CN110567271B - 一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，石墨坩埚的外侧套设有加热套，石墨坩埚的下侧设置有支撑架，支撑架的下侧设置有驱动支撑架旋转的驱动装置，石墨坩埚的侧壁设置有多个弧状的夹持臂，夹持臂内弧侧嵌有若干个滚珠。支撑架对石墨坩埚进行支撑和稳定，同时起到对石墨坩埚的驱动旋转，夹持臂的内弧侧设置有滚珠，夹持臂与石墨坩埚侧壁之间通过滚珠的滚动作用旋转配合，起到对石墨坩埚中熔炼金属的混匀作用，而石墨坩埚中不额外增设辅助搅拌装置，防止搅拌轴对熔炼金属的污染，同时解决了石墨坩埚使用后搅拌轴不易清理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及稀土金属熔炼的技术领域，尤其涉及一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置。
背景技术
在工业生产时，按照配方要求，各金属材料，稀土金属、纯铁、硼铁、锆等置入真空熔炼炉坩埚内，经由感应加热装置进行熔化、电磁搅拌、均匀化，最后将合金钢液浇入铸锭模具，形成稀土合金。
由于熔炼金属的过程中，掺杂了各种稀土金属，成分多且复杂，需要搅拌均匀才能发挥最佳的添加效果，现有熔炼装置中，搅拌轴是直接延伸至坩埚中对熔融的金属液进行搅拌，由于坩埚中的温度较高，搅拌轴的使用寿命受到影响，搅拌轴自身材料析出的元素可能对熔融金属造成污染，其次，搅拌轴增加了坩埚内部拐角，提高了结构复杂程度，熔炼金属后的剩余残渣就比较难清理。
因此，本发明主要解决的是稀土金属熔炼装置采用搅拌轴搅拌，导致熔融金属液容易污染和难以后期清理的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，主要解决的是稀土金属熔炼装置采用搅拌轴搅拌，导致熔融金属液容易污染和难以后期清理的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，
包括熔炼炉，所述熔炼炉包括炉体和石墨坩埚，所述石墨坩埚内设于炉体的内部，所述炉体的下侧设置有底座；
所述石墨坩埚的外侧套设有加热套，所述石墨坩埚的下侧设置有支撑架，所述支撑架的上侧支撑于石墨坩埚的下侧，所述支撑架的下侧设置有驱动支撑架旋转的驱动装置，所述驱动装置设置于底座中；
所述石墨坩埚的侧壁设置有多个弧状的夹持臂，所述夹持臂与石墨坩埚的侧壁弧状相匹配，所述夹持臂内弧侧嵌有若干个滚珠，所述滚珠贴靠于石墨坩埚的侧壁并与石墨坩埚的侧壁滚动配合，所述夹持臂还设置有控制夹持臂沿石墨坩埚径向移动的丝杆。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述支撑架包括支撑片和支撑杆，所述支撑片的上侧支撑于石墨坩埚的下侧，所述支撑片的下侧与支撑杆的上端固接，所述支撑杆的下端穿过炉体下侧壁并延伸至底座中，所述底座中设置有驱动支撑杆旋转的驱动装置。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述支撑片的下侧设置有轴承I，所述加热套的下侧壁设置有轴承II，所述轴承I和轴承II之间设置有弹簧，所述弹簧套接于支撑杆外部；所述底座下侧壁对应支撑杆下端的位置设置有管槽，所述支撑杆的下端延伸至管槽中并与管槽内壁滑动配合。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述驱动装置包括电机，所述电机安装于底座中，所述电机的输出端与支撑杆通过齿轮组传动配合。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述丝杆的一端旋转连接于夹持臂的外弧侧，所述丝杆的另一端分别穿过加热套和炉体并延伸至炉体外部，所述丝杆穿过炉体的部分与炉体间螺纹配合，所述丝杆的两侧对称设置有滑杆，所述滑杆的一端与夹持臂的外弧侧固接，所述滑杆的另一端穿过加热套并与加热套的穿过部分滑动配合。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述炉体的上侧设置密封加热套的炉盖，所述炉盖的上侧设置有液压升降装置。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述炉体的一侧设置有真空泵，所述真空泵通过吸气管与加热套内部连通。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述加热套内部设置有螺旋状的感应器，所述加热套的内侧壁涂抹有金属反射层。
本发明的优点在于：通过支撑架对石墨坩埚进行支撑和稳定，同时起到对石墨坩埚的驱动旋转，而夹持臂的作用是稳定石墨坩埚在旋转的时候稳定性，夹持臂的内弧侧设置有滚珠，夹持臂与石墨坩埚侧壁之间通过滚珠的滚动作用旋转配合，起到对石墨坩埚中熔炼金属的混匀作用，而石墨坩埚中不额外增设辅助搅拌装置，防止搅拌轴对熔炼金属的污染，同时解决了石墨坩埚使用后搅拌轴不易清理的问题。
附图说明
图1：本发明结构示意图。
图2：本发明夹持臂俯视图。
图3：本发明支撑架局部放大图。
图中：炉体1、石墨坩埚2、底座3、加热套4、支撑架5、驱动装置6、夹持臂7、滚珠71、丝杆72、支撑片51、支撑杆52、轴承I 53、轴承II 54、弹簧55、管槽56、电机61、齿轮组62、滑杆73、炉盖11、液压升降装置12、真空泵8、吸气管81、感应器41、金属反射层42。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文中的上、下、左、右、前、后、均相对于图1所示为标准。
实施例：
如图1所示：一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，
包括熔炼炉，所述熔炼炉包括炉体1和石墨坩埚2，所述石墨坩埚2内设于炉体1的内部，所述炉体1的下侧设置有底座3；
所述石墨坩埚2的外侧套设有加热套4，所述石墨坩埚2的下侧设置有支撑架5，所述支撑架5的上侧支撑于石墨坩埚2的下侧，所述支撑架5的下侧设置有驱动支撑架5旋转的驱动装置6，所述驱动装置6设置于底座3中；
如图2所示：所述石墨坩埚2的侧壁设置有多个弧状的夹持臂7，所述夹持臂7与石墨坩埚2的侧壁弧状相匹配，所述夹持臂7内弧侧嵌有若干个滚珠71，所述滚珠71贴靠于石墨坩埚2的侧壁并与石墨坩埚2的侧壁滚动配合，所述夹持臂7还设置有控制夹持臂7沿石墨坩埚2径向移动的丝杆72。
本发明中，通过支撑架对石墨坩埚进行支撑和稳定，同时起到对石墨坩埚的驱动旋转，而夹持臂的作用是稳定石墨坩埚在旋转的时候稳定性，夹持臂的内弧侧设置有滚珠，夹持臂与石墨坩埚侧壁之间通过滚珠的滚动作用旋转配合，起到对石墨坩埚中熔炼金属的混匀作用，而石墨坩埚中不额外增设辅助搅拌装置，防止搅拌轴对熔炼金属的污染，同时解决了石墨坩埚使用后搅拌轴不易清理的问题。
需要额外说明的是：本发明中熔炼炉由内之外依次是石墨坩埚、加热套和炉体，炉体与加热套之间存在空腔，空腔的作用有利于隔热，防止加热套的热作用传递至空气中，防止烫伤和大气气温升高的问题。
如图3所示：优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述支撑架5包括支撑片51和支撑杆52，所述支撑片51的上侧支撑于石墨坩埚2的下侧，所述支撑片51的下侧与支撑杆52的上端固接，所述支撑杆52的下端穿过炉体1下侧壁并延伸至底座3中，所述底座3中设置有驱动支撑杆52旋转的驱动装置6。
本发明中，支撑杆通过支撑片提高与石墨坩埚的接触面积，起到稳定支撑石墨坩埚的作用，同时支撑杆通过驱动装置驱动，支撑杆动力传递至支撑片并带动旋转，支撑片依靠与石墨坩埚下侧壁的摩擦力带动石墨坩埚轴线旋转。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述支撑片51的下侧设置有轴承I53，所述加热套4的下侧壁设置有轴承II 54，所述轴承I 53和轴承II 54之间设置有弹簧55，所述弹簧55套接于支撑杆52外部；所述底座3下侧壁对应支撑杆52下端的位置设置有管槽56，所述支撑杆52的下端延伸至管槽56中并与管槽56内壁滑动配合。
本发明中，支撑杆在管槽的作用下具有上、下浮动的功能，而石墨坩埚则可分离式的安装于加热套中，当石墨坩埚安装至加热套中时，压缩支撑杆使支撑杆下移，并通过弹簧反弹支撑石墨坩埚，提高石墨坩埚的旋转稳定性。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述驱动装置6包括电机61，所述电机61安装于底座3中，所述电机61的输出端与支撑杆52通过齿轮组62传动配合。
本发明中，通过电机驱动支撑杆，支撑杆安装有齿轮，电机的输出端设置有齿轮，电机的齿轮和支撑杆的齿轮相互啮合，同时齿轮间具有缓冲空间，防止石墨坩埚压缩支撑杆，支撑杆上的齿轮在下移过程中脱离电机的齿轮啮合。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述丝杆72的一端旋转连接于夹持臂7的外弧侧，所述丝杆72的另一端分别穿过加热套4和炉体1并延伸至炉体1外部，所述丝杆72穿过炉体1的部分与炉体1间螺纹配合，所述丝杆72的两侧对称设置有滑杆73，所述滑杆73的一端与夹持臂7的外弧侧固接，所述滑杆73的另一端穿过加热套4并与加热套4的穿过部分滑动配合。
本发明中，通过丝杆的旋转作用提供夹持臂的径向移动，使夹持臂稳定夹持石墨坩埚，丝杆延伸至炉体外侧的一端可以电驱动旋转或者手动旋转，为了使夹持臂在加热套径向稳定移动，同时设置滑杆提高夹持臂的移动稳定性，可移动的夹持臂便于安装和取下石墨坩埚，方便倾倒其内部的熔炼金属液。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述炉体1的上侧设置密封加热套4的炉盖11，所述炉盖11的上侧设置有液压升降装置12。
本发明中，炉盖用于密封加热套内部，使加热套内部呈密封状态，同时通过液压升降装置控制炉盖的升降。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述炉体1的一侧设置有真空泵8，所述真空泵8通过吸气管81与加热套4内部连通。
本发明中，加热套内部为密封状态，通过真空泵对加热套内抽吸至接近真空，一方面防止空气中氧气和其他气体污染熔炼金属，另一方面防止空气的传热作用，石墨坩埚的热量通过空气散发出去，此举有利于节省能源。
优选的，一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，所述加热套4内部设置有螺旋状的感应器41，所述加热套4的内侧壁涂抹有金属反射层42。
本发明中，通过感应器的感应电流加热石墨坩埚内的熔炼金属，提高热效率，而加热套内壁涂抹的金属反射层有利于防止石墨坩埚的热量以辐射散发出去，提高电加热效率。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：
包括熔炼炉，所述熔炼炉包括炉体和石墨坩埚，所述石墨坩埚内设于炉体的内部，所述炉体的下侧设置有底座；
所述石墨坩埚的外侧套设有加热套，所述石墨坩埚的下侧设置有支撑架，所述支撑架的上侧支撑于石墨坩埚的下侧，所述支撑架的下侧设置有驱动支撑架旋转的驱动装置，所述驱动装置设置于底座中；
所述石墨坩埚的侧壁设置有多个弧状的夹持臂，所述夹持臂与石墨坩埚的侧壁弧状相匹配，所述夹持臂内弧侧嵌有若干个滚珠，所述滚珠贴靠于石墨坩埚的侧壁并与石墨坩埚的侧壁滚动配合，所述夹持臂还设置有控制夹持臂沿石墨坩埚径向移动的丝杆；
所述支撑架包括支撑片和支撑杆，所述支撑片的上侧支撑于石墨坩埚的下侧，所述支撑片的下侧与支撑杆的上端固接，所述支撑杆的下端穿过炉体下侧壁并延伸至底座中，所述底座中设置有驱动支撑杆旋转的驱动装置；
所述炉体的一侧设置有真空泵，所述真空泵通过吸气管与加热套内部连通。
2.根据权利要求1所述一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：所述支撑片的下侧设置有轴承I，所述加热套的下侧壁设置有轴承II，所述轴承I和轴承II之间设置有弹簧，所述弹簧套接于支撑杆外部；所述底座下侧壁对应支撑杆下端的位置设置有管槽，所述支撑杆的下端延伸至管槽中并与管槽内壁滑动配合。
3.根据权利要求1所述一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机，所述电机安装于底座中，所述电机的输出端与支撑杆通过齿轮组传动配合。
4.根据权利要求1所述一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：所述丝杆的一端旋转连接于夹持臂的外弧侧，所述丝杆的另一端分别穿过加热套和炉体并延伸至炉体外部，所述丝杆穿过炉体的部分与炉体间螺纹配合，所述丝杆的两侧对称设置有滑杆，所述滑杆的一端与夹持臂的外弧侧固接，所述滑杆的另一端穿过加热套并与加热套的穿过部分滑动配合。
5.根据权利要求1所述一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：所述炉体的上侧设置密封加热套的炉盖，所述炉盖的上侧设置有液压升降装置。
6.根据权利要求1所述一种旋转搅拌式稀土合金熔炼装置，其特征在于：所述加热套内部设置有螺旋状的感应器，所述加热套的内侧壁涂抹有金属反射层。
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