一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构及其熔炼金属的方法技术

本发明专利技术提供了一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构及其熔炼金属的方法，属于金属熔炼设备技术领域。它解决了现有的悬浮熔炼机构中不能精确的控制熔体的熔炼温度的问题。本金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，包括炉体和底座，炉体的熔腔内设置有控制线圈和加热线圈，控制线圈套设于加热线圈外且该两者间隔配合，炉体的下端面的中部位置滑动穿设有能在炉体的熔腔内上下升降的顶杆，顶杆的上端部可拆卸连接有用于放置熔体的托盘，顶杆内设置有冷却通道，托盘上具有与托盘的冷却通道相连通并能用于冷却托盘内熔体的冷却装置。本发明专利技术结构设计合理、简单，托盘上具有冷却装置且能通过冷却装置直接对熔体进行冷却，能够精确的控制熔体的熔炼温度。

A Suspension Melting Mechanism of Metal Furnace and Its Melting Method

The invention provides a suspension smelting mechanism of a metal smelting furnace and a method for smelting metal, belonging to the technical field of metal smelting equipment. It solves the problem that the melting temperature can not be accurately controlled in the existing suspension melting mechanism. The suspension melting mechanism of the metal melting furnace includes the furnace body and the base. The melting chamber of the furnace body is provided with a control coil and a heating coil. The control coil is sleeved outside the heating coil and the two coils are spaced and matched. The middle position of the lower end face of the furnace body slides through a top rod which can rise and fall in the melting chamber of the furnace body. The upper end of the top rod can be detached and connected with a tray for placing the melt. A cooling passage is arranged in the ejector rod, and a cooling device connected with the cooling passage of the tray and used for cooling the melt in the tray is provided on the tray. The structure of the invention is reasonable and simple, and the pallet has a cooling device, which can directly cool the melt through the cooling device, and can accurately control the melting temperature of the melt.

【技术实现步骤摘要】
一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构及其熔炼金属的方法
本专利技术属于金属熔炼设备
，涉及一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构。
技术介绍
悬浮熔炼技术是指：在熔炼过程中将熔体放置在磁场内，电磁力与重力抵消，从而使熔体处于悬浮状态，然后对熔体进行高温加热，从而制取所需的材料。在对熔体进行悬浮熔炼时，温度是重要的控制指标。如果熔炼温度过低，不利于合金元素的熔解及气体、杂质的析出；如果熔炼温度过高，熔体容易氧化，部分合金金属的烧损也越严重，会导致合金的机械性能下降；另外，熔体在不同温度下熔炼，得到的金属材料的性状也会不同。悬浮熔炼机构是熔体进行悬浮熔炼的设备的主要机构，目前常用的悬浮熔炼机构中的冷却系统是针对金属熔炼炉进行冷却，从而控制熔炼时的温度。但该方式降温较慢，不能精确的控制熔体的熔炼温度，在实际使用时，针对小块金属且该金属从固态熔化为液态的时间较短，因此，温度缓慢变化会直接影响金属材料的形状，无法制造得出要求较高的金属材料，冷却系统对于熔体的温度控制，使用不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构简单、能精确控制熔体温度、使用方便的金属熔炼炉的悬浮熔炼机构。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，包括其内部具有熔腔的炉体和固设在炉体底部的底座，所述的炉体的熔腔内设置有通电后产生使熔体悬浮的电磁力的控制线圈和通电后用于加热熔体的加热线圈，所述的控制线圈套设于加热线圈外且该两者间隔配合，其特征在于，所述的炉体的下端面的中部位置滑动穿设有能在炉体的熔腔内上下升降的顶杆，顶杆的上端部可拆卸连接有用于放置熔体的托盘，所述的顶杆内设置有冷却通道，所述的托盘上具有与托盘的冷却通道相连通并能用于冷却托盘内熔体的冷却装置。本金属熔炼炉的悬浮熔炼机构的炉体的熔腔进行熔炼，该控制线圈通入变频电流，作用在熔体上的电磁力与重力平衡从而使熔体平稳的悬浮起来；另外，加热线圈通入工频电流，用于加热熔体；具体的，加热线圈位于控制线圈的腔体内；由于熔炼时加热线圈的温度达1500℃至2000℃。因此将控制线圈设置在加热线圈的外侧，避免控制线圈受高温烘烤发生损坏。本金属熔炼炉的悬浮熔炼机构主要在托盘上设置冷却装置，并通过冷却装置直接作用于熔体，对熔体产生冷却作用。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的冷却装置包括若干个耐高温的喷头，所述的托盘包括其内部具有储存腔的扁平盘状体，所述的扁平盘状体的上端面设置有带有底托的支架，处于支架内的扁平盘状体的上端面上还设置有若干个与所述的储存腔相连通的安装孔，所述的喷头对应安装在所述的安装孔中且该喷头的喷嘴正对于底托的底部，当顶杆和托盘可拆卸连接后且该冷却通道的上端与储存腔相连通，冷却通道的下端用于连接冷却气源。在实际制造时，该冷却气源为低温氩气或氮气，该氩气和氮气均为惰性气体，使用惰性气体对熔体冷却能够避免冷却气体与熔体发生反应导致熔体的性状发生变化。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的喷头呈圆柱状，所述的喷头的外壁上设置有外螺纹，所述的安装孔的内壁上设置有内螺纹，所述的喷头通过外螺纹螺旋连接于安装孔的内螺纹上。当熔炼时加热线圈内的温度可达1500℃至2000℃，喷头是最接近加热线圈的，喷头容易在加热线圈的高温烘烤下发生损坏；这样设置的目的是为了便于更换喷头。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的扁平盘状体的下端面的中部位置固设有连接套，所述的连接套的内壁上具有内螺纹，所述的顶杆的上端的外壁上设置有外螺纹，所述的顶杆通过外螺纹可拆卸螺旋连接于连接套的内螺纹上且该顶杆的上端伸进所述的扁平盘状体的储存腔内并与储存腔相连通，所述的顶杆和连接套之间还具有密封结构。在实际使用时，方便冷却气体在储存腔内流通且通过储存腔冷却均匀、稳定，也能便于调控熔炼温度。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的密封结构包括顶杆外壁的中部位置固设有橡胶密封环，所述的连接套的下端的内壁上设置有密封槽，当顶杆通过外螺纹可拆卸螺旋连接于连接套的内螺纹上时且该橡胶密封环密封作用于所述的密封槽中。这样设置的目的是保证连接套和顶杆之间的密封有效性。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的底托呈弧形碗状，所述的底托中分布有若干个贯穿孔。这样设置的目的是使冷气气体能对熔体直接冷却且能冷却均匀，把熔体快速加热至熔炼温度，除去浮渣后将熔体快速降温，有利于获得均匀致密、机械性能高的金属材料。因此直接对熔体进行加热和冷却、便于精确、快速的调节熔炼温度，从而制备要求较高的金属材料。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的在底座设置有电机，所述的电机的输出轴上固设置有齿轮，所述的顶杆的下段部侧壁上固设有齿条，所述的顶杆通过齿轮和齿条啮合传动，当电机顺时针旋转，通过齿轮和齿条传动带动顶杆向上升至加热线圈内，当电机逆时针旋转，通过齿轮和齿条传动带动顶杆向下降退出加热线圈外，所述的顶杆和底座之间还设置有顶杆在炉体的熔腔内上下升降的导向结构。采用齿轮和齿条相配合的传动方式，喷头在移动时速度均匀，操作平稳顺畅，而且调节的行程大，传动精度高。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的导向结构包括在底座上竖直固设有滑道，所述的顶杆的下段部侧壁上还固设有径向向外凸起的滑块，所述的滑块和滑道滑动配合。这样设置的目的是能保证顶杆在底座上呈竖直滑动的有效性。在上述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构中，所述的炉体的上端面上还设置有用于检测炉体内压力的压力表和与压力表间隔分布的排气管，排气管的内端穿过炉体的上端面并延伸炉体的熔腔内，排气管的外端用于与气体回收装置密封连接。这样设置的目的是便于检测炉体内的压力，从而更精确的控制惰性气体的流量，所述的炉体的侧壁上还间隔分布有抽气管、进气管和观察窗，所述的抽气管的内端穿过炉体的侧壁并延伸炉体的熔腔内，抽气管的外端用于与真空泵密封连接，所述的进气管的内端穿过炉体的侧壁并延伸炉体的熔腔内，所述的进气管的外端用于密封连接惰性气体气源。这样设置的目的是能使炉体的熔腔内为真空环境，能够保护熔体，避免在熔炼时空气与熔体发生反应，污染熔体材料。本熔炼金属的方法步骤如下：a：打开观察窗并从观察窗中放置熔体置托盘的底托中；b：启动调节机构中的电机，电机的输出轴顺时针旋转，通过齿轮齿条传动带动顶杆向上升至加热线圈内，即托盘中的底托将熔体上升至加热线圈内；c：启动控制线圈，该控制线圈通过电磁力使熔体悬浮；d：将电机的输出轴调节至逆时针旋转，通过齿轮齿条传动带动顶杆下降退出加热线圈外；e：启动加热线圈，使加热线圈温度达到1500℃-2000℃之间，熔体熔炼成液态，金属内合金元素的熔解及气体、杂质的析出；f：启动冷却通道，致使喷头内放出氩气及氮气，对熔体直接冷却；g：待熔体冷却形成固态时，关闭冷却通道，启动调节机构中的电机，电机的输出轴顺时针旋转，通过齿轮齿条传动带动顶杆向上升至加热线圈内，熔体与托盘的底托抵靠接触；h：关闭控制线圈，控制线圈失去电磁力，且该熔体置于托盘的底托中；i：将电机的输出轴调节至逆时针旋转，通过齿轮齿条传动带动顶杆下降退出加热线圈外；j：打开观察窗并从观察窗中取出熔体。与现有技术相比，本金属熔炼炉的悬浮熔炼机构的优点为：结构设计合理、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，包括其内部具有熔腔的炉体(1)和固设在炉体(1)底部的底座(2)，所述的炉体(1)的熔腔内设置有通电后产生使熔体悬浮的电磁力的控制线圈(3)和通电后用于加热熔体的加热线圈(4)，所述的控制线圈(3)套设于加热线圈(4)外且该两者间隔配合，其特征在于，所述的炉体(1)的下端面的中部位置滑动穿设有能在炉体(1)的熔腔内上下升降的顶杆(5)，顶杆(5)的上端部可拆卸连接有用于放置熔体的托盘，所述的顶杆(5)内设置有冷却通道(6)，所述的托盘上具有与托盘的冷却通道(6)相连通并能用于冷却托盘内熔体的冷却装置。

【技术特征摘要】
1.一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，包括其内部具有熔腔的炉体(1)和固设在炉体(1)底部的底座(2)，所述的炉体(1)的熔腔内设置有通电后产生使熔体悬浮的电磁力的控制线圈(3)和通电后用于加热熔体的加热线圈(4)，所述的控制线圈(3)套设于加热线圈(4)外且该两者间隔配合，其特征在于，所述的炉体(1)的下端面的中部位置滑动穿设有能在炉体(1)的熔腔内上下升降的顶杆(5)，顶杆(5)的上端部可拆卸连接有用于放置熔体的托盘，所述的顶杆(5)内设置有冷却通道(6)，所述的托盘上具有与托盘的冷却通道(6)相连通并能用于冷却托盘内熔体的冷却装置。2.根据权利要求1所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的冷却装置包括若干个耐高温的喷头(7)，所述的托盘包括其内部具有储存腔的扁平盘状体(8)，所述的扁平盘状体(8)的上端面设置有带有底托(9)的支架(10)，处于支架(10)内的扁平盘状体(8)的上端面上还设置有若干个与所述的储存腔相连通的安装孔，所述的喷头(7)对应安装在所述的安装孔中且该喷头(7)的喷嘴正对于底托(9)的底部，当顶杆(5)和托盘可拆卸连接后且该冷却通道(6)的上端与储存腔相连通，冷却通道(6)的下端用于连接冷却气源。3.根据权利要求2所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的喷头(7)呈圆柱状，所述的喷头(7)的外壁上设置有外螺纹，所述的安装孔的内壁上设置有内螺纹，所述的喷头(7)通过外螺纹螺旋连接于安装孔的内螺纹上。4.根据权利要求3所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的扁平盘状体(8)的下端面的中部位置固设有连接套(11)，所述的连接套(11)的内壁上具有内螺纹，所述的顶杆(5)的上端的外壁上设置有外螺纹，所述的顶杆(5)通过外螺纹可拆卸螺旋连接于连接套(11)的内螺纹上且该顶杆(5)的上端伸进所述的扁平盘状体(8)的储存腔内并与储存腔相连通，所述的顶杆(5)和连接套(11)之间还具有密封结构。5.根据权利要求4所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的密封结构包括顶杆(5)外壁的中部位置固设有橡胶密封环(12)，所述的连接套(11)的下端的内壁上设置有密封槽，当顶杆(5)通过外螺纹可拆卸螺旋连接于连接套(11)的内螺纹上时且该橡胶密封环(12)密封作用于所述的密封槽中。6.根据权利要求5所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的底托(9)呈弧形碗状，所述的底托(9)中分布有若干个贯穿孔(13)。7.根据权利要求6所述的一种金属熔炼炉的悬浮熔炼机构，其特征在于，所述的在底座(2)设置有电机(14)，所述的电机(14)的输出轴上固设置有齿轮(15)，所述的顶杆(5)的下段部侧壁上固设有齿条(16)，所述的顶杆(5)通过齿轮(15)和齿条(16)啮合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华东，许双峰，张简阳，贾小朋，陈振，
申请(专利权)人：徐州金虹钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32