CN203771989U - 轻合金真空感应电炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轻合金真空感应电炉，包括依次连接的炉体、真空系统，所述炉体设置有熔炼系统和搅拌系统，搅拌系统包括电磁搅拌装置，所述炉体上端设置炉盖，所述搅拌系统还包括设置在炉盖上的机械搅拌装置，所述机械搅拌装置伸入炉体内部同电磁搅拌装置作为互补性一起完成均匀搅拌；所述炉体内或者在炉体内壁上设置有测温系统；所述炉体内部还配有一台保温炉。广泛应用于科研和生产部门对精密轻合金、稀土轻合金、活泼金属、铜及铜合金、储氢材料等在真空或保护气氛下进行熔炼和浇铸。本设备具有熔化效率高、烟尘少、金属成分均匀、操作工艺简单、生产效率高等优点。

Description

轻合金真空感应电炉

技术领域

本实用新型涉及电炉，具体地说是轻合金真空感应电炉。

背景技术

随着航空航天、航海、汽车、医疗、机械及石油化工事业的高速发展，高性能、特殊材质、高尺寸精密度及高质量的材料需求日渐增多，真空感应电炉的出现改变了以往材料的性能，大大提高了材料对于各个行业的贡献。真空感应电炉有着显著的优越性，即低能耗、无污染、流程短、效益高、回收率高，最重要的是真空感应电炉大大提高了各种材料的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供轻合金真空感应电炉，可以使坩埚内的各种材料均匀混合；可以随时能够显示温度变化；电阻加热可保证模壳在浇注前温度控制在500℃，电压100V以下。本设备具有熔化效率高、烟尘少、金属成分均匀、操作工艺简单、生产效率高等优点。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，轻合金真空感应电炉，包括依次连接的炉体、真空系统，所述炉体设置有熔炼系统和搅拌系统，搅拌系统包括电磁搅拌装置，所述炉体上端设置炉盖，所述搅拌系统还包括设置在炉盖上的机械搅拌装置，所述机械搅拌装置伸入炉体内部同电磁搅拌装置作为互补性一起完成均匀搅拌；所述炉体内或者在炉体内壁上设置有测温系统；所述炉体内部还配有一台保温炉。

所述电磁搅拌装置和熔炼系统连接炉体外的可控硅中频电源，所述机械搅拌装置采用电机驱动，实现100-500r/min范围内任意转速可调；可控硅中频电源可通过调整中频变压器输出电压和电容器的容量，可使中频电源与感应器—炉料系统匹配合适，实现中频熔炼与电磁搅拌功能。

所述炉体与炉盖均为双层金属壁，夹层内中间通过水冷系统通有冷却水。

所述炉体上还设置有用来打开炉盖的炉盖升降装置，手动升起后旋开。

还包括电气控制系统，所述电气控制系统连接并控制搅拌系统、熔炼系统、真空系统、保温炉。

所述炉体内壁及炉口法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，炉内壁经过精细抛光，所述炉体上设置进电转轴，所述进电转轴通过连接法兰固定在炉体上，与炉体内的感应线圈连接。

所述炉盖内壁及法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，上设置两个旋转视镜、二次合金加料箱、机械搅拌设备一套。

所述熔炼系统包括相互连接的水冷汇流母线、感应线圈、倾转机构，一起控制熔炼坩埚前后倾转的动作，进而带动与其连接的感应线圈内的坩埚在-5°～100°范围内倾转，进行浇铸工作，实现真空熔炼和气体保护熔炼两种方式，坩埚采用石墨坩埚，工作温度800℃，最高温度1800℃。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型主要用于科研和生产部门对轻合金、稀土合金、活泼金属、铜及铜合金等在真空或保护气氛下进行熔炼和浇注。炉体与炉盖均为双层金属壁，中间通冷却水；熔炼系统由感应线圈做加热装置；水冷系统由冷却水分水装置，通过其连接管及附件与设备中相应的管接头连接，构成全套设备的开路水冷系统；可控硅中频电源可通过调整中频变压器输出电压和电容器的容量，可使中频电源与感应器—炉料系统匹配合适，实现中频熔炼与电磁搅拌功能；电气控制系统可实现熔炼系统、气动系统、真空系统、保温炉加热系统等控制；搅拌系统除电磁搅拌外还有机械搅拌；测温系统可随时显示温度变化；保温炉加热系统可保证模壳在浇注温度控制在500℃以上。

搅拌系统除了传统的电磁搅拌还增加了机械搅拌，可以使坩埚内的各种材料均匀混合；测温系统采用热电偶放置在坩埚壁或坩埚内，可以随时能够显示温度变化；本实用新型还配有一台保温炉，保温炉使用温度500℃，电阻加热可保证模壳在浇注前温度控制在500℃，电压100V以下。

附图说明

图1为本实用新型轻合金真空感应电炉的总体结构示意图；

图2为本实用新型轻合金真空感应电炉的总体布置俯视图；

图3为本实用新型轻合金真空感应电炉的总体布置图。

图中：炉体1、炉盖2、炉盖升降装置3、水冷系统4、电气控制系统5、可控硅中频电源6、搅拌系统7、熔炼系统8、真空系统9、测温系统10、保温炉11。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

参考图1-3所示，轻合金真空感应电炉，包括炉体1、炉盖2、炉盖升降装置3、熔炼系统8、水冷系统4、可控硅中频电源6、电气控制系统5、搅拌系统7、真空系统9、测温系统10以及保温炉11加热系统。所述炉体1、炉盖2均为双层水冷金属壁结构，内壁为不锈钢，炉盖依靠液压缸压紧炉体并由密封胶圈密封。所述熔炼系统8内安装中频感应线圈，中频感应线圈内放置熔化合金用的坩埚，整体由感应器、翻转浇注同轴电极装置、集电进电装置组成。同轴进电电极、集电盘、紫铜铜排构成进电装置，与熔炼电源连接，将电能输送到感应器上，翻转浇注由炉外液压驱动系统完成。炉料通过搅拌系统7实现炉料均匀的混合。炉体内还安装有测温装置10，采用热电偶测温方式，热电偶放置在坩埚壁或坩埚内，可以随时能够显示温度变化。所述电子加热保温炉使用温度500℃，电阻加热可保证模壳浇注温度控制在500℃以上，电压100V以下。

所述炉体内壁及炉口法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，炉内壁经过精细抛光。进电转轴通过连接法兰固定在炉体上，与炉体内的感应线圈连接。所述炉盖内壁及法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，上设置两个旋转视镜（不破真空旋转镜片）、二次合金加料箱，机械搅拌设备一套。炉盖通过一个升降机构手动升起后旋开。所述熔炼系统由水冷汇流母线、感应线圈、倾转机构等组成，控制熔炼坩埚前后倾转的动作，进而带动与其连接的感应线圈内的坩埚在-5°～100°范围内倾转，进行浇铸工作。可实现真空熔炼和气体保护熔炼两种方式。坩埚采用石墨坩埚，工作温度800℃，最高温度1800℃。所述水冷系统设有进水管、阀门、回水箱、电接点压力表以及闪灯鸣笛报警装置。所述可控硅中频电源设有中频功率、中频电压、中频频率、直流电压、直流电流等指示仪表、操作按钮和信号灯、磁力启动器等元器件，便于观察和启动、停止、功率调解等操作。所述电气控制系统电控部分采用PLC+触摸屏的模式，电气控制柜上设有真空系统模拟屏及操作按钮，指示灯、接触器、PLC可编程控制器。所述搅拌系统由电磁搅拌及机械搅拌共同作用，机械搅拌采用电机，实现100-500r/min范围内任意转速可调。

本实用新型的工作原理基于电磁感应和电流热效应原理。当交变电流通过感应线圈时，在线圈周围产生交变磁场，炉内导电材料在交变磁场作用下产生感应电势，在炉料表面一定深度，形成电流(涡流)。炉料靠涡流加热熔化。如果炉内熔化的是金属材料，处在强磁场中的金属液受到电磁力的作用产生强烈的运动。磁场对金属液的这种作用称为电磁搅拌作用。由于坩埚中部磁场强度最大，坩埚中部受压力最大，上下两端依次减小，这种压力差使炉内金属液产生运动。真空感应电炉是将感应坩埚和锭模放入真空室中，冶炼和浇注同在真空或惰性气体保护状态下完成。冶炼在真空下进行。对某些蒸气压较高的合金元素，如Pb、As、B1、Sn、Zn等，当外界压力降低到小于蒸气压时，便可从合金中蒸馏出来，从而改善轻合金的性能。广泛应用于科研和生产部门对精密轻合金、稀土轻合金、活泼金属、铜及铜合金、储氢材料等在真空或保护气氛下进行熔炼和浇铸。当物料装入真空感应电炉后，物料在炉子抽真空条件下，利用电磁感应加热原理，使金属熔化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (8)

1.轻合金真空感应电炉，包括依次连接的炉体、真空系统，所述炉体设置有熔炼系统和搅拌系统，搅拌系统包括电磁搅拌装置，所述炉体上端设置炉盖，其特征在于，所述搅拌系统还包括设置在炉盖上的机械搅拌装置，所述机械搅拌装置伸入炉体内部同电磁搅拌装置作为互补性一起完成均匀搅拌；所述炉体内或者在炉体内壁上设置有测温系统；所述炉体内部还配有一台保温炉。

2.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述电磁搅拌装置和熔炼系统连接炉体外的可控硅中频电源，所述机械搅拌装置采用电机驱动，实现100-500r/min范围内任意转速可调；可控硅中频电源可通过调整中频变压器输出电压和电容器的容量，可使中频电源与感应器—炉料系统匹配合适，实现中频熔炼与电磁搅拌功能。

3.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述炉体与炉盖均为双层金属壁，夹层内中间通过水冷系统通有冷却水。

4.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述炉体上还设置有用来打开炉盖的炉盖升降装置，手动升起后旋开。

5.根据权利要求4所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，还包括电气控制系统，所述电气控制系统连接并控制搅拌系统、熔炼系统、真空系统、保温炉。

6.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述炉体内壁及炉口法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，炉内壁经过精细抛光，所述炉体上设置进电转轴，所述进电转轴通过连接法兰固定在炉体上，与炉体内的感应线圈连接。

7.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述炉盖内壁及法兰采用304不锈钢，外壁采用Q235A材质，上设置两个旋转视镜、二次合金加料箱、机械搅拌设备一套。

8.根据权利要求1所述的轻合金真空感应电炉，其特征在于，所述熔炼系统包括相互连接的水冷汇流母线、感应线圈、倾转机构，一起控制熔炼坩埚前后倾转的动作，进而带动与其连接的感应线圈内的坩埚在-5°～100°范围内倾转，进行浇铸工作，实现真空熔炼和气体保护熔炼两种方式，坩埚采用石墨坩埚，工作温度800℃，最高温度1800℃。