CN205607133U - 一种实验室用真空充气感应熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验室用真空充气感应熔炼炉。其包括高纯石英管炉体、坩埚、感应线圈、抽真空和充氩气系统、炉体冷却水循环系统、可用B‑型热电偶精确控温的感应电源、炉体支架。本实用新型可实现高真空或气氛保护环境下对难熔合金的熔炼，熔炼温度变化灵活，可控性强，容易操作。

Description

一种实验室用真空充气感应熔炼炉

技术领域

本实用新型涉及金属材料制备领域，具体是一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉。

背景技术

在冶金领域中，熔化金属是十分普遍而重要的工艺。熔化后的金属能够用于铸造各种造型的金属部件。由于金属的熔点高，因此熔化金属需要将金属加热到很高的温度。在高温下，氧化反应更加剧烈，金属可能会产生氧化反应而出现不希望的副产物，并引起对金属原料的消耗。

这一现象在一些稀有金属的熔化过程中显得尤为明显，稀有金属价格昂贵，如果在熔化过程中因为氧化反应而出现损耗是十分重大的损失。因此希望有一种能够杜绝氧化反应而又能对金属进行加热熔化的设备。

发明内容

本发明旨在提出一种能够防止氧化反应的感应加热炉，可用于金属熔化工艺。

根据本发明的一实施例，提出一种实验室用的真空充气感应加热炉，包括炉体、感应线圈、抽真空和充氩气系统、冷却水循环系统、炉体支架等，其具体技术方案如下：

一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉，其特征在于：包括水冷盖(10)，水冷盖(10)一侧安装有水冷盖进水管(1)，一侧安装有水冷盖出水管(11)，水冷盖进水管(1)通过密封圈(2)与石英管(4)连接；石英管(4)的上侧安装有感应加热电源(3)，B-型热电偶(9)固定在坩埚(5)上部中心，坩埚(5)正下方中心安装有水冷塔(15)，水冷塔(15)通过密封线圈(16)与石英管(4)密封，水冷塔(15)下方一侧安装有水冷塔进水管(6)，一侧安装有水冷塔出水管(17)，石英管(4)下方安装有感应线圈(14)，水冷盖(10)的上方一侧连有带有真空阀(8)的氩气瓶(13)以及带有真空阀(8)的真空泵(12)，真空泵(12)上安装有气压表(7)，水冷塔(15)正下方安装炉体支架(18)；

上述的石英管(4)其壁厚3-5mm，直径为100-300mm，长度为直径的3-5倍；

上述的水冷塔(15)与石英管(4)间隙为1mm。

本发明炉体链接处全部采用密封装置，通气系统链接处也全部采用密封链接，本发明使用前须检查装置气密性，本发明加热前须开通不锈钢水冷塔和不锈钢水冷套循环水。

本发明装置的优点是：装置结构简单，可实现真空熔炼或高纯气氛保护下熔炼，熔炼温度变化灵活，可控性强，容易操作。

附图说明

图1是本发明一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉的结构示意图。

附图标记：1.水冷盖进水口；2.水冷盖与石英管链接的密封圈；3.感应加热电源；4.石英管；5.坩埚；6.水冷塔进水口；7.气压表；8.真空阀；9.B-型热电偶；10.水冷盖；11.水冷盖出水口；12.真空泵；13.氩气瓶；14.感应线圈；15.水冷塔；16.水冷塔与石英管链接的密封圈；17.水冷塔出水口；18.炉体支架。

具体实施方式

本发明优选实施方式如下：

实施例一：

如图1所示，本发明是一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉。包括石英管炉体4、水冷盖10、水冷塔15、双坩埚(外坩埚是高纯石墨坩埚，石墨刚过内套高纯刚玉坩埚)5、测温/控温热电偶9、感应电源3和线圈14、气压表7、带有真空阀8的真空泵12、带有真空阀的氩气瓶。

炉体采用壁厚3mm，外径Φ100mm的高纯石英管。水冷塔与石英管间隔缝隙1mm，为保证炉体内部气密性良好，热电偶与水冷盖连接处、水冷盖与气压表连接处、水冷盖与石英管连接处、水冷塔与石英管连接处和抽真空通氩气各个连接处都采用密封链接。

为保证加热时炉内热流能够及时散去，水冷盖与水冷塔循环水应足够大且足够稳定。

本实施例在刚玉坩埚内放入待熔高温合金，坩埚置于水冷塔上部中心，盖上水冷盖，将热电偶固定在坩埚上部中心。各装置如图链接后检查装置气密性，然后关掉链接氩气瓶的真空阀，打开链接真空泵的真空阀，开始抽真空，当真空抽至10^-3气压时，关掉链接真空泵的真空阀，打开氩气瓶开关，打开链接氩气瓶的真空阀，当炉内气压达到常压时，再如此循环3-5次，最后一次充入氩气后，使炉内气压等于常压。开通水冷盖和水冷塔循环水，打开电源开关，以20℃/min的升温速率升温，当温度升至1400℃后保温10min后开始以20℃/min的降温速率降温至常温。在电源开通后关注炉内气压，确保炉内气压正常。合金熔炼结束后打开真空阀，当炉内气压和炉外气压相等时，打开水冷盖，取出熔炼好的合金。

实施例二：

如图1所示，本发明是一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉。包括石英管炉体4、水冷盖10、水冷塔15、双坩埚(外坩埚是高纯石墨坩埚，石墨刚过内套高纯刚玉坩埚)5、测温/控温热电偶9、感应电源3和线圈14、气压表7、带有真空阀8的真空泵12、带有真空阀的氩气瓶。

炉体采用壁厚3mm，外径Φ100mm的高纯石英管。水冷塔与石英管间隔缝隙1mm，为保证炉体内部气密性良好，热电偶与水冷盖连接处、水冷盖与气压表连接处、水冷盖与石英管连接处、水冷塔与石英管连接处和抽真空通氩气各个连接处都采用密封链接。

为保证加热时炉内热流能够及时散去，水冷盖与水冷塔循环水应足够大且足够稳定。

本实施例在刚玉坩埚内放入待熔铝铜合金，坩埚置于水冷塔上部中心，盖上水冷盖，将热电偶固定在坩埚上部中心。各装置如图链接后检查装置气密性，然后关掉链接氩气瓶的真空阀，打开链接真空泵的真空阀，开始抽真空，当炉内压强小于1×10^-3Pa时，关掉链接真空泵的真空阀，开通水冷盖和水冷塔循环水，打开电源开关，以20℃/min的升温速率升温，当温度升至1000℃后保温10min后开始以20℃/min的降温速率降温至常温。合金熔炼结束后打开链接氩气瓶的真空阀，当炉内气压和炉外气压相等时，打开水冷盖，取出熔炼好的合金。

Claims (3)

1.一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉，其特征在于：包括水冷盖(10)，水冷盖(10)一侧安装有水冷盖进水管(1)，一侧安装有水冷盖出水管(11)，水冷盖进水管(1)通过密封圈(2)与石英管(4)连接；石英管(4)的上侧安装有感应加热电源(3)，B-型热电偶(9)固定在坩埚(5)上部中心，坩埚(5)正下方中心安装有水冷塔(15)，水冷塔(15)通过密封线圈(16)与石英管(4)密封，水冷塔(15)下方一侧安装有水冷塔进水管(6)，一侧安装有水冷塔出水管(17)，石英管(4)下方安装有感应线圈(14)，水冷盖(10)的上方一侧连有带有真空阀(8)的氩气瓶(13)以及带有真空阀(8)的真空泵(12)，真空泵(12)上安装有气压表(7)，水冷塔(15)正下方安装炉体支架(18)。

2.如权利要求1所述一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉，其特征在于石英管(4)其壁厚3-5mm，直径为100-300mm，长度为直径的3-5倍。

3.如权利要求1所述一种实验室用高频真空充气感应熔炼炉，其特征在于水冷塔与石英管间隙为1mm。