进一步改进所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，集成电路
10
向耐材注入直流电流范围为
4mA
～
20mA。
[0053]熔炼腔室5[0054]传动齿轮6[0055]绝缘法兰7[0056]支架8[0057]水冷电缆9[0058]熔炼电源
10
[0059]集成电路
11
[0060]上位机
12
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，其特征在于，包括：感应线圈
(1)
，其缠绕坩埚
(13)
上，其底部固定连接在调节固定架
(2)
上，其出线端通过水冷电缆
(9)
相连至熔炼电源；调节固定架
(2)
，其固定连接到真空熔炼室绝缘法兰上；倾翻空心轴
(3)
，其穿过并固定在熔炼腔室
(5)
壁上；隔磁件
(4)
，其安装在倾翻空心轴
(3)
内；传动齿轮
(6)
，其连接倾翻空心轴
(3)
位于熔炼腔室
(5)
外的端面；绝缘法兰
(7)
，其镶嵌在传动齿轮
(6)
内孔承口上，其形成有4个呈菱形布置的通孔，所述通孔用于水冷电缆
(9)
固定；四根水冷电缆
(9)
，穿过隔磁件
(4)
后穿过所述通孔，所述四根水冷电缆
(9)
形成为一对输入电缆和一对输出电缆，且形成
+
极性和
‑
极性交错分布；支架
(8)
，其连接在传动齿轮
(6)
上，其用于支撑四根水冷电缆
(9)
，使四根水冷电缆
(9)
彼此之间形成有间隔距离；熔炼电源
(10)
，其设置在熔炼腔室
(5)
外；集成电路
(11)
，其集成在熔炼电源
(10)
中，其向熔融钢水与感应线圈
(1)
之间耐材注入直流电并采集电阻发送至上位机
(12)
；上位机
(12)
，实时判断集成电路
(11)
采集电阻是否小于预定警戒值，若小于则发出报警
。2.
如权利要求1所述的反重力调压精铸装备坩埚实时主动安全检测系统，其特征在于，还包括：接地探针
(14)
，其安装在坩埚
(13)
底部；熔融钢水接地网
(15)
，其安装在坩埚<...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂大兴，
申请(专利权)人：上海鑫蓝海自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：