CN214842447U - 一种带有风冷装置的熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及熔炼炉的技术领域，尤其是涉及一种带有风冷装置的熔炼炉，包括熔炼炉壳体，熔炼炉壳体内设置有翻转组件，翻转组件上安装有熔炼坩埚，熔炼坩埚的侧壁上套设有加热线圈，熔炼坩埚的一侧设置有模具，模具位于熔炼炉壳体内部的底端；熔炼炉壳体的周侧还设置有真空装置和风冷装置，真空装置和风冷装置均连通至熔炼炉壳体的内部。本申请能够提高熔炼炉内模具的冷却速度，进而提高熔炼炉的生产效率。

Description

一种带有风冷装置的熔炼炉

技术领域

本申请涉及熔炼炉的技术领域，尤其是涉及一种带有风冷装置的熔炼炉。

背景技术

熔炼炉是指熔化金属锭和一些废旧金属并加入必要的合金成分，经过扒渣、精炼等操作将它们熔炼成所需要的合金的设备。

锆基非晶合金是由锆、铜、铝等原材料熔炼成母合金锭，然后将母合金锭通过快速冷却得到的一种新型材料，因其独特的原子无序排列特征，锆基非晶合金具有高强度、高硬度、高电阻率、低热导率、优良的耐腐蚀能力等优良性能，可以广泛应用于航天航空、军工、体育用品、电子产品等领域。

锆基非晶合金原料在熔融过程中易氧化，同时后续工序对氧含量敏感，所以锆基非晶合金原料的熔炼环境需要一定的真空度，常使用真空熔炼炉进行锆基非晶合金原料的熔炼作业。在真空熔炼炉内，锆基非晶合金原料熔融成液态，并注入熔炼炉内的模具，待熔炼炉内的模具自然冷却即可完成一次生产过程。

针对上述中的相关技术，发明人认为，熔炼炉内的模具冷却速度较慢，进而降低了生产速度，熔炼炉存在有生产效率较低的缺陷。

实用新型内容

为了提高熔炼炉内模具的冷却速度，进而提高熔炼炉的生产效率，本申请提供一种带有风冷装置的熔炼炉。

本申请提供的一种带有风冷装置的熔炼炉采用如下的技术方案：

一种带有风冷装置的熔炼炉，包括熔炼炉壳体，所述熔炼炉壳体内设置有翻转组件，所述翻转组件上安装有熔炼坩埚，所述熔炼坩埚的侧壁上套设有加热线圈，所述熔炼坩埚的一侧设置有模具，所述模具位于所述熔炼炉壳体内部的底端；

所述熔炼炉壳体的周侧还设置有真空装置和风冷装置，所述真空装置和所述风冷装置均连通至所述熔炼炉壳体的内部。

通过采用上述技术方案，在熔炼坩埚完成熔炼作业并将铁水注入模具后，风冷装置对熔炼炉壳体内部的模具进行冷却，以缩短模具中工件的成型时间，进而提高了生产效率。

优选的，所述风冷装置包括位于所述熔炼炉壳体一侧的储气罐，所述储气罐和所述熔炼炉壳体之间连接有通气管和回流管。

通过采用上述技术方案，储存于储气罐中的冷却气体通过通气管通入熔炼炉壳体的内部，对模具进行冷却，随后通过回流管回流至储气罐中，形成冷却气体流通的闭合回路，能够重复利用冷却气体，具有节约物料的作用。

优选的，所述储气罐内设置有换热器。

通过采用上述技术方案，换热器能够降低储气罐内冷却气体的温度，进而加强了冷却气体对熔炼炉壳体内部结构的冷却效果。

优选的，所述模具的周侧设置有气冷环管，所述气冷环管上开设有出气孔，所述出气孔的开口朝向所述模具设置，所述熔炼炉壳体的内壁和所述气冷环管间设置有连接管，所述连接管的两端分别连通至所述气冷环管和所述通气管。

通过采用上述技术方案，流至气冷环管的冷却气体从出气孔中喷出，喷射于模具的外壁，以强迫对流的方式进行换热，加快了模具的冷却速度，从而缩短了生产流程，提高了生产效率。

优选的，所述连接管的两端分别可拆卸连接于所述熔炼炉的内壁和所述气冷环管。

通过采用上述技术方案，连接管与熔炼炉内壁以及气冷环管的可拆卸的连接方式，为连接管和气冷环管的维修更换提供了便捷性，当连接管或气冷环管损坏时，仅需将其拆下并更换，即可继续进行生产作业。

优选的，所述熔炼炉壳体的侧壁上贯穿开设有回流孔，所述回流孔靠近所述熔炼炉壳体的顶端，所述回流管靠近所述熔炼炉壳体的一端连通至所述回流孔。

通过采用上述技术方案，出气孔位于模具周侧，即位于熔炼炉壳体内部的底端，将回流孔设置于熔炼炉壳体的顶端，使得熔炼炉壳体内部的冷却气体从底端流向顶端。在流经模具并对其冷却后，冷却气体还能够对熔炼坩埚进行冷却。此外，由于熔炼炉壳体内温度较高的冷却气体密度较低，位于熔炼炉壳体内部的顶端，所以从回流孔中回流至储气罐中的冷却气体为温度较高的冷却气体，进而改善了冷却气体对熔炼炉壳体内部结构的冷却效果。

优选的，所述储气罐和所述熔炼炉壳体之间设置有过滤装置，所述过滤装置通过所述回流管分别连通至所述储气罐和所述熔炼炉壳体的内部。

通过采用上述技术方案，熔炼炉在熔炼金属的过程中会产生有害气体，冷却气体在循环的过程中将有害气体带至过滤装置处，过滤装置能够吸附或消除有害气体，以降低熔炼炉生产作业中对环境造成的污染。

优选的，所述储气罐和所述熔炼炉壳体之间设置有增压装置，所述增压装置通过所述通气管分别连通至所述储气罐和所述熔炼炉壳体的内部。

通过采用上述技术方案，增压装置增加了流至气冷环管处冷却气体的压力，进而增加了从出气孔中喷出的冷却气体的流速和流量，进一步强化了冷却气体和模具间的强迫换热，改善了冷却气体对模具的冷却效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在熔炼坩埚完成熔炼作业并将铁水注入模具后，风冷装置对熔炼炉壳体内部的模具进行冷却，以缩短模具中工件的成型时间，进而提高了生产效率；

2.流至气冷环管的冷却气体从出气孔中喷出，喷射于模具的外壁，以强迫对流的方式进行换热，加快了模具的冷却速度，从而缩短了生产流程，提高了生产效率；

3.换热器能够降低储气罐内冷却气体的温度，进而加强了冷却气体对熔炼炉壳体内部结构的冷却效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的局部剖视图，用于展示熔炼炉本体的内部结构和储气罐的内部结构；

图3是本申请实施例中熔炼炉本体内部的部分结构示意图；

图4是本申请实施例中过滤装置的剖视图；

图5是本申请实施例中增压装置的剖视图。

附图标记：1、熔炼炉本体；11、熔炼炉壳体；111、炉体；1111、抽气孔；1112、回流孔；112、盖体；113、转动轴；12、翻转组件；121、翻转电机；122、翻转轴；123、加强件；13、熔炼坩埚；131、置线槽；14、加热线圈；15、模具；151、成型腔；152、浇注孔；2、真空装置；21、抽气泵；22、抽气管；3、风冷装置；31、储气罐；32、通气管；33、回流管；34、气冷环管；341、出气孔；35、连接管；36、换热器；4、过滤装置；41、过滤壳体；411、过滤腔；42、滤芯；5、增压装置；51、增压壳体；511、增压腔；52、增压风扇。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种带有风冷装置的熔炼炉。

参照图1，一种带有风冷装置的熔炼炉包括熔炼炉本体1，熔炼炉本体1的周侧设置有真空装置2和风冷装置3，真空装置2和风冷装置3均连通至熔炼炉本体1的内部。

锆基非晶合金原料在熔炼时易氧化，所以锆基非晶合金原料的熔炼作业需要在一定的真空度条件下进行，在进行熔炼作业前，真空装置2对熔炼炉本体1进行抽气作业，以使得熔炼炉本体1的内部达到指定的真空度。在熔炼炉完成熔炼作业后，风冷装置3能够加快熔炼炉本体1内部结构的冷却，进而提高生产作业的速度和效率。

熔炼炉本体1包括熔炼炉壳体11，熔炼炉壳体11包括炉体111和盖体112，其中，炉体111整体呈筒状，且竖直设置。盖体112整体呈球壳状，且开口向下设置，盖体112通过竖直设置的转动轴113转动连接于炉体111侧壁的顶端，以实现盖体112的开合。

参照图2，熔炼炉本体1还包括翻转组件12，翻转组件12包括翻转电机121和翻转轴122。翻转电机121安装于炉体111的外侧壁上，翻转轴122水平设置于炉体111的内部，且两端均转动连接于炉体111的内壁，翻转轴122靠近翻转电机121的一端贯穿炉体111的侧壁，并固定连接于翻转电机121，由翻转电机121带动翻转轴122转动。

参照图2和图3，翻转轴122上固定连接有熔炼坩埚13，本申请实施例中，翻转轴122焊接于熔炼坩埚13的侧壁上，且焊接位置靠近熔炼坩埚13的顶端。熔炼坩埚13整体呈桶状，且开口向上。熔炼坩埚13的外侧壁上开设有螺旋状的置线槽131，置线槽131内绕设有用于加热熔炼坩埚13的加热线圈14。

熔炼坩埚13和翻转轴122之间还连接有加强件123，本申请实施例中，加强件123设置为L型的杆件，加强件123的一端焊接于翻转轴122，另一端焊接于熔炼坩埚13侧壁的底端。加强件123增强了熔炼坩埚13和翻转轴122之间的连接稳定性，使得熔炼坩埚13牢固地连接在翻转组件12上。

参照图2和图3，炉体111内部的底端放置有模具15，模具15内部中空设置，形成成型腔151，模具15的顶端竖直开设有浇注孔152，浇注孔152连通至成型腔151。当翻转组件12翻转并倾斜至一定角度时，浇注孔152位于熔炼坩埚13开口的下方，以便铁水从熔炼坩埚13中流出并通过浇注孔152注入成型腔151内。

工作人员将块状的锆基非晶合金原料放入熔炼坩埚13中，开启电源，使得加热线圈14通电以对熔炼坩埚13进行加热。待块状的锆基非晶合金原料熔融成铁水，翻转电机121开始工作，翻转电机121通过翻转轴122带动熔炼坩埚13倾斜翻转，铁水从熔炼坩埚13中流出，并通过浇注孔152注入成型腔151内，随后冷却形成工件毛坯。

参照图1和图2，真空装置2包括设置于熔炼炉本体1一侧的抽气泵21，炉体111侧壁上开设有抽气孔1111，炉体111和抽气泵21间连接有抽气管22，抽气管22的一端连接于抽气泵21，另一端通过抽气孔1111连通至炉体111内部。抽气泵21通过抽气管22对炉体111内部进行抽气作业，使得炉体111内部达到指定的真空度，以降低锆基非晶合金原料在熔融过程中氧化的概率。

参照图1，风冷装置3包括设置于熔炼炉本体1一侧的储气罐31，储气罐31中储存有冷却气体，由于锆基非晶合金原料在熔融过程中易于氧化，所以冷却气体设置为惰性气体，本申请实施例中，冷却气体设置为氩气，在其他实施例中，冷却气体还可以设置为氦气等其他惰性气体。

参照图2和图3，储气罐31和炉体111间连接有通气管32和回流管33，其中，通气管32的一端连通至储气罐31的内部，另一端贯穿炉体111的侧壁且连通至炉体111内部。模具15的周侧套设有气冷环管34，气冷环管34上开设有多个出气孔341，出气孔341的开口均朝向模具15设置。

冷却气体从出气孔341中喷出，并喷射于模具15的侧壁上，以强迫对流的方式进行换热，对模具15进行冷却，改善了冷却气体对模具15的冷却效果。

气冷环管34和通气管32间设置有连接管35，连接管35的两端分别可拆卸连接于通气管32和气冷环管34，本申请实施例中，连接管35的两端分别螺纹连接于通气管32和气冷环管34。连接管35可拆卸的连接方式为连接管35和气冷环管34的维修更换提供了便捷性，当连接管35或气冷环管34损坏时，工作人员能够便捷地更换连接管35或气冷环管34，从而降低了熔炼炉的维修时间，提高了维修效率。

参照图2，炉体111的侧壁上贯穿开设有回流孔1112，回流管33的一端通过回流孔1112连通至炉体111内部，另一端连通至储气罐31的内部。储气罐31和炉体111间通过通气管32和回流管33形成冷却气体流通的闭合回路，从而能够重复利用冷却气体，具有节约物料，降低生产成本的效果。

参照图2和图3，回流孔1112靠近炉体111侧壁的顶端，即循环的冷却气体从出气孔341中通出，从炉体111内部的底端流向顶端，并流入回流孔1112，通过回流管33流至储气罐31内。从出气孔341中通出的冷却气流首先对模具15进行冷却，随后朝向回流孔1112流动，在途经熔炼坩埚13时也会对熔炼坩埚13进行冷却。此外，因为温度较高的冷却气体密度较低，位于炉体111内部的顶端，所以通过回流管33回流至储气罐31内的冷却气体为温度较高的冷却气体，冷却气体充分吸热后才会回流至储气罐31，从而改善了冷却气体对炉体111内部结构的冷却效果。

参照图2，储气罐31内安装有换热器36，换热器36能够降低储气罐31内冷却气体的温度。循环流动的冷却气体在炉体111内部吸热，对模具15进行冷却，回流至储气罐31内，由换热器36对其进行降温，随后，降低温度的冷却气体通入炉体111内部以进行下一冷却循环。

参照图2和图4，锆基非晶合金原料在熔融的过程中可能产生污染废气，需要进行废气的消除作业，所以在储气罐31和炉体111间还设置有过滤装置4。过滤装置4包括过滤壳体41，过滤壳体41内部中空设置，形成过滤腔411，过滤腔411的两端通过回流管33分别连通至储气罐31内部和炉体111内部，过滤腔411内设置有用于吸收或消除废气的滤芯42。

参照图2和图5，储气罐31和炉体111间还设置有增压装置5，增压装置5包括增压壳体51，增压壳体51内部中空设置，形成增压腔511，增压腔511的两端通过通气管32分别连通至储气罐31内部和炉体111内部，增压腔511内设置有增压风扇52。增压风扇52能够增加通入炉体111内部的冷却气体的气压，提高了从气冷环管34中喷出的冷却气体的流速和流量，进一步加强了冷却气体对模具15的冷却效果。

本申请实施例一种带有风冷装置的熔炼炉的实施原理为：

分为准备阶段、熔炼阶段和冷却阶段。

准备阶段，由工作人员向熔炼坩埚13中添加块状的锆基非晶合金原料，闭合盖体112后，由抽气泵21对熔炼炉本体1的内部进行抽气作业，使得熔炼炉本体1的内部达到指定的真空度。

熔炼阶段，开启电源，由加热线圈14对熔炼坩埚13进行加热，使得块状的锆基非晶合金原料熔融成铁水。随后，翻转电机121开始工作，翻转电机121通过翻转轴122带动熔炼坩埚13倾斜翻转，铁水从熔炼坩埚13中流出，并通过浇注孔152注入成型腔151内。

冷却阶段，储存于储气罐31中的冷却气体通过通气管32通入熔炼炉本体1的内部，并从出气孔341中喷出，喷射于模具15的侧壁上，对模具15进行冷却。随后回流至储气罐31内，在换热器36处降低自身的温度，以继续进行下一次冷却循环。从而不断降低模具15的温度，加快了模具15的冷却速度，提高了工件的生产效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，包括熔炼炉壳体(11)，所述熔炼炉壳体(11)内设置有翻转组件(12)，所述翻转组件(12)上安装有熔炼坩埚(13)，所述熔炼坩埚(13)的侧壁上套设有加热线圈(14)，所述熔炼坩埚(13)的一侧设置有模具(15)，所述模具(15)位于所述熔炼炉壳体(11)内部的底端；

所述熔炼炉壳体(11)的周侧还设置有真空装置(2)和风冷装置(3)，所述真空装置(2)和所述风冷装置(3)均连通至所述熔炼炉壳体(11)的内部。

2.根据权利要求1所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述风冷装置(3)包括位于所述熔炼炉壳体(11)一侧的储气罐(31)，所述储气罐(31)和所述熔炼炉壳体(11)之间连接有通气管(32)和回流管(33)。

3.根据权利要求2所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述储气罐(31)内设置有换热器(36)。

4.根据权利要求2所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述模具(15)的周侧设置有气冷环管(34)，所述气冷环管(34)上开设有出气孔(341)，所述出气孔(341)的开口朝向所述模具(15)设置，所述熔炼炉壳体(11)的内壁和所述气冷环管(34)间设置有连接管(35)，所述连接管(35)的两端分别连通至所述气冷环管(34)和所述通气管(32)。

5.根据权利要求4所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述连接管(35)的两端分别可拆卸连接于所述熔炼炉壳体(11)的内壁和所述气冷环管(34)。

6.根据权利要求4所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述熔炼炉壳体(11)的侧壁上贯穿开设有回流孔(1112)，所述回流孔(1112)靠近所述熔炼炉壳体(11)的顶端，所述回流管(33)靠近所述熔炼炉壳体(11)的一端连通至所述回流孔(1112)。

7.根据权利要求2所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述储气罐(31)和所述熔炼炉壳体(11)之间设置有过滤装置(4)，所述过滤装置(4)通过所述回流管(33)分别连通至所述储气罐(31)和所述熔炼炉壳体(11)的内部。

8.根据权利要求3所述的一种带有风冷装置的熔炼炉，其特征在于，所述储气罐(31)和所述熔炼炉壳体(11)之间设置有增压装置(5)，所述增压装置(5)通过所述通气管(32)分别连通至所述储气罐(31)和所述熔炼炉壳体(11)的内部。

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