CN110895104B - 一体式熔化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式熔化炉，涉及金属熔炼技术领域，其技术方案要点是：包括熔炼炉、包围设置于熔炼炉外的保温炉，所述熔炼炉和保温炉之间连通设置有连通口，所述熔炼炉上设有进料口，所述保温炉上设有出料口；所述熔炼炉下方设有加热腔和燃烧器，所述保温炉和加热腔之间设有真空腔，所述真空腔的腔壁形成加热腔的腔壁；还包括与真空腔连通的抽真空机，所述抽真空机能通过运作改变真空腔内的真空度。本一体式熔化炉的熔炼炉和保温炉采用一体化设计，采用单个燃烧器即可实现熔炼炉的加热、保温炉的保温；通过设置真空腔，燃烧器的能耗利用率高；通过设置多个搅拌件，提高了熔化炉内金属液体的质地均匀程度，生产出的棒料产品质量较好。

Description

一体式熔化炉

技术领域

本发明涉及金属熔炼技术领域，特别涉及一种一体式熔化炉。

背景技术

熔化炉是指熔化金属锭和一些废旧金属，并加入必要的合金成分后，将其熔炼成性状均一的金属液体的加热设备，熔化成液态的金属进一步经铸造、冷却成型后形成金属产品。熔化炉广泛应用于金属冶炼、棒料生产、废旧金属回收等领域。

现有申请公开号为CN1967124A的中国发明专利申请公开了一种有色金属熔炼、保温复合炉，包括有熔炼炉和保温炉，熔炼炉与保温炉之间设有通道，并在通道处设置有控制阀门，通道的一端与熔炼炉的底部相连通，通道的另一端与保温炉的底部相连通，保温炉的出口也设置于保温炉的底部。熔炼炉与保温炉各自独立设置有加热器，加热器分别位于对应熔炼炉或保温炉的内底部。

该复合炉需要使用两个加热器，加热器一般为燃油式，使用两个加热器分别进行熔炼、保温工序的能耗较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种一体式熔化炉，采用单个燃烧器即可实现熔炼炉的加热、保温炉的保温，且燃烧器的能耗利用率高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种一体式熔化炉，包括熔炼炉、包围设置于熔炼炉外的保温炉，所述熔炼炉和保温炉之间连通设置有连通口，所述熔炼炉上设有进料口，所述保温炉上设有出料口；所述熔炼炉下方设有加热腔和燃烧器，所述保温炉和加热腔之间设有真空腔，所述真空腔的腔壁形成加热腔的腔壁；还包括与真空腔连通的抽真空机，所述抽真空机能通过运作改变真空腔内的真空度。

通过上述技术方案，进料口用于投放固态金属原料，人员能通过控制连通口的通断，将熔炼炉内的金属液体经连通口通入保温炉内，出料口用于流出液态金属。当燃烧器工作时，加热腔内产生高温，高温通过熔炼炉的底壁传递至熔炼炉内，以将熔炼炉内投放的金属熔化成液体，加热腔内的热量能经真空腔传递至保温炉内，当真空腔内的空气含量较多时，真空腔的导热能力较好；当抽真空机工作抽出真空腔内的空气后，真空腔内趋向于真空状态，真空腔的导热能力下降，则从加热腔、熔炼炉传递至保温炉内的热量减少。综上，人员能通过控制抽真空机的运行状态改变真空腔内的真空度，进而调节保温炉内的温度，将保温炉内金属液体的温度维持在一定范围内。本熔化炉采用单个燃烧器即可实现熔炼炉的加热、保温炉的保温，且燃烧器的能耗利用率高。

优选的，所述熔炼炉的侧壁与保温炉的侧壁在水平方向上具有重合区域，所述真空腔延伸至熔炼炉和保温炉的重合区域之间。

通过上述技术方案，熔炼炉内的热量也能经真空腔传递至保温炉内，进一步提升了本熔化炉的热量利用率。

优选的，所述保温炉上设置有隔热板，所述隔热板形成了真空腔的顶壁和底壁。

通过上述技术方案，隔热板具有隔热效果，加热腔内的热量难以通过隔热板传递至保温炉内，则热量的传递主要依靠真空腔内的空气实现，便于人员对保温炉内温度的控制。

优选的，所述熔炼炉上设置有电机，所述熔炼炉内设置有由电机驱动转动的搅拌件一，所述搅拌件一用于搅拌熔炼炉内的金属液体。

通过上述技术方案，当电机运转时，电机驱使搅拌件一转动，搅拌杆一对熔炼炉内的金属液体进行搅拌，促使金属液体质地均一。

优选的，所述熔炼炉上转动设置有搅拌件二、传动齿轮，所述传动齿轮、搅拌件一位于搅拌件二的包围内，所述搅拌件一和搅拌件二上分别同轴设置有齿圈，所述传动齿轮同时与搅拌件一和搅拌件二上的齿圈啮合；所述搅拌件一转动时，所述搅拌件一通过传动齿轮驱使搅拌件二转动，所述搅拌件二的转向与搅拌件一的转向相反。

通过上述技术方案，搅拌件一转动时，搅拌件一通过传动齿轮驱使搅拌件二转动，搅拌件二的转向与搅拌件一的转向相反，能对熔炼炉内的金属液体起到更好的搅拌效果，促使金属液体质地均一。

优选的，所述保温炉内转动设置有搅拌件三，所述电机通过设置于熔炼炉旁的传动机构驱使搅拌件三转动。

通过上述技术方案，当搅拌件二转动时，搅拌件二通过传动机构驱使搅拌件三同步转动，搅拌件三将保温炉内的金属液体搅拌均匀。如此实现了单个电机同时驱动三个搅拌件转动，能够减少驱动源的投入成本，并降低控制难度。

优选的，所述传动机构包括转动设置于熔炼炉旁的转杆、固定于转杆两端的上齿轮和下齿轮，所述搅拌件二上设置有与上齿轮啮合的齿圈，所述搅拌件三上设置有与下齿轮啮合的齿圈。

通过上述技术方案，搅拌件二转动时，搅拌件二通过齿圈驱使上齿轮转动，上齿轮通过转杆带动下齿轮转动，下齿轮继而驱动搅拌件三转动。

优选的，所述搅拌件三包括用于搅拌保温炉内液体的搅拌杆三、与保温炉转动连接的抵接环，所述保温炉上转动设置有多个抵接辊，多个所述抵接辊通过辊面与抵接环抵接以建立转动连接。

通过上述技术方案，多个抵接辊通过辊面与抵接环抵接以建立转动连接，由于抵接环和抵接辊的配合摩擦阻力较小，即使搅拌件三的体积和自重较大，搅拌件三的转动阻力也较小；与采用大直径的轴承进行转动配合相比，抵接辊的成本更低。

优选的，所述抵接辊的轴线均朝向抵接环的轴线，所述抵接辊的直径沿靠近抵接环的轴线方向渐缩；所述抵接环在抵接辊上转动时，两者接触位置的线速度保持一致。

通过上述技术方案，抵接环在抵接辊上转动时，直径变化的抵接辊能使两者接触位置的线速度保持一致，抵接环与抵接辊的接触面不易发生相对滑动，能够减少抵接辊和抵接环的磨损。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、熔炼炉和保温炉采用一体化设计，采用单个燃烧器即可实现熔炼炉的加热、保温炉的保温，且燃烧器的能耗利用率高；

2、通过设置隔热板，便于人员对保温炉内温度的控制；

3、通过设置多个搅拌件，提高了熔化炉内金属液体的质地均匀程度。

附图说明

图1为实施例的一体式熔化炉的立体图，主要突出本熔化炉的外部结构；

图2为实施例的一体式熔化炉的局部剖视图，主要突出本熔化炉的内部结构；

图3为本熔化炉的爆炸图，主要突出搅拌件三和抵接辊的结构；

图4为图2的A处放大图，主要突出抵接辊和环形槽的结构。

附图标记：1、熔炼炉；2、保温炉；10、连通口；101、控制阀；11、进料口；21、出料口；22、加热腔；221、燃烧器；3、真空腔；31、隔热板；32、抽真空机；4、电机；41、减速器；42、搅拌件一；421、搅拌杆一；43、搅拌件二；431、搅拌杆二；44、传动齿轮；5、搅拌件三；51、抵接环；52、搅拌杆三；6、传动机构；61、转杆；62、上齿轮；63、下齿轮；23、环形槽；24、抵接辊。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种一体式熔化炉，如图1和图2所示，包括熔炼炉1、包围设置于熔炼炉1外的保温炉2，熔炼炉1和保温炉2之间设置有连通口10，连通口10处设置有控制其通断的控制阀101，熔炼炉1的上部设有用于投放固态金属原料的进料口11，保温炉2的下部设有用于流出液态金属的出料口21，出料口21处可外接结晶器以对液态金属进行冷却，进一步形成金属棒料产品。熔炼炉1下方设有加热腔22、向加热腔22内加热的燃烧器221。

熔炼炉1整体为圆柱状，保温炉2整体为圆环状，熔炼炉1的一部分位于保温炉2形成的环内，熔炼炉1通过外壁与保温炉2的内环壁固定。安装本熔化炉时，保温炉2通过底壁放置于地面上，燃烧器221整体位于地面以下的坑洞内。

保温炉2和加热腔22、熔炼炉1之间设有真空腔3，真空腔3为环状空腔，真空腔3的一侧环壁形成了保温炉2的炉内侧壁，真空腔3的另一侧环壁形成了加热腔22的腔壁和部分熔炼炉1的炉外侧壁；保温炉2的上下两端面均同轴固定有隔热板31，隔热板31为环形，隔热板31形成了真空腔3的顶壁和底壁。本实施例中的隔热板31为隔热玻璃，隔热板31与保温炉2、熔炼炉1之间均可靠密封，使真空腔3处于密封状态。保温炉2上设置有抽真空机32，抽真空机32通过管路穿过隔热板31，并与真空腔3内连通，抽真空机32能通过运作改变真空腔3内的真空度。

当燃烧器221工作时，加热腔22内产生高温，高温通过熔炼炉1的底壁传递至熔炼炉1内，以将熔炼炉1内投放的金属熔化成液体，人员能通过控制控制阀101的通断，将熔炼炉1内的金属液体经连通口10通入保温炉2内。

加热腔22内的热量能经真空腔3传递至保温炉2内，熔炼炉1内的热量也能经真空腔3传递至保温炉2内。当真空腔3内的空气含量较多时，真空腔3的导热能力较好；当抽真空机32工作抽出真空腔3内的空气后，真空腔3内趋向于真空状态，真空腔3的导热能力下降，则从加热腔22、熔炼炉1传递至保温炉2内的热量减少，热量难以通过隔热板31进行传递。综上，人员能通过控制抽真空机32的运行状态改变真空腔3内的真空度，进而调节保温炉2内的温度，将保温炉2内金属液体的温度维持在一定范围内。

熔炼炉1的顶部固定有电机4和减速器41，熔炼炉1内转动设置有搅拌件一42，减速器41的输入端与电机4的输出轴同轴固定，减速器41的输出端与搅拌件一42的转轴同轴固定，搅拌件一42包括多根延伸入熔炼炉1内下部的搅拌杆一421，当电机4运转时，电机4通过减速器41驱使搅拌件一42缓慢转动，搅拌杆一421对熔炼炉1内的金属液体进行搅拌。

熔炼炉1内还转动设置有搅拌件二43和传动齿轮44，搅拌件二43的转轴与搅拌件一42同轴，搅拌件二43为环状且尺寸较大，搅拌件二43将搅拌件一42和传动齿轮44包围在内，搅拌件二43也包括多根延伸入熔炼炉1内下部的搅拌杆二431。搅拌件一42的外壁上同轴设置有齿圈，搅拌件二43的内外两壁上均同轴设置有齿圈，传动齿轮44同时与搅拌件一42的齿圈和搅拌件二43的内齿圈啮合。搅拌件一42转动时，搅拌件一42通过传动齿轮44驱使搅拌件二43转动，搅拌件二43的转向与搅拌件一42的转向相反，能对熔炼炉1内的金属液体起到更好的搅拌效果，促使金属液体质地均一。

如图2和图3所示，保温炉2内转动设置有搅拌件三5，搅拌件三5整体为环状，搅拌件三5的转轴与保温炉2同轴，搅拌件三5包括与保温炉2转动连接的抵接环51、多根延伸入保温炉2内下部的搅拌杆三52，抵接环51的内环壁上同轴设置有齿圈。搅拌件二43通过设置于熔炼炉1旁的传动机构6驱使搅拌件三5转动，传动机构6包括转动设置于熔炼炉1旁的转杆61、同轴固定于转杆61两端的上齿轮62和下齿轮63，其中转杆61的轴线沿竖直方向。搅拌件二43通过外齿圈与上齿轮62啮合，抵接环51通过齿圈与下齿轮63啮合；当搅拌件二43转动时，搅拌件二43通过传动机构6驱使搅拌件三5同步转动，搅拌杆三52将保温炉2内的金属液体搅拌均匀。如此实现了单个电机4同时驱动三个搅拌件转动，能够减少驱动源的投入成本，并降低控制难度。

如图3和图4所示，保温炉2的顶面上开设有供抵接环51放置的环形槽23，环形槽23环绕于隔热板31外，环形槽23的底壁上转动设置有多个抵接辊24，多个抵接辊24关于环形槽23的轴线呈圆周对称分布，抵接辊24的轴线均朝向抵接环51的轴线，多个抵接辊24通过辊面与抵接环51抵接以建立转动连接。抵接辊24的直径沿靠近抵接环51的轴线方向渐缩，抵接环51在抵接辊24上转动时，两者接触位置的线速度保持一致，抵接环51与抵接辊24的接触面不易发生相对滑动，能够减少抵接辊24和抵接环51的磨损。由于抵接环51和抵接辊24的配合摩擦阻力较小，即使搅拌件三5的体积和自重较大，搅拌件三5的转动阻力也较小；与采用大直径的轴承进行转动配合相比，抵接辊24的成本更低。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种一体式熔化炉，其特征是：包括熔炼炉(1)、包围设置于熔炼炉(1)外的保温炉(2)，所述熔炼炉(1)和保温炉(2)之间连通设置有连通口(10)，所述熔炼炉(1)上设有进料口(11)，所述保温炉(2)上设有出料口(21)；所述熔炼炉(1)下方设有加热腔(22)和燃烧器(221)，所述保温炉(2)和加热腔(22)之间设有真空腔(3)，所述真空腔(3)的腔壁形成加热腔(22)的腔壁；还包括与真空腔(3)连通的抽真空机(32)，所述抽真空机(32)能通过运作改变真空腔(3)内的真空度。

2.根据权利要求1所述的一体式熔化炉，其特征是：所述熔炼炉(1)的侧壁与保温炉(2)的侧壁在水平方向上具有重合区域，所述真空腔(3)延伸至熔炼炉(1)和保温炉(2)的重合区域之间。

3.根据权利要求1所述的一体式熔化炉，其特征是：所述保温炉(2)上设置有隔热板(31)，所述隔热板(31)形成了真空腔(3)的顶壁和底壁。

4.根据权利要求1所述的一体式熔化炉，其特征是：所述熔炼炉(1)上设置有电机(4)，所述熔炼炉(1)内设置有由电机(4)驱动转动的搅拌件一(42)，所述搅拌件一(42)用于搅拌熔炼炉(1)内的金属液体。

5.根据权利要求4所述的一体式熔化炉，其特征是：所述熔炼炉(1)上转动设置有搅拌件二(43)、传动齿轮(44)，所述传动齿轮(44)、搅拌件一(42)位于搅拌件二(43)的包围内，所述搅拌件一(42)和搅拌件二(43)上分别同轴设置有齿圈，所述传动齿轮(44)同时与搅拌件一(42)和搅拌件二(43)上的齿圈啮合；所述搅拌件一(42)转动时，所述搅拌件一(42)通过传动齿轮(44)驱使搅拌件二(43)转动，所述搅拌件二(43)的转向与搅拌件一(42)的转向相反。

6.根据权利要求5所述的一体式熔化炉，其特征是：所述保温炉(2)内转动设置有搅拌件三(5)，所述电机(4)通过设置于熔炼炉(1)旁的传动机构(6)驱使搅拌件三(5)转动。

7.根据权利要求6所述的一体式熔化炉，其特征是：所述传动机构(6)包括转动设置于熔炼炉(1)旁的转杆(61)、固定于转杆(61)两端的上齿轮(62)和下齿轮(63)，所述搅拌件二(43)上设置有与上齿轮(62)啮合的齿圈，所述搅拌件三(5)上设置有与下齿轮(63)啮合的齿圈。

8.根据权利要求6所述的一体式熔化炉，其特征是：所述搅拌件三(5)包括用于搅拌保温炉(2)内液体的搅拌杆三(52)、与保温炉(2)转动连接的抵接环(51)，所述保温炉(2)上转动设置有多个抵接辊(24)，多个所述抵接辊(24)通过辊面与抵接环(51)抵接以建立转动连接。

9.根据权利要求8所述的一体式熔化炉，其特征是：所述抵接辊(24)的轴线均朝向抵接环(51)的轴线，所述抵接辊(24)的直径沿靠近抵接环(51)的轴线方向渐缩；所述抵接环(51)在抵接辊(24)上转动时，两者接触位置的线速度保持一致。

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