一种钛或钛合金深度除杂装置的制作方法

1.本实用新型涉及高品质钛或钛合金材料制备的设备领域，具体为一种钛或钛合金深度除杂装置。


背景技术：

2.钛及钛合金具有低密度、高强度、高耐腐蚀性等优点，在航空航天、军事海洋、医用化工等领域都有广泛应用。
3.高品质钛粉对杂质含量有严格规定，尤其是氧含量要求低于0.2%，传统的钛或钛合金除杂脱氧设备都是高温真空炉，真空度小于10-4pa,温度高于1000℃，该高温真空设备具有高能耗，高密闭性特点，可达到的极限脱氧为0.1%，对于深度脱氧除杂至0.1%以下有一定困难。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种钛或钛合金深度除杂装置，解决了上述背景技术中所提出的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种钛或钛合金深度除杂装置，包括不锈钢炉体，所述不锈钢炉体上表面靠近中心的位置连通设置有进料口，所述进料口的下方设置有石墨，所述不锈钢炉体的上内壁贴合设置有一圈耐高温粘土砖，所述石墨呈反凹状设置在所述不锈钢炉体的内部，且其弧形表面贴合于所述耐高温粘土砖的一周，所述石墨的对称两端均连接设置有阳极导电棒，所述石墨凹处的下方设置有电解室，所述电解室开设有多个电解槽，所述电解室的一侧固定设置有阴极出料挂钩，所述电解室的一侧连通设置有阴极导电棒，所述阴极导电棒贯穿至所述电解室的内部，所述电解室的下表面连通设置有中转管，所述中转管的下表面连通设置有冷却壳体，所述冷却壳体固定设置在所述不锈钢炉体的内底壁上。
6.可选的，所述阳极导电棒的一侧上方设置有进气口，所述阳极导电棒与所述进气口同一侧的下方设置有出气口，所述进气口和所述出气口均连通至所述不锈钢炉体的内部，所述进气口和出气口为氩气或氢气口，作为辅助除杂剂。
7.可选的，所述不锈钢炉体的一侧连通设置有进水管，所述进水管连通至所述冷却壳体的内部，所述冷却壳体的内壁固定设置有分隔板，所述进水管在所述分隔板的下方。
8.可选的，所述中转管靠近所述冷却壳体的一侧贴合设置有密封板，所述冷却壳体的一侧上内壁固定设置有壳体，所述壳体内固定设置有电动推杆，所述电动推杆的推杆部推动连接有凸块，所述凸块固定设置在所述密封板的下表面。
9.可选的，所述石墨为高纯石墨或铂族金属合金阳极，所述电解室内部为钛或钛合金物料，盛装钛或钛合金物料为耐高温氯化熔盐腐蚀合金，如哈氏合金等。
10.可选的，所述阳极导电棒为镍铬或铁铬或钨合金加热棒。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.一、本实用新型采用不锈钢炉体和电解室一体化的特点，与传统电解槽相比，有真空设备高密闭性的特点，可以保证密闭操作，从而隔绝空气污染，提高钛或钛合金除杂装置的密闭性。
13.二、本实用新型利用设置的阳极导电棒和阴极导电棒，充分考虑了实操性和实用性，更便于操作员进行装料取料、更换阴阳极等操作，从而保证了钛或钛合金除杂装置的实用性。
14.三、本实用新型通过进气口和出气口的配合，在钛或钛合金原料装入不锈钢炉体时，操作员可以对进气口输入氩气或氢气，氢气和氩气属于惰性气体，在惰性气体保护下被还原出的钛，将不被氧化,且高温下的钛很活泼，有助于辅助脱氧，大大增加除杂效果。
15.四、本实用新型通过石墨、电解室、阳极导电棒、阴极导电棒、进气口和出气口的相互配合，有效保证了不锈钢炉体内部呈高能耗，高密闭性的同时，还可以有效达到深度脱氧除杂至0.1%以下的除杂目的。
附图说明
16.图1为本实用新型结构的主视图；
17.图2为本实用新型结构的正视剖面图；
18.图3为本实用新型结构的图2中a处的放大图。
19.图中：1-不锈钢炉体、2-进料口、3-耐高温粘土砖、4-石墨、5-电解室、6-中转管、7-冷却壳体、8-进气口、9-阳极导电棒、10-阴极出料挂钩、11-出气口、12-阴极导电棒、13-密封板、14-电动推杆、15-分隔板、16-进水管。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一，
21.请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：一种钛或钛合金深度除杂装置，包括不锈钢炉体1，不锈钢炉体1上表面靠近中心的位置连通设置有进料口2，进料口2的下方设置有石墨4，不锈钢炉体1的上内壁贴合设置有一圈耐高温粘土砖3，石墨4呈反凹状设置在不锈钢炉体1的内部，且其弧形表面贴合于耐高温粘土砖3的一周，石墨4的对称两端均连接设置有阳极导电棒9，石墨4凹处的下方设置有电解室5，电解室5开设有多个电解槽，电解室5的一侧固定设置有阴极出料挂钩10，电解室5的一侧连通设置有阴极导电棒12，阴极导电棒12贯穿至电解室5的内部，电解室5的下表面连通设置有中转管6，中转管6的下表面连通设置有冷却壳体7，冷却壳体7固定设置在不锈钢炉体1的内底壁上。
22.更为具体的来说，在本实施例中，称取钛或钛合金原料1000g，将其通过不锈钢炉体1的进料口2，装入定制的电解室5中，作为电解阴极，石墨4为电解阳极，称取氯化钠150g，氯化钙200g，充分搅拌混合均匀，作为电解质装入电解室5中，然后在密闭的不锈钢炉体1中
进行电解反应，石墨4阳极和阳极导电棒9接正极，装有钛合金的电解室5和阴极导电棒12接负极，控制电解电压3v，电解温度600℃，电解8小时后，通过中转管6，进入冷却壳体7，进行冷却，最后取出钛或钛合金，用2升1mol/l的盐酸进行酸洗,过滤，再用3l纯水洗涤3次后真空干燥，最后在真空脱氢炉中进行脱氢反应，即可获得含氧量为0.05%的低氧高纯钛或钛合金材料，阴极出料挂钩10可以承担电场内阴极系统的荷重及经受振打时产生的机械负荷，使阴极系统与不锈钢炉体1之间绝缘，并使阴极系统处于负高压工作状态。
23.另外，进料口2、阳极导电棒9和极导电棒12位于不锈钢炉体1的外部均利用法兰与外部相连接，以保证钛或钛合金除杂装置的正常运行。
24.实施例二，在上述实施例的基础上：
25.进一步的，阳极导电棒9的一侧上方设置有进气口8，阳极导电棒9与进气口8同一侧的下方设置有出气口11，进气口8和出气口11均连通至不锈钢炉体1的内部，进气口8和出气口11为氩气或氢气口，作为辅助除杂剂。
26.更为具体的来说，在本实施例中，在钛或钛合金原料装入不锈钢炉体1时，操作员可以对进气口8输入氩气或氢气，氢气和氩气属于惰性气体，在惰性气体保护下被还原出的钛，将不被氧化,且高温下的钛很活泼，有助于辅助脱氧，大大增加除杂效果，最后将多余的氢气和氩气，从出气口11排出。
27.另外，进气口8和出气口11位于不锈钢炉体1的外部，均利用法兰与外部相连接，以保证氢气和氩气正常的流通路径。
28.实施例三，在上述实施例的基础上：
29.进一步的，不锈钢炉体1的一侧连通设置有进水管16，进水管16连通至冷却壳体7的内部，冷却壳体7的内壁固定设置有分隔板15，进水管16在分隔板15的下方。
30.更为具体的来说，在本实施例中，电解8小时后，钛或钛合金通过中转管6，进入冷却壳体7内，操作员将冷却液体注入进水管16，进水管16将冷却液体注入冷却壳体7内，并由分隔板15将钛或钛合金和冷却液体进行分割，避免冷却液体的直接接触，改变钛或钛合金的结构属性。
31.另外，进水管16位于不锈钢炉体1的外部，利用法兰与外部相连接，以保证冷却液体顺利输送进冷却壳体7内。
32.实施例四，在上述实施例的基础上：
33.进一步的，中转管6靠近冷却壳体7的一侧贴合设置有密封板13，冷却壳体7的一侧上内壁固定设置有壳体，壳体内固定设置有电动推杆14，电动推杆14的推杆部推动连接有凸块，凸块固定设置在密封板13的下表面。
34.更为具体的来说，在本实施例中，当钛或钛合金电解8小时后，操作员启动电动推杆14，电动推杆14的推杆部拉动密封板13，远离中转管6的管口处，此时钛或钛合金方可从中转管6处，转移至冷却壳体7中进行冷却。
35.实施例五，在上述实施例的基础上：
36.进一步的，石墨4为高纯石墨或铂族金属合金阳极，电解室5内部为钛或钛合金物料，盛装钛或钛合金物料为耐高温氯化熔盐腐蚀合金，如哈氏合金等。
37.更为具体的来说，在本实施例中，高纯石墨或铂族金属具有熔点高、强度大、电热性稳定、高温抗氧化性能强、催化活性良好等特点；哈氏合金是一种镍基耐腐蚀合金，主要
分成镍-铬合金与镍铬钼合金两大类，哈氏合金具有良好的抗腐蚀性和热稳定性，多用于航空事业，化学领域等，均可保证钛或钛合金的除杂工序。
38.实施例六，在上述实施例的基础上：
39.进一步的，阳极导电棒9为镍铬或铁铬或钨合金加热棒。
40.更为具体的来说，在本实施例中，常用的电热材料是为镍铬合金和铁铬合金，用来制造各种电阻加热设备中的发热元件。对电热材料的要求是电阻系数高，加工性好，且在高温时具有足够的力学强度和良好的抗氧化性能，从而进一步保证钛或钛合金的除杂工序。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种钛或钛合金深度除杂装置，包括不锈钢炉体(1)，其特征在于：所述不锈钢炉体(1)上表面靠近中心的位置连通设置有进料口(2)，所述进料口(2)的下方设置有石墨(4)，所述不锈钢炉体(1)的上内壁贴合设置有一圈耐高温粘土砖(3)，所述石墨(4)呈反凹状设置在所述不锈钢炉体(1)的内部，且其弧形表面贴合于所述耐高温粘土砖(3)的一周，所述石墨(4)的对称两端均连接设置有阳极导电棒(9)，所述石墨(4)凹处的下方设置有电解室(5)，所述电解室(5)开设有多个电解槽，所述电解室(5)的一侧固定设置有阴极出料挂钩(10)，所述电解室(5)的一侧连通设置有阴极导电棒(12)，所述阴极导电棒(12)贯穿至所述电解室(5)的内部，所述电解室(5)的下表面连通设置有中转管(6)，所述中转管(6)的下表面连通设置有冷却壳体(7)，所述冷却壳体(7)固定设置在所述不锈钢炉体(1)的内底壁上。2.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金深度除杂装置，其特征在于：所述阳极导电棒(9)的一侧上方设置有进气口(8)，所述阳极导电棒(9)与所述进气口(8)同一侧的下方设置有出气口(11)，所述进气口(8)和所述出气口(11)均连通至所述不锈钢炉体(1)的内部，所述进气口(8)和出气口(11)为氩气或氢气口，作为辅助除杂剂。3.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金深度除杂装置，其特征在于：所述不锈钢炉体(1)的一侧连通设置有进水管(16)，所述进水管(16)连通至所述冷却壳体(7)的内部，所述冷却壳体(7)的内壁固定设置有分隔板(15)，所述进水管(16)在所述分隔板(15)的下方。4.根据权利要求3所述的一种钛或钛合金深度除杂装置，其特征在于：所述中转管(6)靠近所述冷却壳体(7)的一侧贴合设置有密封板(13)，所述冷却壳体(7)的一侧上内壁固定设置有壳体，所述壳体内固定设置有电动推杆(14)，所述电动推杆(14)的推杆部推动连接有凸块，所述凸块固定设置在所述密封板(13)的下表面。5.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金深度除杂装置，其特征在于：所述阳极导电棒(9)为镍铬或铁铬或钨合金加热棒。

技术总结
本实用新型公开了一种钛或钛合金深度除杂装置，涉及高品质钛或钛合金材料制备的设备领域，包括不锈钢炉体，不锈钢炉体上表面靠近中心的位置连通设置有进料口，进料口的下方设置有石墨，不锈钢炉体的上内壁贴合设置有一圈耐高温粘土砖，石墨呈反凹状设置在不锈钢炉体的内部，且其弧形表面贴合于耐高温粘土砖的一周，石墨的对称两端均连接设置有阳极导电棒，石墨凹处的下方设置有电解室，电解室开设有多个电解槽，电解室的一侧固定设置有阴极出料挂钩，电解室的一侧连通设置有阴极导电棒，阴极导电棒贯穿至电解室的内部，电解室的下表面连通设置有中转管，中转管的下表面连通设置有冷却壳体，具备了提高密封性和实用性，以及增加深度除杂的效果。深度除杂的效果。深度除杂的效果。


技术研发人员：郭瑞 桂群峰 郑磊
受保护的技术使用者：浙江泰能新材料有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/9/16