CN208282596U - 电弧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于金属熔炼技术领域，尤其涉及电弧炉。电弧炉包括壳体、底座、调节杆、电极、连接板和液压缸；底座与壳体相连，且用于放置熔体；调节杆的第一端穿过壳体的顶板并延伸入壳体的腔体内，且与壳体的顶板滑动连接；电极位于壳体的腔体内，且与调节杆的第一端相连，用于在通电后产生电弧熔炼熔体；连接板与调节杆的第二端固定连接；液压缸与连接板相连，且用于通过连接板驱动调节杆上下移动。该电弧炉能够精确的控制电极的位置，从而能够在电极通电起弧后将电极快速提升，避免电极与熔体长时间接触导致熔体被污染。

Description

电弧炉

技术领域

本实用新型属于金属熔炼技术领域，尤其涉及电弧炉。

背景技术

电弧炉是利用电极电弧产生的高温对金属材料进行熔炼的设备，按照熔炼过程中电极是否消耗，分为自耗炉和非自耗炉。非自耗电弧炉利用钨针或石墨等非消耗材料作为电极，熔炼时，以电极为阴极，以被熔金属为阳极，在阴极与阳极之间，通过电弧放电产生高温将金属熔化。

目前，实验室中使用的电弧炉，采用手动调节电极位置的方式，实验前，手动控制电极下降并接触熔体，起弧后手动控制电极上升。但手动控制的精度低，起弧后不能快速将电极抬起，会延长电极与熔体接触的时间从而导致电极污染熔体。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了电弧炉，旨在解决现有的电弧炉不能精确的控制电极的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

电弧炉，包括：

壳体；

底座，与所述壳体相连，且用于放置熔体；

调节杆，第一端穿过所述壳体的顶板并延伸入所述壳体的腔体内，且与所述壳体的顶板滑动连接；

电极，位于所述壳体的腔体内，且与所述调节杆的第一端相连，用于在通电后产生电弧熔炼熔体；

连接板，与所述调节杆的第二端固定连接；和

液压缸，与所述连接板相连，且用于通过所述连接板驱动所述调节杆上下移动。

进一步的，电弧炉还包括：

电极接线杆，第一端与所述电极相连，且第二端用于连接电源并为所述电极通电；所述电极接线杆穿设于所述调节杆内。

进一步的，电弧炉还包括：

绝缘杆，穿设于所述调节杆内，且套设于所述电极接线杆上，用于隔离所述电极接线杆；

所述调节杆设有冷却腔体，且所述绝缘杆穿设于所述冷却腔体内；

所述调节杆还设有进水管和出水管；所述进水管的第一端穿过所述调节杆的侧壁并延伸入所述冷却腔体内，且第二端用于连接冷却水源；所述出水管的第一端穿过所述调节杆的侧壁并延伸入所述冷却腔体内，且第二端用于连接冷水回收装置。

进一步的，所述进水管和所述出水管均位于所述调节杆的顶部，且所述进水管的第一端延伸入所述冷却腔体的底部。

进一步的，所述进水管上设有用于过滤冷却水中的杂质的过滤装置。

进一步的，所述调节杆的第一端设有锁紧构件，且所述锁紧构件的外周面与所述调节杆螺纹连接；

所述锁紧构件的中部设有贯穿的通孔；所述电极接线杆的底端与所述锁紧构件相连并延伸入所述锁紧构件的通孔内；所述电极的顶端与所述锁紧构件相连并延伸入所述锁紧构件的通孔内，且与所述电极接线杆相抵接。

进一步的，电弧炉还包括：

控制单元，与所述液压缸电性连接；和

操作终端，与所述控制单元电性连接。

进一步的，电弧炉还包括：

抽气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接真空泵；所述抽气管上设有与所述控制单元电性连接的抽气阀；和

进气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接惰性气体气源；所述进气管上设有与所述控制单元电性连接的进气阀。

进一步的，电弧炉还包括：

压力传感器，设置在所述壳体上，且与所述控制单元电性连接，用于检测所述壳体内的压力；和

排气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接气体回收装置；所述排气管上设有与所述控制单元电性连接的排气阀。

进一步的，所述调节杆为耐高温杆；所述电极为钨针。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

壳体与底座相连、形成熔炼空间。底座用于放置熔体。调节杆的第一端伸入壳体的腔体内，而且调节杆与壳体滑动连接。电极与调节杆的第一端相连接，用于在调节杆的带动下上下移动，另外，电极在通电后产生电弧熔炼熔体。

连接板与调节杆的第二端固定连接。液压缸与连接板相连，用于通过连接板驱动调节杆上下移动。实验前，液压缸通过连接板和调节杆驱动电极下降，并使电极接触熔体，电极通电起弧后，液压缸驱动电极迅速上升。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方案中的电弧炉能够精确的控制电极的位置，从而能够在电极通电起弧后将电极快速提升，避免电极与熔体长时间接触导致熔体被污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电弧炉的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电弧炉的内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的调节杆和电极的连接示意图。

附图标记说明：

10-壳体，20-底座，30-调节杆，301-进水管，3011-过滤装置，302-出水管，31-电极，32-电极接线杆，33-绝缘杆，34-锁紧构件，41-连接板，42-液压缸，51-控制单元，52-观察窗，53-抽气管，531-抽气阀，54-进气管，541-进气阀，55-压力传感器，56-排气管，561-排气阀。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供了一种电弧炉，结合图1和图2所示，电弧炉包括壳体10、底座20、调节杆30、电极31、连接板41和液压缸42。底座20与壳体10相连，且用于放置熔体。调节杆30的第一端穿过壳体10的顶板并延伸入壳体10的腔体内，且与壳体10的顶板滑动连接。电极31位于壳体10的腔体内，且与调节杆30的第一端相连，用于在通电后产生电弧熔炼熔体。连接板41与调节杆30的第二端固定连接。液压缸42与连接板41相连，且用于通过连接板41驱动调节杆30上下移动。

壳体10与底座20密封连接、形成密闭的熔炼空间。具体的，底座20位于壳体10腔体内的部分设有坩埚，且坩埚用于盛放熔体。调节杆30的第一端伸入壳体10的腔体内，且调节杆30与壳体10滑动连接；电极31与调节杆30的第一端相连接，用于在调节杆30的带动下上下移动。另外，电极31在通电后产生电弧熔炼熔体。

连接板41与调节杆30的第二端固定连接；液压缸42与连接板41相连，用于通过连接板41驱动调节杆30上下移动。实验前，液压缸42通过连接板41和调节杆30驱动电极31下降，并使电极31接触熔体；电极通电起弧后，液压缸42驱动电极31迅速上升，避免电极31与熔体长时间接触导致熔体被污染。

电极31通电起弧后，需要将电极31迅速提升，并且使电极31与熔体之间保持一定间隙，此时，电极31为阴极，熔体为阳极，在阴极与阳极之间，通过电弧放电产生高温将熔体熔化。由于通电前电极31与熔体直接接触，通电后电极31会迅速将熔体的表面金属熔化，如果不能在通电后迅速将电极31提升，则电极31会在高温下与熔体发生反应，导致熔体被污染。另外，熔化的熔体会粘黏在电极31的表面上，影响电极31与熔体之间产生稳定的电弧。

现有技术中，操作人员手动控制调节杆30驱动电极31上下移动，但电极31通电起弧后会迅速将熔体熔化，而操作人员需要反应时间做出调节，因此，经常出现由于对电极31的调节不及时而导致的熔体被污染的情况。为解决该问题，本实施例中，采用液压缸42驱动调节杆30的方式，在电极31通电的瞬间，启动液压缸42，通过调节杆30带动电极31上升，对电极31的控制更加精准。

具体的，连接板41水平放置，且液压缸42的伸缩杆与调节杆30并排设置，该方式能够合理利用安装空间，避免液压缸42与调节杆30同轴设置导致设备整体高度过大。

作为一种实施例，结合图2和图3所示，电弧炉还包括电极接线杆32。电极接线杆32的第一端与电极31相连，且第二端用于连接电源并为电极31通电。电极接线杆32穿设于调节杆30内。

在熔炼时，电极31与熔体之间的弧间温度可达2000℃，壳体10的腔体内的温度也会随之升高，如果采用导线连接电极31并为电极31通电，会造成导线受高温影响而迅速损坏。因此，本实施例中，采用电极接线杆32与电极31连接并为电极31通电的方式。为了合理利用安装空间，将电极接线杆32穿设于调节杆30内。

本实施例中，结合图3所示，电弧炉还包括绝缘杆33。绝缘杆33穿设于调节杆30内，且套设于电极接线杆32上，用于隔离电极接线杆32。调节杆30设有冷却腔体，且绝缘杆33穿设于冷却腔体内。调节杆30还设有进水管301和出水管302。进水管301的第一端穿过调节杆30的侧壁并延伸入冷却腔体内，且第二端用于连接冷却水源。出水管302的第一端穿过调节杆30的侧壁并延伸入冷却腔体内，且第二端用于连接冷水回收装置。

熔炼时，壳体10内的温度升高，为保护电极接线杆32和调节杆30，在调节杆30上设置冷却腔体，对电极接线杆32和调节杆30进行冷却。冷却水或冷却液通过进水管301流入冷却腔体，进行热交换后通过出水管302流出。由于熔炼时电极接线杆32通电，为避免冷却液体导电，在电极接线杆32的外侧设置用于隔离电极接线杆32的绝缘杆33。

具体的，结合图3所示，进水管301和出水管302均位于调节杆30的顶部，且进水管301的第一端延伸入冷却腔体的底部。由于调节杆30需要上下移动，因此将进水管301和出水管302设置在调节杆30的顶部，方便调节。为避免冷却液体积存在冷却腔体内，无法循环流动，影响冷却效果，将进水管301的第一端延伸入冷却腔体的底部，使冷却液体从底部流入冷却腔体、并从顶部流出，增强冷却效果。

具体的，结合图2所示，进水管301上设有用于过滤冷却水中的杂质的过滤装置。优选的，过滤装置可以采用过滤器，且过滤器内设置滤芯。为避免冷却液体中的杂质或水垢等积聚在冷却腔体内，造成堵塞或者腐蚀各部件，本实施例中在进水管301上设置过滤装置。

本实施例中，结合图2和图3所示，调节杆30的第一端设有锁紧构件34，且锁紧构件34的外周面与调节杆30螺纹连接。锁紧构件34的中部设有贯穿的通孔。电极接线杆32的底端与锁紧构件34相连并延伸入锁紧构件34的通孔内。电极31的顶端与锁紧构件34相连并延伸入锁紧构件34的通孔内，且与电极接线杆32相抵接。

锁紧构件34将电极31与调节杆30连接起来，使电极31在调节杆30的带动下移动。锁紧构件34还将电极接线杆32与电极31连接起来，便于通过电极接线杆32为电极31通电。具体的，电极接线杆32和电极31均与锁紧构件34螺纹连接。

作为一种实施例，结合图1所示，电弧炉还包括控制单元51和操作终端。控制单元51与液压缸42电性连接。操作终端与控制单元51电性连接。操作终端可以选用手柄或触摸屏。实验前，操作人员手持手柄，或者将触摸屏移动至操作人员附近。

实验时，通过操作终端生成下降指令并发送给控制单元51；控制单元51将下降指令发送给液压缸42；液压缸42启动，通过连接板41和调节杆30驱动电极31下降。在通电的瞬间，通过操作终端生成上升指令并发送给控制单元51；控制单元51将上升指令发送给液压缸42；液压缸42启动，通过连接板41和调节杆30驱动电极31上升。

优选的，操作终端和控制单元51还可以控制液压缸42的伸缩杆上升或下降的速度。优选的，壳体10上设有观察窗52，操作人员可以通过观察窗52观察电极31的位置以及熔炼的情况。

本实施例中，结合图1所示，电弧炉还包括抽气管53和进气管54。抽气管53的第一端穿过壳体10的侧壁并延伸入壳体10的腔体内，且第二端用于连接真空泵。抽气管53上设有与控制单元51电性连接的抽气阀531。进气管54的第一端穿过壳体10的侧壁并延伸入壳体10的腔体内，且第二端用于连接惰性气体气源。进气管54上设有与控制单元51电性连接的进气阀541。

实验前，通过操作终端生成抽真空指令并发送给控制单元51；控制单元51根据抽真空指令生成开启指令并发送给抽气阀531，抽气阀531根据开启指令开启，真空泵将壳体10内的空气抽出至壳体10内为真空环境。然后通过操作终端生成充气指令并发送给控制单元51；控制单元51根据充气指令生成开通指令并发送给进气阀541，进气阀541根据开通指令开启，惰性气体充入壳体10内。壳体10内充满惰性气体，以防止熔炼时空气与熔体反应。

本实施例中，结合图1所示，电弧炉还包括压力传感器55和排气管56。压力传感器55设置在壳体10上，且与控制单元51电性连接，用于检测壳体10内的压力。排气管56的第一端穿过壳体10的侧壁并延伸入壳体10的腔体内，且第二端用于连接气体回收装置。排气管56上设有与控制单元51电性连接的排气阀561。

由于壳体10为密闭容器，当进气阀541开启并向壳体10内充入惰性气体时，壳体10内的压力增大。压力传感器55检测壳体10内的压力并将数值传递给控制单元51，控制单元51将压力值与设定值进行对比，当压力值超过设定值时，控制单元51向排气阀561发送启通指令，排气阀561根据启通指令开启，气体沿排气管56排至气体回收装置。

具体的，调节杆30为耐高温杆。电极31为钨针。

本方案中的电弧炉能够精确的控制电极的位置，从而能够在电极通电起弧后将电极快速提升，避免电极与熔体长时间接触导致熔体被污染。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.电弧炉，其特征在于，包括：

壳体；

底座，与所述壳体相连，且用于放置熔体；

调节杆，第一端穿过所述壳体的顶板并延伸入所述壳体的腔体内，且与所述壳体的顶板滑动连接；

电极，位于所述壳体的腔体内，且与所述调节杆的第一端相连，用于在通电后产生电弧熔炼熔体；

连接板，与所述调节杆的第二端固定连接；和

液压缸，与所述连接板相连，且用于通过所述连接板驱动所述调节杆上下移动。

2.根据权利要求1所述的电弧炉，其特征在于，还包括：

电极接线杆，第一端与所述电极相连，且第二端用于连接电源并为所述电极通电；所述电极接线杆穿设于所述调节杆内。

3.根据权利要求2所述的电弧炉，其特征在于，还包括：

绝缘杆，穿设于所述调节杆内，且套设于所述电极接线杆上，用于隔离所述电极接线杆；

所述调节杆设有冷却腔体，且所述绝缘杆穿设于所述冷却腔体内；

所述调节杆还设有进水管和出水管；所述进水管的第一端穿过所述调节杆的侧壁并延伸入所述冷却腔体内，且第二端用于连接冷却水源；所述出水管的第一端穿过所述调节杆的侧壁并延伸入所述冷却腔体内，且第二端用于连接冷水回收装置。

4.根据权利要求3所述的电弧炉，其特征在于：所述进水管和所述出水管均位于所述调节杆的顶部，且所述进水管的第一端延伸入所述冷却腔体的底部。

5.根据权利要求3所述的电弧炉，其特征在于：所述进水管上设有用于过滤冷却水中的杂质的过滤装置。

6.根据权利要求2所述的电弧炉，其特征在于：所述调节杆的第一端设有锁紧构件，且所述锁紧构件的外周面与所述调节杆螺纹连接；

所述锁紧构件的中部设有贯穿的通孔；所述电极接线杆的底端与所述锁紧构件相连并延伸入所述锁紧构件的通孔内；所述电极的顶端与所述锁紧构件相连并延伸入所述锁紧构件的通孔内，且与所述电极接线杆相抵接。

7.根据权利要求1所述的电弧炉，其特征在于，还包括：

控制单元，与所述液压缸电性连接；和

操作终端，与所述控制单元电性连接。

8.根据权利要求7所述的电弧炉，其特征在于，还包括：

抽气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接真空泵；所述抽气管上设有与所述控制单元电性连接的抽气阀；和

进气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接惰性气体气源；所述进气管上设有与所述控制单元电性连接的进气阀。

9.根据权利要求8所述的电弧炉，其特征在于，还包括：

压力传感器，设置在所述壳体上，且与所述控制单元电性连接，用于检测所述壳体内的压力；和

排气管，第一端穿过所述壳体的侧壁并延伸入所述壳体的腔体内，且第二端用于连接气体回收装置；所述排气管上设有与所述控制单元电性连接的排气阀。

10.根据权利要求1至9任一项所述的电弧炉，其特征在于：所述调节杆为耐高温杆；所述电极为钨针。