CN213041009U - 一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冶炼设备领域，具体是一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，由炉体内部从内到外依次设有炉衬、防渗漏层、保温层、感应线圈；感应线圈围绕保温层外周螺旋设置；防渗漏层是将中频炉炉衬修补料涂刷在炉衬外壁构建形成的。通过防渗漏层为炉衬提供保护，有效减少炉衬内熔融金属液体渗漏现象，降低危险发生的可能性。利用保温层对炉衬进行保温，使炉衬内熔融金属液体产生的热量热传递至炉衬外部的速率减慢，有效减缓炉衬内熔融金属液体的温度变化，进而降低能耗。

Description

一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉

技术领域

本实用新型属于冶炼设备领域，具体是一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉。

背景技术

中频感应电炉是一种利用中频电源建立中频磁场使铁磁材料内部产生涡流并发热,从而达到加热材料的一种冶炼设备，主要用于碳钢、特种钢、铜、铝等有色金属的熔炼和提纯。

现有技术中，中频感应电炉是将交流电整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的电流，供给由电容和感应线圈里流过的交变电流，按照电磁感应原理，在感应圈产生高密度的磁场，切割感应圈里盛放的金属材料，使金属材料中的金属颗粒在磁场力作用下运动，产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。由于中频感应电炉内部的温度很高，而感应线圈靠近炉体内壁，且感应线圈在电磁感应时其自身也会产生大量的热量，有时甚至会出现感应线圈被烧毁的情况，使得电炉的使用寿命大大降低。

中频感应电炉运行时温度高，炉温变化大，还需要承受炉渣侵蚀及电磁搅拌，高温铁液直接冲刷中频感应电炉的炉衬，炉衬极易损伤。若其炉衬损坏使炉衬出现裂缝，从而导致漏炉事故。如果熔融金属从炉衬内渗漏出去，就会损坏感应线圈的绝缘、磁轭，如不及时发现，会造成严重的渗漏。若熔融金属将线圈铜管烧漏，则管内的水与熔融金属接触可能引起爆炸，造成严重事故。设置炉衬漏炉报警系统虽然可以降低危险发生的概率，但不能从根本上降低危险发生的概率。由此可见，对炉衬设置防渗漏层是完全必要的。而且筑炉成本高，延长感应炉炉衬使用寿命，降低筑炉频次对于降低成本来说相当重要。

现有技术中CN201954955U中频感应电炉结构，包括炉壳、炉衬和感应器线圈，所述炉衬与所述感应器线圈之间涂有一层线圈涂料层，防止铁液渗漏，以此对感应器线圈形成保护，但炉衬内有裂缝铁水渗漏时，铁水的温度极高，仅通过线圈涂料层保护线圈，无法保证线圈的安全。

发明内容

本实用新型针对上问题，提供一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，设置防渗漏层为炉衬提供保护，对炉衬出现的裂缝及时修补，防止熔融金属从炉衬内渗漏出去。

本实用新型提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，包括炉体，所述炉体内部从内到外依次设有炉衬、防渗漏层、保温层和感应线圈；

所述感应线圈围绕所述保温层外周螺旋设置；

所述防渗漏层由中频炉炉衬修补料涂刷在所述炉衬外壁构建形成。

采用上述方案，所述防渗漏层由中频炉炉衬修补料涂刷在所述炉衬外壁构建形成，所述中频炉炉衬修补料具有耐高温，粘结性好。

通过所述中频炉炉衬修补料在炉衬外壁形成防渗漏的防渗漏层，具有耐火、绝缘的作用，防止炉衬内的金属材料熔融过程中，金属液体发生溅落，以防炉衬外壁的材料因液体高温灼烧达到材料的着火点引起事故，同时防止熔融的金属液体因为炉衬出现裂缝而渗漏至外部，有效减少炉衬内熔融金属液体渗漏现象，降低危险发生的可能性。

利用所述保温层对所述炉衬进行保温，使所述炉衬内熔融金属液体产生的热量热传递至所述炉衬外部的速率减慢，有效减缓所述炉衬内熔融金属液体的温度变化，进而降低能耗，所述保温层采用耐高温的保温材料，例如硅酸铝纤维、石墨烯气凝胶。

优选地，所述保温层外侧还设有隔热层，所述感应线圈围绕所述隔热层外周螺旋设置，所述感应线圈与所述隔热层紧密接触。

进一步优选地，所述隔热层包括隔热板和陶瓷纤维复合气凝胶形成的纳米网格结构，所述纳米网格结构贴近所述保温层。

采用上述方案，所述隔热层位于所述保温层与所述感应线圈之间，使所述炉衬通过所述保温层向所述感应线圈进行热传导的效率进一步降低，从而进一步减缓所述感应线圈温度上升速度。

所述隔热层中陶瓷纤维复合气凝胶形成的纳米网格结构，对所述炉衬内熔融金属涡流冲刷所述炉衬产生的振动具有缓冲作用，保护所述感应线圈，防止所述感应线圈因所述炉衬振动受到挤压。

进一步优选地，在所述炉体内所述保温层与所述隔热层间隔形成空腔，所述空腔密封为真空层。

用上述方案，所述空腔作为真空层，所述炉衬内部的热量需要经过所述防渗漏层、所述保温层、所述真空层、所述隔热层才能传递给所述感应线圈，而所述真空层热传导效率极低，进一步降低所述保温层与所述隔热层之间的热传导效率，从而增强所述保温层的保温效果，同时减缓所述感应线圈温度上升速度。

进一步优选地，所述中频感应电炉还包括水冷装置，所述水冷装置包括导液管、进水口、出水口和蓄水箱，所述导液管与所述感应线圈紧密设置，所述导液管采用耐高温材料制成，所述进水口和所述出水口分别贯穿所述炉体；

所述进水口和所述出水口分别通过所述导液管连通蓄水箱，所述导液管上还设有控制阀，所述蓄水箱和所述出水口之间设有冷却机；

所述出水口通过所述导液管连接冷却机，所述冷却机还与所述蓄水箱连接。

采用上述方案，所述进水口和所述出水口分别连通蓄水箱，同时利用冷却机对所述出水口排出蓄水箱的水进行降温后，再将冷却水输送至所述蓄水箱有利于所述水冷装置对所述感应线圈进行降温。

所述蓄水箱中的水通过所述导液管和所述进水口，流入与所述感应线圈并排的所述导液管，再通过所述出水口进入所述冷却机进行降温，冷却后的水再次进入所述蓄水箱，经过所述导液管、所述进水口，重新流入与所述感应线圈紧密设置的所述导液管，形成水循环，实现水资源的循环利用，有利于节约能源。

进一步优选地，所述导液管与所述感应线圈中线圈贴合设置，所述导液管螺旋方向与所述感应线圈一致。

采用上述方案，所述导液管紧贴所述感应线圈中线圈贴合设置，通过导液管中流通的水吸收所述感应线圈的热量，最大限度地对感应线圈中每一匝线圈进行降温，防止所述感应线圈因自身温度过高而出现线圈熔断的现象，延长感应线圈使用期限。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，利用防渗漏层对所述炉衬进行保护，所述防渗漏层涂在所述炉衬外壁，耐高温，粘结性强，具有耐火、绝缘的作用，防止炉衬内的金属材料熔融过程中，金属液体发生溅落，以防炉衬外壁的材料因液体高温灼烧达到材料的着火点引起事故，同时防止熔融的金属液体因为炉衬出现裂缝而渗漏至外部，有效减少炉衬内熔融金属液体渗漏现象，降低危险发生的可能性。同时利用所述保温层对所述炉衬进行保温，有效减缓所述炉衬内熔融金属的温度变化，进而降低能耗。

(2)本实用新型提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，具有隔热层，所述隔热层利用隔热板、陶瓷纤维复合气凝胶形成的纳米网格结构，对所述炉衬内熔融金属涡流冲刷所述炉衬产生的振动具有缓冲作用，保护所述感应线圈，防止所述感应线圈因所述炉衬振动受到挤压，同时降低炉衬通过防渗漏层、保温层传递的热量。此外，通过空腔形成真空层，进一步降低炉衬通过保温层、隔热层间传递的热量，真空层具有保温隔热的作用，从而减缓所述感应线圈温度上升速度。

(3)本实用新型提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，水冷装置采用水循环方式对感应线圈进行降温，实现水资源的循环利用，有利于节约能源，同时所述导液管紧贴所述感应线圈中线圈贴合设置，最大限度地对感应线圈中每一匝线圈进行降温，防止所述感应线圈因自身温度过高而出现线圈熔断的现象，延长感应线圈使用期限。

附图说明

图1为实施例1用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉结构示意图；

图2为实施例2用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉结构示意图；

图3为实施例3用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉结构示意图；

图中：1、炉体；2、炉衬；3、感应线圈；4、防渗漏层；5、保温层；6、空腔；7、隔热层；8、支撑架；9、冷却机；10、导液管；11、进水口；12、出水口；13、蓄水箱；14、控制阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

本实用新型提供的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，包括炉体1、炉衬2、感应线圈3，还包括防渗漏层4、保温层5，见图1；在炉体1外侧设有支撑架8，炉体1两侧分别连接支撑架8；炉体1内部从内到外依次设有炉衬2、防渗漏层4、保温层5、感应线圈3；感应线圈3围绕保温层5外周螺旋设置；防渗漏层4是将中频炉炉衬修补料涂刷在炉衬2外壁构建形成的，所述中频炉炉衬修补料选用青岛焱盾耐火材料有限公司的焱火盾G63系列，材质是氧化铝。

保温层5采用硅酸铝纤维，对炉衬2进行保温，使炉衬2内熔融金属液体产生的热量热传递至炉衬2外部的速率减慢，有效减缓炉衬2内熔融金属液体的温度变化，进而降低能耗。硅酸铝纤维具有耐高温、热稳定性好、热传导率低、抗机械震动、富有弹性的作用，硅酸铝纤维制作的保温层利用富有弹性，能缓冲炉衬2内熔融金属液体涡流冲刷产生的振动。

所述用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉还包括水冷装置，水冷装置包括导液管10、进水口11、出水口12和蓄水箱13，进水口11和出水口12分别贯穿炉体1，进水口11靠近炉体1底端，导液管10与感应线圈3贴合设置，因此导液管10采用耐高温材料制成，导液管10螺旋方向与感应线圈3一致；进水口11和出水口12分别通过导液管10连通蓄水箱13，导液管10上还设有控制阀14，控制阀14控制导液管10的水流大小。蓄水箱13与出水口12之间设有冷却机9，出水口12通过导液管10连接冷却机9的一端，冷却机9另一端连接蓄水箱13。蓄水箱13中的水通过导液管10、进水口11，流入与感应线圈3贴合设置的导液管10，再通过出水口12、导液管10进入冷却机9经过冷却机9进行冷却后的水，通过导液管10输送至蓄水箱13，冷却水再经过导液管10、进水口11，重新流入与感应线圈3贴合设置的导液管10，形成水循环。

工作原理：

所述中频感应电炉开始工作时，感应线圈3通入电流后产生高强度磁场，利用电热效应和电磁感应原理，炉衬2内的金属材料中的金属颗粒开始发热熔融，同时金属材料中的金属颗粒在磁场力作用下运动在炉衬2内形成涡流，冲刷炉衬2。炉衬外壁上用中频炉炉衬修补料涂刷构建的防渗漏层4，为炉衬提供保护，防止熔融的金属液体因为炉衬2出现裂缝而渗漏至炉衬2外部。保温层5对炉衬2进行保温，使炉衬2内熔融金属产生的热量热传递至炉衬2外部的速率减慢，有效减缓炉衬2内熔融金属的温度变化，进而降低能耗，同时利用保温层5的硅酸铝纤维富有弹性，缓冲炉衬2内熔融金属液体涡流冲刷产生的振动，避免感应线圈3因炉衬2振动受到挤压。

通过水冷装置中的导液管10与感应线圈3中线圈贴合设置，且导液管10螺旋方向与感应线圈3一致，利用导液管10中水吸收感应线圈3具有的热量，通过最大限度地对感应线圈3中每一匝线圈进行降温，防止感应线圈3因自身温度过高而出现线圈熔断的现象，延长感应线圈使用期限，而且水冷装置中的水是循环利用，有利于节约能源。

实施例2

与实施例1的区别在于，保温层5外侧设有隔热层7，隔热层7包括隔热板、陶瓷纤维复合气凝胶形成的纳米网格结构，隔热层7的纳米网格结构贴近保温层5，感应线圈3围绕隔热层7螺旋设置，感应线圈3与隔热层7的隔热板紧密接触，见图2。其余组件与实施例1一致。

采用上述方案，隔热层7位于保温层5与感应线圈3之间，使炉衬2通过保温层5向感应线圈3进行热传导的效率进一步降低，从而进一步减缓感应线圈3温度上升速度。

实施例3

与实施例2的区别在于，保温层5与隔热层7间隔形成空腔6，保温层5外侧还设有隔热板，空腔6由所述隔热板围合且顶部密封构建形成，空腔6呈密封状态，空腔6为真空层，见图3。其余组件与实施例2一致。

空腔6作为真空层的热传导效率极低，降低保温层5与隔热层7之间的热传导效率，从而进一步增强保温层5的保温效果，同时减缓感应线圈3温度上升速度。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，包括炉体(1)，其特征在于，所述炉体(1)内部从内到外依次设有炉衬(2)、防渗漏层(4)、保温层(5)和感应线圈(3)；

所述感应线圈(3)围绕所述保温层(5)外周螺旋设置；

所述防渗漏层(4)由中频炉炉衬修补料涂刷在所述炉衬(2)外壁构建形成。

2.根据权利要求1所述的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，其特征在于，所述保温层(5)外侧还设有隔热层(7)，所述感应线圈(3)围绕所述隔热层(7)外周螺旋设置，所述感应线圈(3)与所述隔热层(7)紧密接触。

3.根据权利要求2所述的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，其特征在于，所述隔热层(7)包括隔热板和陶瓷纤维复合气凝胶形成的纳米网格结构，所述纳米网格结构贴近所述保温层(5)。

4.根据权利要求2所述的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，其特征在于，所述保温层(5)与所述隔热层(7)间隔形成空腔(6)，所述空腔(6)密封为真空层。

5.根据权利要求1所述的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，其特征在于，还包括水冷装置，所述水冷装置包括导液管(10)、进水口(11)、出水口(12)和蓄水箱(13)，所述导液管(10)与所述感应线圈(3)紧密设置，所述进水口(11)和所述出水口(12)分别贯穿所述炉体(1)；

所述进水口(11)通过所述导液管(10)连通蓄水箱(13)，所述导液管(10)上还设有控制阀(14)，所述蓄水箱(13)与所述出水口(12)之间设有冷却机(9)，所述出水口(12)通过所述导液管(10)连接冷却机(9)，所述冷却机(9)还与所述蓄水箱(13)连接。

6.根据权利要求5所述的用于制备高强度合成铸铁的中频感应电炉，其特征在于，所述导液管(10)与所述感应线圈(3)贴合设置，所述导液管(10)螺旋方向与所述感应线圈(3)一致。

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