CN207163220U - 一种新型熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型熔炼炉，包括炉座、炉体和炉盖，还包括用于产生磁场的磁感应线圈，炉体为透明石英管，炉体下端固定在炉座上，炉盖盖在炉体上端，炉盖上设有连接惰性气体气源的喷管，炉座上设有载物台，载物台内设有冷却管道及伸出的冷凝管，炉座上设有排气口，磁感应线圈套设于炉体外侧，且位于载物台的上方。本实用新型极大地减少了操作设备，简化了操作流程，使操作更加简便。

Description

一种新型熔炼炉

技术领域

本实用新型涉及金属熔炼设备技术领域，具体说是一种新型熔炼炉。

背景技术

目前普遍使用的熔炼炉大致可分为非自耗真空电弧熔炼炉和电磁感应熔炼炉。真空电弧炉是在高真空度的炉体中通过电极和炉料之间产生的电弧直接加热熔炼金属。目前使用的真空熔炼炉操作步骤繁琐，需要用真空泵将加热室抽至真空度较高的状态才能对材料加热；金属容易被电极材料污染；需要特制真空腔体，并且对其进行维护以及清理比较麻烦；熔炼过程耗时长，效率低；整个过程成本高昂。

电磁加热熔炼炉利用涡流加热原理，即在金属或合金材料内部产生电磁感应进而产生电流来加热熔炼金属。但它使用寿命短；维修量大；废品率高；热损失大，效率低。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种新型熔炼炉。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型熔炼炉，包括炉座、炉体和炉盖，还包括用于产生磁场的磁感应线圈，所述炉体为透明石英管，所述炉体下端固定在所述炉座上，所述炉盖盖在所述炉体上端，所述炉盖上设有喷管，所述炉座上设有载物台，所述载物台内设有冷却管道及伸出的冷凝管，所述炉座上设有排气口，所述磁感应线圈套设于所述炉体外侧，且位于所述载物台的上方。

本实用新型进一步的设计方案中，上述炉盖上连通所述喷管的喷气口为喇叭形喷气口。

本实用新型进一步的设计方案中，上述喷管为可拆卸式，包括熔炼用喷管和喷铸用喷管，所述熔炼用喷管，所述喷铸用喷管为底部有小孔的试管型的石英管，所述喷铸用喷管伸入所述炉体中部。

本实用新型进一步的设计方案中，上述炉盖为不锈钢制作，炉盖的侧面有两个用于放置O型密封圈的O型凹槽。

本实用新型进一步的设计方案中，上述炉座由不锈钢制成，所述载物台由紫铜制成。

本实用新型进一步的设计方案中，上述排气口有4个，防止进行非晶喷铸时炉内气压过高。

本实用新型具有以下突出的有益效果：

本实用新型能在非真空状态下熔炼金属，利用惰性气体隔离空气来保护易氧化的金属及合金材料，从而能够在非真空状态对金属材料进行熔炼，缩短熔炼时间，简化熔炼设备。本实用新型不仅可以进行金属喷铸，并且通过更换多种铜模能来适应不同喷铸需求（如非晶态金属喷铸）。具体优点如下：

（1）本实用新型能切换金属熔炼工作模式和金属喷铸工作模式；

（2）本实用新型实验时不需要进行抽真空处理，所以装置成本大大降低；

（3）本实用新型在进行金属喷铸时，能够通过更换不同铜质模具获得不同形状及尺寸的金属材料从而制备多种产品；

（4）本实用新型采用石英炉体，易于观察者观察。观察者能更好地对熔炼过程进行控制；

（5）本实用新型极大地减少了操作设备，简化了操作流程，使操作更加简便。

附图说明

图1是实施例中新型熔炼炉的结构示意图；

图2是实施例中炉座结构示意图；

图3是实施例中炉座剖视示意图；

图4是实施例中炉盖结构示意图；

图5是实施例中炉盖局部剖视示意图；

图中，1-炉座，2-炉体，3-炉盖，4-磁感应线圈，5-喷管，6-载物台，7-冷凝管，8-冷凝管孔，9-O型凹槽，10-炉座支架，11-排气口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

参见附图1-5，一种新型熔炼炉，包括炉座1、炉体2和炉盖3，还包括用于产生磁场的磁感应线圈4，炉体2为透明石英管，炉体2下端固定在炉座1上，炉盖3盖在炉体2上端，炉盖3上设有连接惰性气体气源的喷管，喷管为可拆卸喷管，需要进行金属喷铸时，将炉盖3喷管换成石英管，并将石英管与用电磁阀控制开关的高压惰性气体气源连接后即可。炉座1上设有载物台6，载物台6内设有冷却管道及伸出的冷凝管7，炉座1上设有4个排气口11，由于透明石英管是放置在炉架上，惰性气体特别是高压惰性气体也会从透明石英管炉体2底部泄出,也能起到排气口11的作用。磁感应线圈4套设于炉体2外侧，且位于载物台6的上方，以避免载物台6受到电磁感应而融化。炉盖3上连通喷管的喷气口为喇叭形喷气口。炉盖3为不锈钢制作，炉盖3的侧面有两个用于放置O型密封圈的O型凹槽9。炉座1由不锈钢制成，载物台6由紫铜制成。

本实用新型的新型熔炼炉用于易氧化金属熔炼时，具体操作如下：

1、金属熔炼之前，将炉盖3O型环内放入O型密封圈，连接载物台6的冷凝管7至冷却装置，让冷却液流经液冷管，使其能在载物台6的冷凝管7道内循环流动；

2、将金属放入坩埚中置于载物台6上，将熔炼用喷管安装到炉盖3上，并件熔炼用喷管连接惰性气体，通过炉盖3上喇叭形喷气孔向炉体2内通入惰性气体；

3、开启磁感应线圈4电源，炉体2内坩埚内的金属通过电磁感应加热逐渐融化，观察并记录金属状态；

4、关闭电源，金属冷却足够时间后关闭高压惰性气体电磁阀，金属熔炼结束。

本实用新型的新型熔炼炉用于金属喷铸时，具体操作如下：

1、将炉盖3上的喷管换成喷铸用喷管，喷铸用喷管伸入炉体2中部，喷铸用喷管另一端接带电磁阀控制的高压惰性气体；

2、根据需要在载物台6上放置不同形状铜模，该铜模为可变直径的模具，可根据不同金属形状要求制备不同模具；

3、喷射前关闭排气孔，将磁感应线圈4高度调整到喷铸用喷管放置待熔金属材料高度位置，金属材料在石英管内加热至熔融状态，打开排气孔，打开惰性气体电磁阀进行喷铸，获得不同形状的喷铸样品；

4、样品冷却后关闭电磁阀，金属喷铸结束。

应用实施例1

熔炼金属Mg和AL，制备Mg-AL合金

1、将金属Mg和AL放入载物台6上的坩埚内，喷管上部接高压氩气，坩埚放置于喇叭状喷气口下方。

2、打开高压惰性气体电磁阀，将氩气从喇叭形状的喷气孔通入炉体2中并包裹住金属材料，通入气体5秒钟后，打开磁感应线圈4电源，通入200A电流，Mg、AL等金属材料经加热熔化。

3、从透明的石英管炉体2外观察，观察到Mg、AL完全融合后，启动冷却装置，打开冷却水节流阀，冷却水通过两只冷凝管7进出载物台6，并对载物台6及上面的坩埚进行冷却。

4、冷却足够时间并且观察到金属完全凝固后，关闭冷却装置，关闭高压惰性气体电磁阀，即可得到Mg-AL合金。

应用实施例2

制备Mg-Zn-Gd非晶合金

1、制备Mg-Zn-Gd准晶中间合金

(1)用按配比准备好镁锭、锌锭和Mg-Gd中间合金作为原料,把配备好的原材料放入坩埚中,打开高压惰性气体电磁阀开关，通入氩气10秒钟。

(2)打开磁感应线圈4电源，通过调节电流，观察合金直到全部熔化,静置30 秒。重复该熔炼操作3次。关闭磁感应线圈4电源并在氩气保护下迅速将金属浇入模具中。

(3)打开冷凝装置，冷却后获得成分均匀的Mg-Zn-Gd晶态合金。

2、熔炼Mg-Zn-Gd晶态合金并对其进行非晶喷铸

(1)将炉盖3上的喷管更换成底部带有0.5mm小孔的“试管型”石英管的喷铸用喷管，喷铸用喷管上方接高压氩气，石英管下方对准模具，炉座1载物台6放上需要铸型的铜模。

(2)将Mg-Zn-Gd晶态中间合金放入石英管内，打开载物台6的冷却水必要时可换液氮为冷却介质后再打开磁感应线圈4电流电源。

(3)将合金加热至合金熔体，打开高压惰性气体电磁阀，高压氩气将金属熔体吹入铜模中，金属快速冷却后即可得到Mg-Zn-Gd非晶合金。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型熔炼炉，包括炉座（1）、炉体（2）和炉盖（3），其特征在于，还包括用于产生磁场的磁感应线圈（4），所述炉体（2）为透明石英管，所述炉体（2）下端固定在所述炉座（1）上，所述炉盖（3）盖在所述炉体（2）上端，所述炉盖（3）上设有喷管，所述炉座（1）上设有载物台（6），所述载物台（6）内设有冷却管道及伸出的冷凝管（7），所述炉座（1）上设有排气口（11），所述磁感应线圈（4）套设于所述炉体（2）外侧，且位于所述载物台（6）的上方。

2.根据权利要求1所述的新型熔炼炉，其特征在于，所述炉盖（3）上连通所述喷管的喷气口为喇叭形喷气口。

3.根据权利要求1所述的新型熔炼炉，其特征在于，所述喷管为可拆卸式，包括熔炼用喷管和喷铸用喷管，所述喷铸用喷管为底部有孔径为0.5-3mm小孔的试管型的石英管，所述喷铸用喷管伸入所述炉体（2）中部。

4.根据权利要求1-3任一所述的新型熔炼炉，其特征在于，所述炉盖（3）为不锈钢制作，炉盖（3）的侧面有两个用于放置O型密封圈的O型凹槽（9）。

5.根据权利要求4所述的新型熔炼炉，其特征在于，所述炉座（1）由不锈钢制成，所述载物台（6）由带循环水冷却的紫铜制成。

6.根据权利要求4所述的新型熔炼炉，其特征在于，所述排气口（11）有4个。