CN102278881A

CN102278881A - 快速凝固的真空感应熔炼炉

Info

Publication number: CN102278881A
Application number: CN2011102306855A
Authority: CN
Inventors: 刘新宽; 刘平; 陈小红; 马凤仓; 李伟; 何代华
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明涉及一种快速凝固的真空感应熔炼炉，包括真空熔炼炉体，带有水冷套的浇铸模壳，浇铸模壳放置在熔炼炉体下面呈上下排列方式，浇铸模壳外套有金属外壳，金属外壳上部与真空炉体密封连接；金属外壳外套有水冷套。本发明将浇铸模壳放在熔炼炉体的外面，使得模壳容易采用水冷方式；通过控制水的流速在一定范围内控制冷却速度；因为改善了冷却条件，能得到低偏析或者无偏析的铸坯；合金晶粒细小，改善了材料性能；新的真空熔炼炉可以由传统单室真空熔炼炉经简单改动而成，成本低；浇铸模壳置于真空炉外，节约了真空炉体内的空间，结构更紧凑，降低了生产成本。本发明的真空感应炉尤其适用于难混溶合金的熔炼。

Description

快速凝固的真空感应熔炼炉

技术领域

本发明涉及一种真空冶炼的冶金炉，尤其是一种真空感应的熔炼炉。

背景技术

难混溶合金是一类存在液相分离特性的合金，已知的难混溶合金有500多种。由于该类合金中两相密度差通常较大，制备过程中往往造成严重的重力偏析，限制了该类合金的开发和应用。如果通过适当的方法使少数相弥散分布，许多难混溶合金所表现出来的特殊的物理性能、力学性能将使其具有良好的应用前景。

为了实现低偏析或者无偏析的难混溶合金的熔铸，在合金浇铸时往往需要采用快的冷却速度。而目前对特种合金进行真空冶炼的冶金炉，常采用真空感应炉，该炉包括真空系统、炉体、加料装置、测温装置、浇铸系统等。在传统的单室真空炉中，熔炼和浇铸同室，这种熔炼炉结构简单，价格低，但是因为熔炼和浇铸同室，合金凝固时由于冷却条件差，冷速低，得到的晶粒粗大，铸件氧化多，不易生产高质量的铸件，无法避免偏析的出现。

发明内容

本发明是要解决真空感应炉存在的冷却条件差，冷速慢，晶粒粗大，偏析严重的技术问题，而提供一种快速凝固的真空感应熔炼炉，该熔炼炉可以改善冷却条件，控制冷却速度，提高产品质量，实现低、无偏析的合金制备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种快速凝固的真空感应熔炼炉，包括真空熔炼炉体，带有水冷套的浇铸模壳，其特点是：浇铸模壳放置在熔炼炉体下面呈上下排列方式，浇铸模壳外套有金属外壳，金属外壳上部与真空炉体密封连接；金属外壳外套有水冷套。

真空熔炼炉体底面开有孔，底面边缘上设有一个向外凸出的炉底法兰，金属外壳上面设有一个模壳外套法兰，真空熔炼炉体与浇铸模壳之间通过炉底法兰和模壳外套法兰密封连接。

浇铸模壳与金属外壳之间可拆卸连接。

真空感应熔炼炉还包括真空系统和冷却系统，其中，真空系统与真空熔炼炉体连接，对真空熔炼炉体进行抽真空；冷却系统与水冷套连接，对浇铸模壳进行冷却。

真空系统包括用于提供初级真空的机械真空泵及用于提供二级真空的罗茨泵。

本发明的有益效果：将浇铸模壳放在熔炼炉体的外面，使得模壳容易采用水冷方式；通过控制水的流速在一定范围内控制冷却速度；因为改善了冷却条件，能得到低偏析或者无偏析的铸坯；合金晶粒细小，改善了材料性能；新的真空熔炼炉可以由传统单室真空熔炼炉经简单改动而成，成本低；浇铸模壳置于真空炉外，节约了真空炉体内的空间，结构更紧凑，降低了生产成本。本发明的真空感应炉尤其适用于难混溶合金的熔炼。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进行详细的说明。

如图1所示，本发明的快速凝固的真空感应熔炼炉，包括电源，真空系统，水冷系统，控制系统，感应加热系统5，真空熔炼炉体6，炉底法兰7，模壳外套法兰8，金属外套9，浇铸模壳10，模壳水冷套11，模壳支架12，炉体支架13等。

本发明将传统单室真空熔炼炉水平排列的熔炼炉体6和浇铸模壳10变为上下排列方式，浇铸模壳10放置在真空熔炼炉体6下方；真空熔炼炉体6底面开有孔，有向外凸出的炉底法兰7；浇铸模壳10外有金属外壳9，金属外壳9上部有模壳外套法兰8，通过炉底法兰7与真空炉体6密封连接；金属外壳9通有流动水冷却的水冷套11，水流速可控；浇铸模壳10及金属外壳9可拆卸；将真空炉底孔通过炉底法兰7密封后，可以得到单室真空炉同样的真空环境和熔炼浇铸环境；新的真空熔炼炉可以由传统单室真空熔炼炉经简单改动而成。

使用时，将浇铸模壳10放置于金属外壳9内，通过金属外壳9上的模壳外套法兰8与真空炉体6上的炉底法兰7连接；启动真空系统2中的机械真空泵，使得真空室中真空度达到5×10^-1MPa后，再启动真空系统2中的罗茨泵，使得真空度达到5×10^-2MPa，开启加热电源，对真空熔炼炉体6内的棒料进行加热，待金属棒料完全熔化成液态后，开启模壳水冷套11中的冷却水，转动浇铸系统，金属从坩埚流入浇铸模壳10中，浇铸完成后，取走浇铸模壳10及金属外套9，装上新的浇铸模壳10，连接上浇铸模壳外套法兰8，启动真空泵，开始新一炉熔炼过程。

本发明的真空感应熔炼炉属于一种单室熔炼炉，可以实现真空熔炼以及快速凝固，容易制备低偏析甚至无偏析的合金。

Claims

1.一种快速凝固的真空感应熔炼炉，包括真空熔炼炉体（6），浇铸模壳（10），其特征在于：所述浇铸模壳（10）放置在熔炼炉体（6）下面呈上下排列方式，浇铸模壳（10）外套有金属外壳（9），金属外壳（9）上部与真空熔炼炉体（6）密封连接；金属外壳（9）外套有水冷套（11）。

2.根据权利要求1所述的快速凝固的真空感应熔炼炉，其特征在于：所述真空熔炼炉体（6）底面开有孔，底面边缘上设有一个向外凸出的炉底法兰（7），所述金属外壳（9）上面设有一个模壳外套法兰（8），真空熔炼炉体（6）与浇铸模壳（10）之间通过炉底法兰（7）和模壳外套法兰（8）密封连接。

3.根据权利要求1所述的快速凝固的真空感应熔炼炉，其特征在于：所述浇铸模壳（10）与金属外壳（9）之间可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的快速凝固的真空感应熔炼炉，其特征在于：所述真空感应熔炼炉还包括真空系统和冷却系统，其中，真空系统与真空熔炼炉体（6）连接，对真空熔炼炉体（6）进行抽真空；冷却系统与水冷套（11）连接，对浇铸模壳（10）进行冷却。

5.根据权利要求4所述的快速凝固的真空感应熔炼炉，其特征在于：所述真空系统包括用于提供初级真空的机械真空泵及用于提供二级真空的罗茨泵。