CN206803736U - 一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，该装置包括一炉外电磁铁对，一炉外金属圆盘，一固接于炉盖耐高温高压玻璃内表面的下端可绕其中心轴旋转的中空杆，一固接于中空杆底端的圆磁盘，一固接于圆磁盘下表面的同心圆筒，筒体内有一直径比圆筒内径略小的可沿圆筒内壁上下运动的磁铁，磁铁下方固接一搅拌器。工作时感应线圈通电使炉内金属熔化，电磁铁对断电，搅拌器下降到金属熔体内，金属圆盘通电并旋转产生感应磁场带动圆磁盘转动，从而带动搅拌器旋转进行搅拌。搅拌完成后金属圆盘断电，电磁铁对通电产生电磁力吸引圆筒内磁铁沿圆筒内壁向上运动，使搅拌器下端高于坩埚翻转时的最高点，倾动坩埚，保证浇注过程顺利进行。

Description

一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，尤其是非磁性材料真空感应熔炼过程的搅拌装置。

背景技术

真空感应熔炼炉是合金，比如铝合金、镁合金及其复合材料等的熔炼设备。真空感应熔炼炉是在真空条件下,利用中频感应加热原理,使金属熔化并浇铸，从而得到高质量金属材料的成套熔炼设备。真空感应熔炼炉与传统的非真空熔炼炉相比有着许多优点，但在熔炼过程中的搅拌作用却不尽人意，现有的真空感应熔炼炉搅拌技术主要有：电磁搅拌、惰性气体搅拌、外接电机机械搅拌，但这些方法均有其局限性或不足之处。

1、电磁搅拌。电磁感应熔炼炉熔炼时熔融金属产生的感应电流与感应线圈感生的磁场相互作用，在溶液内产生电磁推力，推动溶液作定向运动，具有一定的搅拌作用。但是对于磁性差或无磁性的金属，熔炼时熔融金属产生的感生电流小，电磁推力小，搅拌效果极差。尽管感应电流的大小可通过提高感应线圈的功率来提高，但感应线圈功率提高会使熔炼时金属液迅速升温，导致熔炼时合金熔体温度无法精准控制，且增加能耗。

2、惰性气体搅拌。惰性气体通过坩埚底部的锥型多孔塞等部件而进入熔池，当惰性气体穿过熔融金属时，气泡体积和表面积增大，靠近金属液面时，体积明显膨胀，使气体和金属间有更大的比表面进行交换反应，从而达到搅拌的作用。此方法主要缺陷是：依靠上浮的惰性气泡搅拌金属液，其搅拌力太小不利于合金熔炼过程的均匀化，尤其是熔炼金属基复合材料时，如加入的增强相比重及粒度较大，更难以实现增强相的均匀化；锥型多孔塞等部件与炉体之间需要具有良好的密封性才能保障炉内的真空度，但该密封易损坏从而导致炉内真空度破坏；在熔炼过程需要不断吹气，增加了冶炼成本。

3、外接电机机械搅拌。外接电机机械搅拌是在真空感应熔炼炉炉盖上方加装电机，从而对金属熔体进行机械搅拌的方法。该装置的缺点为炉内的搅拌棒需穿过炉盖与外装电机连接，而搅拌棒与炉盖之间的密封装置在高温下和摩擦下易失效，从而使得真空感应熔炼炉的真空度遭到破坏。

本实用新型利用一个炉外的金属圆盘通过感生磁场带动一个位于炉内其正下方的同轴圆磁盘旋转，旋转圆磁盘再带动一个其下接的由炉外电磁铁对控制的可轴向伸缩的搅拌器旋转，从而对合金熔体进行机械搅拌。本发明搅拌动力为炉外金属圆盘通电并旋转后在炉内与其同轴的圆磁盘上产生的感应磁场，该方法中炉外金属圆盘与炉内圆磁盘没有物理连接，不需要在炉体或炉盖上开孔，从而不涉及密封失效问题，可有效的利用原真空感应熔炼炉的真空系统；本发明中由圆磁盘带动的搅拌器可对合金熔体进行机械搅拌，且可通过优化搅拌器的结构提高或加强搅拌效果；本发明中位于圆磁盘下方的搅拌器可在炉外电磁铁对作用下轴向伸缩，在搅拌结束后倾倒炉内坩埚进行真空浇铸时，对炉外电磁铁对通电，使搅拌器沿轴向向上缩回，从而避免影响坩埚的倾动，保证熔体顺利浇注。本实用新型可克服前述真空感应熔炼炉搅拌方法的一个或多个缺点，与前述搅拌方法相比，本实用新型具有不破坏炉体结构，无密封失效的可能性；搅拌为机械搅拌，熔体运动模式及搅拌强度可控；结构简单、成本低、耗能低、实用性强等优点。

发明内容

本实用新型的目的是不破坏原炉体结构的情况下，提供一种对真空感应熔炼炉内合金熔体进行机械搅拌作用的可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，其特征在于包括:金属圆盘、电磁铁对、下端可绕其中心轴旋转的中空杆、圆磁盘、磁铁、圆筒、搅拌器；金属圆盘装在炉体外，其动力来自于电机，炉内耐高温高压玻璃上固接一下端可绕其中心轴旋转的中空杆，中空杆上端与炉内耐高温高压玻璃固接，下端与圆磁盘相连。圆磁盘下表面固接一同心圆筒，圆筒下底面开有一直径小于圆筒直径的圆孔，筒体内有一外径比圆筒内径略小的可沿圆筒内壁上下运动的磁铁，磁铁下方固接一搅拌器，搅拌器主轴直径小于圆筒下底面所开圆孔的直径。

本技术方案基本原理是感应线圈通电使坩埚内金属熔化，打开电磁铁对电源开关，电磁铁对断电，搅拌器在自身重力作用下降到坩埚内部并插入金属熔体，闭合电机开关及炉外金属圆盘电源开关，金属圆盘旋转并产生感应磁场带动炉内圆磁盘转动，圆磁盘再带动其下方的搅拌器旋转，从而对金属熔体进行搅拌。当搅拌完成后断开炉外金属圆盘开关，同时闭合电磁铁对电源开关，电磁铁对产生电磁力吸引圆筒内磁铁垂直向上运动，使搅拌器下端高于坩埚翻转时的最高点，倾动坩埚，完成浇注过程。

本实用新型的有益效果是：搅拌装置不用穿过炉体与外界相连，不会破坏炉体原有结构，所以不存在炉体与装置连接处会有因密封性不好而使得真空熔炼炉真空性下降的问题；本搅拌装置通过电磁力带动搅拌器对熔体实施机械搅拌，可根据需要对搅拌器结构进行优化，搅拌时熔体运动模式及搅拌强度可控，尤其是对铝合金及其复合材料等感磁性较差的金属熔体或粘度较大的合金熔体搅拌效果更明显；本实用新型结构简单、使用方便，运行成本低。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图中：金属圆盘1、电磁铁对2、下端可绕其中心轴旋转的中空杆4、圆磁盘5、磁铁6、圆筒7、搅拌器8、感应线圈9。

图2为本实用新型下端可绕其中心轴旋转的中空杆4与圆磁盘5连接的结构示意图。

图中：圆柱体10、圆柱杆11、圆环12。

图3为本实用新型圆筒7，磁铁6，搅拌器8，连接的结构示意图。

图中：圆筒7、底部圆孔13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

按照图1，图2，图3所示，一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，金属圆盘1、电磁铁对2、下端可绕其中心轴旋转的中空杆4、圆磁盘5、磁铁6、圆筒7、搅拌器8。其特征在于：真空感应熔炼炉自带的感应线圈9通电使坩埚内金属熔化，打开电磁铁对电源开关，电磁铁对2断电，搅拌器8在自身重力作用下降到坩埚内部并插入金属熔体，金属圆盘1通电产生感应磁场带动与下端可绕其中心轴旋转的中空杆4相接的圆磁盘5转动，在圆磁盘5的带动下搅拌器8旋转对金属熔体进行搅拌，当搅拌完成后断开金属圆盘1电源及电机开关，金属圆盘1停止旋转，闭合电磁铁对2的电源开关，电磁铁对2通电产生电磁力吸引圆筒7内的磁铁6使搅拌器8沿圆筒7内壁垂直向上运动，使搅拌器8的下端高于坩埚倾转时的最高点，浇注金属熔体。

优选的，所述圆筒7内表面涂有陶瓷涂层。

优选的，所述搅拌器8表面涂有陶瓷涂层。

优选的，所述电磁铁对2对称的固定在真空熔炼炉炉盖上耐高温高压玻璃3两边，且该电磁铁对2两块电磁铁的间距需大于金属圆盘1的直径。

优选的，搅拌器8的结构可根据需要进行优化。

优选的，圆筒7底部圆孔13上表面密集分散有小凸起，磁铁6下表面密集分散有小凹坑。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，包括金属圆盘(1)、电磁铁对(2)、下端可绕其中心轴旋转的中空杆(4)、圆磁盘(5)、磁铁(6)、圆筒(7)、搅拌器(8)；圆盘(1)装在炉体外，其动力来自于电机，真空熔炼炉炉盖上的耐高温高压玻璃(3)内表面固接一下端可绕其中心轴旋转的中空杆(4)，该中空杆(4)下端与圆磁盘(5)固定连接，圆磁盘(5)下表面固接一同心圆筒(7)，圆筒(7)下底面开有一直径小于圆筒(7)直径的圆孔(13)，圆筒(7)内有一外径比圆筒内径略小的可沿圆筒(7)内壁上下运动的磁铁(6)，磁铁(6)下方固接一搅拌器(8)，搅拌器(8)主轴直径小于圆筒(7)下底面所开圆孔(13)的直径。

2.如权利要求1所述的一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，其特征在于：电磁铁对(2)通电后可产生电磁力吸引磁铁(6)沿圆筒(7)内壁向上运动，使搅拌器(8)下端最低点高于坩埚倾转时的最高点。

3.如权利要求1所述的一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，其特征在于：金属圆盘(1)安装于耐高温高压玻璃(3)正上方2cm-10cm处，并由一外接电机带动；可绕其中心轴旋转的中空杆(4)长度为10cm-20cm，金属圆盘(1)与电磁铁对(2)的面积之和小于耐高温高压玻璃(3)的面积，电磁铁对(2)固定在耐高温高压玻璃(3)上表面的两侧且关于耐高温高压玻璃(3)中心点对称。

4.如权利要求1所述的一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，其特征在于：圆柱体(10)的直径大于圆环(12)的内径且小于圆环(12)的外径，圆环(12)的外径等于下端可绕其中心轴旋转的中空杆(4)的直径，圆柱杆(11)直径略小于圆环(12)的内径。

5.如权利要求1所述的一种可伸缩式真空感应熔炼炉搅拌装置，其特征在于：圆筒(7)与圆磁盘(5)同轴，圆筒(7)底端圆孔(13)的直径小于磁铁(6)的直径，圆筒(7)内、外表面涂有耐高温陶瓷涂层。