CN111842845A - 一种多功能特种铸造熔炼炉及其应用 - Google Patents

一种多功能特种铸造熔炼炉及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多功能特种铸造熔炼炉，包括感应熔炼电源、倾斜浇注装置、铜电极、观察窗、喷铸装置、重力铸造及离心铸造装置、反重力吸铸装置、外照明装置、球形炉体、气体保护装置、电路控制装置和感应线圈；重力铸造及离心铸造装置、喷铸装置和反重力吸铸装置是安装在球形炉体上部的三个铸造功能模块，使得本熔炼炉可应用于重力铸造、离心铸造、喷铸和反重力吸铸；观察窗和外照明装置安装在球形炉体侧面，方便操作者实时观察熔炼炉内工作情况；电路控制装置用以调节球形炉体内的真空度、吸铸和喷铸的压力以及感应线圈中的电流等工艺参数。本发明的熔炼炉实现了多种铸造方法的集成化，同时具有节约空间、操作简单、安全可靠等优点。

Description

一种多功能特种铸造熔炼炉及其应用
技术领域
本发明属于金属材料及冶金设备技术领域，具体涉及一种配有真空或气体保护装置及坩埚底部拔塞装置的同时具备重力铸造、离心铸造、反重力吸铸、喷铸四种功能的铸造熔炼炉及其应用。
背景技术
现有特种铸造熔炼设备功能单一，而且实现单一功能的特种铸造熔炼设备内部结构还较为复杂，其中“真空感应离心铸造设备及铸造钛合金铸件的方法”(ZL201310314704.1)、“一种真空电弧熔炼吸铸设备”(ZL03214389.3)等报道的熔炼炉仅具有单一铸造功能，或为离心铸造或为吸铸，“一种多功能真空熔炼炉”(ZL200910250801.2)虽然能实现电磁感应熔炼、电磁悬浮熔炼以及电弧熔炼三种熔炼方法，但也仅能实现吸铸这一种铸造功能。现今金属的加工需要多种方式联合使用，如果每种加工方式选择一种熔炼设备，这样会大幅度提高金属加工成本，并且会产生很多操作不便。如何设计结构简单并具有多种铸造功能的熔炼炉设备是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种同时具有重力铸造、反重力吸铸、离心铸造及喷铸熔炼的多功能铸造熔炼炉，获得的铸造熔炼炉操作简单、方便安全且节约空间，现有技术中未见可实现本发明的相关报道。另外，本发明还具有真空或气氛保护功能和底部拔塞浇注功能，可随时根据工艺要求调整体系内的压力或保护气体。本发明适合于多种易氧化合金的特种铸造和常规重力铸造，做到了高度的多功能一体化，极大地节省了设备所占空间以及造价。
本发明提供了一种多功能特种铸造熔炼炉，它包括：感应熔炼电源(1)、倾斜浇注装置(2)、铜电极(3)、观察窗(4)、喷铸装置(5)、重力铸造及离心铸造装置(6)、反重力吸铸装置(7)、外照明装置(8)、球形炉体(9)、气体保护装置(10)、电路控制装置(11)、感应线圈(15)；
所述感应熔炼电源(1)位于球形炉体(9)左侧，所述铜电极(3)是感应熔炼电源(1)的电流输出端口，铜电极(3)可延伸至球形炉体(9)内部，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分长度是可调节的，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分与感应线圈(15)连接并为感应线圈(15)提供电流；
所述感应线圈(15)的规格是可更换的，在感应线圈(15)上分别安装坩埚(14)或石英管(18)或反应皿(22)分别实现重力铸造及离心铸造或喷铸或反重力吸铸的金属熔炼工序；
所述倾斜浇注装置(2)位于铜电极(3)的上部；所述重力铸造及离心铸造装置(6)位于球形炉体(9)的顶部，所述喷铸装置(5)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的左侧，所述反重力吸铸装置(7)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的右侧；所述观察窗(4)有两个，分别位于球形炉体(9)的上部和中部，所述外照明装置(8)位于球形炉体(9)的右侧上部，所述气体保护装置(10)位于球形炉体(9)底部右侧，用于控制球形炉体(9)内的气压以及保护气体的通入；所述的电路控制装置(11)位于球形炉体(9)的右侧；通过红外测温仪或者可移动热电偶可实时测量球形炉体(9)内部的温度；
所述的重力铸造及离心铸造装置(6)包括搅拌桨(12)、坩埚底部拔塞装置(13)、坩埚(14)、离心铸造模具(16)和水平离心转盘(17)；
所述搅拌桨(12)通过球形炉体(9)的上部插入坩埚(14)中并可在坩埚(14)上下移动，实现了搅拌桨(12)在坩埚(14)中位置可调，搅拌桨(12)通过电路控制装置(11)调控转速，可在熔炼过程对金属液进行均匀搅拌；
所述坩埚(14)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在坩埚(14)中熔炼成金属液，坩埚(14)可通过倾斜浇注装置(2)实现金属液的翻转浇注，坩埚(14)底部开设有通孔，所述坩埚底部拔塞装置(13)安装在坩埚(14)底部的通孔位置，在浇注过程中将坩埚底部拔塞装置(13)拔出，使金属液从坩埚(14)底部通孔中流入离心铸造模具(16)中；
所述离心铸造模具(16)位于感应线圈(15)的下端，离心铸造模具(16)是可拆卸的，所述水平离心转盘(17)固定在离心铸造模具(16)的下端并且位于球形炉体(9)底部，在重力铸造时关闭水平离心转盘(17)，在离心铸造时打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，水平离心转盘(17)转速可通过电路控制装置(11)进行调节；
所述喷铸装置(5)包括石英管(18)和喷铸模具(19)；
所述石英管(18)安装在感应线圈(15)上端并且底部设计有多个通孔，将金属炉料放置在石英管(18)中熔炼成金属液，所述喷铸模具(19)位于石英管(18)下端，上述金属液从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)中，完成喷铸过程；
所述反重力吸铸装置(7)包括吸铸模具(20)、吸管(21)和反应皿(22)；
所述吸铸模具(20)安装在反重力吸铸装置(7)上部并可拆卸，所述反应皿(22)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在反应皿(22)中熔炼成金属液，所述吸管(21)下部伸入反应皿(22)中，所述吸铸模具(20)与吸管(21)上端连接；
所述感应熔炼电源(1)为电磁感应熔炼电源，所述气体保护装置(10)实现金属炉料在真空或者气体保护条件下进行熔炼，所述观察窗(4)和外照明装置(8)可实现实时观察金属液的熔炼；
所述的电路控制装置(11)用于控制球形炉体内的真空度、吸铸和喷铸的压力、搅拌桨的转速、水平离心转盘的转速以及感应线圈中的电流。
本发明的多功能特种铸造熔炼炉兼具重力铸造、离心铸造、喷铸以及反重力吸铸铸造四种功能，在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸领域的应用主要包括如下：
所述金属重力铸造领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在重力铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)使得金属炉料在熔炼及浇注过程始终处于真空或者保护气体状态中，再利用电路控制装置(11)设置金属的熔炼温度进行熔炼，从观察窗(4)处观察到金属炉料熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～20分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10～20分钟后，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得金属铸件；
所述金属离心铸造领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在离心铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)使得金属炉料熔炼及浇注过程始终处于真空或者气体保护状态中，再利用电路控制装置(11)设置金属的熔炼温度进行熔炼，从观察窗(4)处观察到金属熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～20分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10～20分钟后，再利用电路控制装置(11)打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得金属铸件；
所述金属喷铸领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入石英管(18)中，再将石英管(18)放置在喷铸用感应线圈(15)上端，再使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入保护气体，使金属炉料的熔炼及浇注过程始终处于气体保护状态，再采用电路控制装置(11)设定金属熔炼温度后进行熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10～20分钟后获得金属液；
(2)利用气体保护装置(10)维持石英管(18)上部处于正压状态后，再采用电路控制装置(11)将石英管(18)中的金属液升温到所需浇注温度后，再将步骤(1)获得的金属液迅速从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)后，待喷铸模具(19)温度冷却到室温后，获得金属铸件；
所述金属反重力吸铸领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入反应皿(22)，再将反应皿(22)放置在反重力吸铸用感应线圈(15)上端，使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入保护气体，使得金属炉料的熔炼及浇注过程始终处于气体保护状态，采用电路控制装置(11)设置金属熔炼温度后进行熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10～20分钟后获得金属液；
(2)使用电路控制装置(11)将球形炉体(9)升温到金属炉料所需浇注温度，利用气体保护装置(10)保持吸铸模具(20)上部处于负压状态，使得步骤(1)获得的金属液在压力差作用下通过吸管(21)从下向上浇注进入吸铸模具(20)，待吸铸模具(20)冷却到室温后，获得金属铸件。
本发明所述技术方案与目前现有技术相比具有以下特点：
本发明所述的一种多功能特种铸造熔炼炉适用于重力铸造及离心铸造、反重力吸铸以及喷铸铸造，实现了多种铸造功能一体化。熔炼炉有气体保护装置和金属熔炼装置，可根据合金种类选择不同气体保护条件进行熔炼，具有坩埚底部拔塞装置，底部取液可有效避免铸件出现夹渣缺陷，具有转速可调的搅拌桨，可防止合金元素分布不均。熔炼炉操作简单方便，设备具有的观察窗和外照明装置可实时观察球形炉体内工作情况，避免意外发生。本发明适合于多种易氧化金属材料的特种铸造。
附图说明
图1为本发明实施例1多功能特种铸造熔炼炉的外部结构示意图：
感应熔炼电源(1)、倾斜浇注装置(2)、铜电极(3)观察窗(4)、喷铸装置(5)、重力铸造及离心铸造装置(6)、反重力吸铸装置(7)、外照明装置(8)、球形炉体(9)、气体保护装置(10)、电路控制装置(11)；
图2为本发明的多功能特种铸造熔炼炉重力铸造及离心铸造装置内部结构示意图：
搅拌桨(12)、坩埚底部拔塞装置(13)、坩埚(14)、感应线圈(15)、离心铸造模具(16)、水平离心转盘(17)；
图3为本发明的多功能特种铸造熔炼炉喷铸装置内部结构示意图：
石英管(18)、喷铸模具(19)；
图4为本发明的多功能特种铸造熔炼炉反重力吸铸装置内部结构示意图：
吸铸模具(20)、吸管(21)、反应皿(22)。
具体实施方式(下面将结合图1、图2、图3和图4，具体说明本发明的设备及其应用)
实施例1 多功能特种铸造熔炼炉的结构和组成
1.一种多功能特种铸造熔炼炉，包括感应熔炼电源(1)、倾斜浇注装置(2)、铜电极(3)、观察窗(4)、喷铸装置(5)、重力铸造及离心铸造装置(6)、反重力吸铸装置(7)、外照明装置(8)、球形炉体(9)、气体保护装置(10)、电路控制装置(11)，以及感应线圈(15)；
所述感应熔炼电源(1)位于球形炉体(9)左侧，所述铜电极(3)是感应熔炼电源(1)的电流输出端口，铜电极(3)可延伸至球形炉体(9)内部，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分长度是可调节的，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分与感应线圈(15)连接并为感应线圈(15)提供电流；所述感应线圈(15)的规格是可更换的，在感应线圈(15)上安装坩埚(14)或石英管(18)或反应皿(22)分别实现重力铸造及离心铸造、喷铸或反重力吸铸的金属熔炼工序；
所述倾斜浇注装置(2)位于铜电极(3)的上部；所述重力铸造及离心铸造装置(6)位于球形炉体(9)的顶部，所述喷铸装置(5)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的左侧，所述反重力吸铸装置(7)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的右侧；所述观察窗(4)有两个，分别位于球形炉体(9)的上部和中部，所述外照明装置(8)位于球形炉体(9)的右侧上部，所述气体保护装置(10)位于球形炉体(9)底部右侧，用于控制球形炉体(9)内的气压以及保护气体的通入；通过红外测温仪或者可移动热电偶可实时测量球形炉体(9)内部的温度；
所述的重力铸造及离心铸造装置(6)包括搅拌桨(12)、坩埚底部拔塞装置(13)、坩埚(14)、离心铸造模具(16)和水平离心转盘(17)；
所述搅拌桨(12)通过球形炉体(9)的上部插入坩埚(14)中并可在坩埚(14)上下移动，实现了搅拌桨(12)在坩埚(14)中位置可调，搅拌桨(12)通过电路控制装置(11)调控转速，可在熔炼过程对金属液进行均匀搅拌；
所述坩埚(14)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在坩埚(14)中熔炼成金属液，坩埚(14)可通过倾斜浇注装置(2)实现金属液的翻转浇注，坩埚(14)底部开设有通孔，所述坩埚底部拔塞装置(13)安装在坩埚(14)底部的通孔位置，在浇注过程中将坩埚底部拔塞装置(13)拔出，使金属液从坩埚(14)底部通孔中流入离心铸造模具(16)中；
所述离心铸造模具(16)位于感应线圈(15)的下端，离心铸造模具(16)是可拆卸的，所述水平离心转盘(17)固定在离心铸造模具(16)的下端并且位于球形炉体(9)底部，在重力铸造时关闭水平离心转盘(17)，在离心铸造时打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，水平离心转盘(17)转速可通过电路控制装置(11)进行调节；
所述喷铸装置(5)包括石英管(18)和喷铸模具(19)；
所述石英管(18)安装在感应线圈(15)上端并且底部设计有多个通孔，将金属炉料放置在石英管(18)中熔炼成金属液，所述喷铸模具(19)位于石英管(18)下端，上述金属液从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)中，完成喷铸过程；
所述反重力吸铸装置(7)包括吸铸模具(20)、吸管(21)和反应皿(22)；
所述吸铸模具(20)安装在反重力吸铸装置(7)上部并可拆卸，所述反应皿(22)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在反应皿(22)中熔炼成金属液，所述吸管(21)下部伸入反应皿(22)中，所述吸铸模具(20)与吸管(21)上端连接；
所述的电路控制装置(11)位于球形炉体(9)的右侧，用于控制球形炉体(9)内的真空度、吸铸和喷铸的压力、搅拌桨的转速、水平离心转盘的转速以及感应线圈(15)中的电流。
实施例2 AZ91合金的重力铸造及离心铸造
AZ91合金的重力铸造：
(1)将AZ91合金装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在重力铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)先抽真空再通入氩气，使AZ91合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，再利用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度为680℃进行熔炼，从观察窗(4)处观察到合金熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～5分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10分钟后，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度为700℃，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得合金铸件。
AZ91合金的离心铸造：
(1)将AZ91合金装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在离心铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)先抽真空再通入氩气，使AZ91合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，采用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度为680℃，开始合金熔炼，从观察窗(4)处观察到合金熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～5分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10分钟后，再利用电路控制装置(11)打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，转速为50r/s，然后利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度为700℃，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得合金铸件。
实施例3 Al-10Si合金的重力铸造及离心铸造
Al-10Si合金的重力铸造：
(1)将Al-10Si合金装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在重力铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)抽真空，使Al-10Si合金的熔炼及浇注过程始终处于真空保护状态，再利用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度为730℃，开始合金熔炼，从观察窗(4)处观察到合金熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～5分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10分钟后，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度为720℃，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得合金铸件。
Al-10Si合金的离心铸造：
(1)将Al-10Si合金装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在离心铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)先抽真空，使Al-10Si合金的熔炼及浇注过程始终处于真空保护状态，采用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度为730℃，开始合金熔炼，从观察窗(4)处观察到合金熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～5分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10分钟后，再利用电路控制装置(11)打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，转速为50r/s，然后利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度为720℃，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得合金铸件。
实施例4 AZ91合金的喷铸
(1)将AZ91合金装入石英管(18)中，再将石英管(18)放置在喷铸用感应线圈(15)上端，再使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入氩气，使合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，再采用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度680℃，开始合金的熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10分钟后获得金属液；
(2)利用气体保护装置(10)维持石英管(18)上部处于正压状态后，采用电路控制装置(11)将石英管(18)中的金属液升温到所需浇注温度700℃，再将步骤(1)获得的金属液迅速从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)中，待喷铸模具(19)温度冷却到室温后，获得合金铸件。
实施例5 Al-10Si合金的喷铸
(1)将Al-10Si合金装入石英管(18)中，再将石英管(18)放置在喷铸用感应线圈(15)上端，再使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入氩气，使合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，再采用电路控制装置(11)设定合金熔炼温度730℃，开始合金的熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10分钟后获得金属液；
(2)利用气体保护装置(10)维持石英管(18)上部处于正压状态后，采用电路控制装置(11)将石英管(18)中的金属液升温到所需浇注温度720℃，再将步骤(1)获得的金属液迅速从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)中，待喷铸模具(19)温度冷却到室温后，获得合金铸件。
实施例6 AZ91合金的反重力吸铸
(1)将AZ91合金装入反应皿(22)，再将反应皿(22)放置在反重力吸铸用感应线圈(15)上端，使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入氩气，使得合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，在电路控制装置(11)处设定合金熔炼温度为680℃，开始合金的熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10分钟后获得金属液；
(2)使用电路控制装置(11)将球形炉体(9)升温到合金所需浇注温度700℃，利用气体保护装置(10)保持吸铸模具(20)上部呈现负压状态，使得步骤(1)获得的金属液在压力差作用下通过吸管(21)从下向上浇注进入吸铸模具(20)，待吸铸模具(20)冷却到室温后，获得合金铸件。
实施例7Al-10Si合金的反重力吸铸
(1)将Al-10Si合金装入反应皿(22)，再将反应皿(22)放置在反重力吸铸用感应线圈(15)上端，使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入氩气，使得合金的熔炼及浇注过程始终处于氩气保护状态，在电路控制装置(11)处设定合金熔炼温度为680℃，开始合金的熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10分钟后获得金属液；
(2)使用电路控制装置(11)将球形炉体(9)升温到合金所需浇注温度720℃，利用气体保护装置(10)保持吸铸模具(20)上部呈现负压状态，使得步骤(1)获得的金属液在压力差作用下通过吸管(21)从下向上浇注进入吸铸模具(20)，待吸铸模具(20)冷却到室温后，获得合金铸件。

Claims (10)

1.一种多功能特种铸造熔炼炉，包括感应熔炼电源(1)、倾斜浇注装置(2)、铜电极(3)、观察窗(4)、喷铸装置(5)、重力铸造及离心铸造装置(6)、反重力吸铸装置(7)、外照明装置(8)、球形炉体(9)、气体保护装置(10)、电路控制装置(11)、感应线圈(15)，其特征在于：所述感应熔炼电源(1)位于球形炉体(9)左侧，所述铜电极(3)是感应熔炼电源(1)的电流输出端口，铜电极(3)可延伸至球形炉体(9)内部，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分长度是可调节的，铜电极(3)延伸进球形炉体(9)的部分与感应线圈(15)连接并为感应线圈(15)提供电流，所述感应线圈(15)的规格是可更换的，在感应线圈(15)上安装坩埚(14)或石英管(18)或反应皿(22)分别实现重力铸造及离心铸造或喷铸或反重力吸铸的金属熔炼工序，所述倾斜浇注装置(2)位于铜电极(3)的上部，所述重力铸造及离心铸造装置(6)位于球形炉体(9)的顶部，所述喷铸装置(5)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的左侧，所述反重力吸铸装置(7)位于重力铸造及离心铸造装置(6)的右侧，所述观察窗(4)有两个，分别位于球形炉体(9)的上部和中部，所述外照明装置(8)位于球形炉体(9)的右侧上部，所述气体保护装置(10)位于球形炉体(9)底部右侧，用于控制球形炉体(9)内的气压以及保护气体的通入，所述的电路控制装置(11)位于球形炉体(9)的右侧，通过红外测温仪或者可移动热电偶可实时测量球形炉体(9)内部的温度。
2.根据权利要求1所述的一种多功能特种铸造熔炼炉，其特征在于：所述的重力铸造及离心铸造装置(6)包括搅拌桨(12)、坩埚底部拔塞装置(13)、坩埚(14)、离心铸造模具(16)和水平离心转盘(17)；
所述搅拌桨(12)通过球形炉体(9)的上部插入坩埚(14)中并可在坩埚(14)内部上下移动，实现了搅拌桨(12)在坩埚(14)中位置可调，搅拌桨(12)通过电路控制装置(11)调控转速，可在熔炼过程对金属液进行均匀搅拌；
所述坩埚(14)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在坩埚(14)中熔炼成金属液，坩埚(14)可通过倾斜浇注装置(2)实现金属液的翻转浇注，坩埚(14)底部开设有通孔，所述坩埚底部拔塞装置(13)安装在坩埚(14)底部的通孔位置，在浇注过程中将坩埚底部拔塞装置(13)拔出，使金属液从坩埚(14)底部通孔中流入离心铸造模具(16)中；
所述离心铸造模具(16)位于感应线圈(15)的下端，离心铸造模具(16)是可拆卸的，所述水平离心转盘(17)固定在离心铸造模具(16)的下端并且位于球形炉体(9)底部，在重力铸造时关闭水平离心转盘(17)，在离心铸造时打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，水平离心转盘(17)的转速可通过电路控制装置(11)进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种多功能特种铸造熔炼炉，其特征在于：所述喷铸装置(5)包括石英管(18)和喷铸模具(19)；
所述石英管(18)安装在感应线圈(15)上端并且底部设计有多个通孔，将金属炉料放置在石英管(18)中熔炼成金属液，所述喷铸模具(19)位于石英管(18)下端，上述金属液从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)中，完成喷铸过程。
4.根据权利要求1所述的一种多功能特种铸造熔炼炉，其特征在于：所述反重力吸铸装置(7)包括吸铸模具(20)、吸管(21)和反应皿(22)；
所述吸铸模具(20)安装在反重力吸铸装置(7)上部并可拆卸，所述反应皿(22)安装在感应线圈(15)上端，将金属炉料放置在反应皿(22)中熔炼成金属液，所述吸管(21)下部伸入反应皿(22)中，所述吸铸模具(20)与吸管(21)上端连接。
5.根据权利要求1所述的一种多功能特种铸造熔炼炉，其特征在于：所述感应熔炼电源(1)为电磁感应熔炼电源，所述气体保护装置(10)实现金属炉料在真空或者气体保护条件下进行熔炼，所述观察窗(4)和外照明装置(8)可实现实时观察金属炉料的熔炼。
6.权利要求1所述的一种多功能特种铸造熔炼炉在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸铸造领域的应用。
7.根据权利要求6所述的一种多功能特种铸造熔炼炉在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸铸造领域的应用，其特征在于：所述金属重力铸造领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在重力铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)使得金属炉料在熔炼及浇注过程始终处于真空或者保护气体状态中，再利用电路控制装置(11)设置金属的熔炼温度进行熔炼，从观察窗(4)处观察到金属炉料熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～20分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10～20分钟后，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得金属铸件。
8.根据权利要求6所述的一种多功能特种铸造熔炼炉在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸铸造领域的应用，其特征在于：所述金属离心铸造领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入坩埚(14)中，将坩埚(14)放置在离心铸造用感应线圈(15)上端，采用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)使得金属炉料熔炼及浇注过程始终处于真空或者气体保护状态中，再利用电路控制装置(11)设置金属的熔炼温度进行熔炼，从观察窗(4)处观察到金属炉料熔化后，打开搅拌桨(12)搅拌3～20分钟后获得金属液；
(2)将步骤(1)获得的金属液静置10～20分钟后，再利用电路控制装置(11)打开水平离心转盘(17)使得金属液在离心铸造模具(16)中进行离心铸造，再利用电路控制装置(11)设置金属液的浇注温度，通过拔出坩埚底部拔塞装置(13)或使用倾斜浇注装置(2)进行浇注，待浇注完成后冷却到室温，获得金属铸件。
9.根据权利要求6所述的一种多功能特种铸造熔炼炉在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸铸造领域的应用，其特征在于：所述金属喷铸领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入石英管(18)中，再将石英管(18)放置在喷铸用感应线圈(15)上端，再使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入保护气体，使金属炉料的熔炼及浇注过程始终处于气体保护状态，再采用电路控制装置(11)设定金属熔炼温度后进行熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10～20分钟后获得金属液；
(2)利用气体保护装置(10)维持石英管(18)上部处于正压状态后，再采用电路控制装置(11)将石英管(18)中的金属液升温到所需浇注温度后，再将步骤(1)获得的金属液迅速从石英管(18)底部的通孔喷射到喷铸模具(19)后，待喷铸模具(19)温度冷却到室温后，获得金属铸件。
10.根据权利要求6所述的一种多功能特种铸造熔炼炉在金属重力铸造、金属离心铸造、金属喷铸以及金属反重力吸铸铸造领域的应用，其特征在于：所述金属反重力吸铸铸造领域的应用包括如下步骤：
(1)将金属炉料装入反应皿(22)，再将反应皿(22)放置在反重力吸铸用感应线圈(15)上端，使用电路控制装置(11)打开气体保护装置(10)，先抽真空再通入保护气体，使得金属炉料的熔炼及浇注过程始终处于气体保护状态，采用电路控制装置(11)设置金属熔炼温度后进行熔炼，从观察窗(4)处能观察到金属炉料熔化后，静置10～20分钟后获得金属液；
(2)使用电路控制装置(11)将球形炉体(9)升温到金属炉料所需浇注温度，利用气体保护装置(10)保持吸铸模具(20)上部处于负压状态，使得步骤(1)获得的金属液在压力差作用下通过吸管(21)从下向上浇注进入吸铸模具(20)，待吸铸模具(20)冷却到室温后，获得金属铸件。
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