本发明专利技术涉及基于中频感应炉的高温熔炼装置，包括为炉体和给物料加热的感应炉线圈及石英保护管；保护管置于炉体和感应炉线圈之间；炉体包括石墨坩埚盖、石墨坩埚、石墨垫片和氧化铝坩埚；石墨坩埚盖子置于石墨坩埚顶部，且其中心开有圆孔；石墨垫片置于石墨坩埚内，且位于石墨坩埚底部，石墨垫片上具有沿圆周条幅分布的进气槽，保护气体经石墨坩埚底部通孔和石墨垫片导气槽进入石墨坩埚内；氧化铝坩埚设置在石墨坩埚内；上部气密胶塞和下部气密胶塞分别设置在保护管的顶部和底部，加料管的底部穿过上部气密胶塞与石墨坩埚盖中心孔正对，保护气体进气管穿过下部气密胶塞与通孔连通。此高温熔炼装置可保证小颗粒状金属物料和非金属物料充分熔融，并在整个熔融过程中防止熔体氧化。
【技术实现步骤摘要】
一种基于中频感应炉的高温熔炼装置
本专利技术涉及烧结熔炼设备，具体涉及一种基于中频感应炉的高温熔炼装置。
技术介绍
感应炉是一种利用电磁感应原理加热导磁物料从而进行熔炼或者热处理的一种设备，导磁材料在感应线圈产生的交变磁场作用下产生涡流，涡流在材料的电阻的作用下会产生热量，从而进行加热使物体温度升高。中频率感应炉具有热效率高，加热速度快，生产环境洁净，污染小，温度容易调节，合金元素烧损少等优点，同时由于电磁搅拌作用的存在，金属熔体的成分和温度均匀，广泛应用于工业生产和科学研究。在使用感应炉熔炼颗粒状物料时，由于穿过小颗粒物料的磁通量少而导致物料中产生的涡流的感应电动势低，产生的电阻热少。同时，小颗粒物料在保护气体中散热速度快。导致感应炉对小粒物料的熔炼效果并不理想，容易出现熔化不充分，温度波动大，能耗高等诸多问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种高温熔炼装置，该高温熔炼装置可以有效解决小颗粒状金属物料和非金属物料在中频感应炉中熔融不充分或者不熔融的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于中频感应炉的高温熔炼装置，包括炉体和为炉体加热的感应炉线圈，还包括保护管和辅助结构；所述保护管设置在炉体和感应炉线圈之间，且保护管的轴向长度大于炉体的轴向长度；炉体：包括石墨坩埚盖子、石墨坩埚、石墨垫片和氧化铝坩埚；所述石墨坩埚为顶部开口，底部具有通孔的结构；所述石墨坩埚盖子盖在石墨坩埚的顶部开口上，石墨坩埚盖子上具有中心孔；所述石墨垫片设置在石墨坩埚内，且位于石墨坩埚的底部，石墨垫片上具有通气孔，该通气孔与石墨坩埚底部上的通孔同轴，保护气体通过通气孔和通孔进入石墨坩埚内；所述氧化铝坩埚设置在石墨坩埚内，氧化铝坩埚与石墨坩埚松配合，氧化铝坩埚的轴向长度小于石墨坩埚的轴向长度；辅助结构：包括上部气密胶塞、下部气密胶塞、加料管和进气管；所述上部气密胶塞设置在保护管的顶部，加料管的底部穿过上部气密胶塞与中心孔正对；所述下部气密胶塞设置在保护管的底部，进气管的顶部穿过下部气密胶塞与通孔连通。作为改进，所述保护管为石英制成。作为改进，所述石墨坩埚盖子的底部具有限位凸沿，该限位凸沿沿石墨坩埚盖子周向一圈；所述凸沿的外径小于石墨坩埚的内径。作为改进，所述石墨垫片由支撑部分和通气部分构成；所述支撑部分为石墨制成的实体结构，其直径小于石墨坩埚的内径；所述通气部分包括设置在中心的通气孔和沿通气孔向石墨垫片外边缘延伸的多条进气槽，所述多条进气槽沿石墨垫片周向均匀设置。作为改进，在石墨坩埚的底部与下部气密胶塞之间的保护管内设有中空环状耐火砖。相对于现有技术，本专利技术至少具有如下优点：1、使用本高温熔炼装置时石墨坩埚，石墨坩埚盖子和石墨垫片也同时被加热，此时氧化铝坩埚受到来自各个方向的热辐射，保证了样品的熔化和温度的均匀。2、本专利技术的一个重要的专利技术点在于专利技术了石墨垫片的结构，保护气体进入石墨坩埚之前，先经过石墨垫片上的导流槽预热，避免冷的保护气体直接进入石墨坩埚内部引起石墨坩埚内部温度剧烈波动无法控制温度参数；也避免了因为保护气体对样品的冷却导致样品无法熔解的现象；同时还防止了低温的保护气体直接冲刷氧化铝坩埚造成巨大温差，导致氧化铝坩埚受热不均匀发生破裂，大大提高了实验的安全性。3、本专利技术另一个重要的专利技术点在于将石墨垫片与石墨坩埚组合在一起使用，石墨坩埚，石墨坩埚盖子和石墨垫片都是良好的导磁材料，会在交变磁场产生很大强度的涡流，中达到很高的温度。他们的加入会大大提高交变磁场的利用率，在保证小颗粒状金属物料和非金属物料熔融的同时可以节省大量能源。4、石墨垫片与下部开有通孔的石墨坩埚的配合使用，使得保护气体会先通过炙热的石墨垫片上的导气槽，保护气体中残余的氧气会和石墨反应而消耗掉（高纯保护气体价格昂贵，且无法保证纯对纯净，保护气中残余的氧气会氧化熔体，产生巨大的影响），不会危害冶金熔体，该设计可保证高温熔体在整个熔融过程中不被氧化污染。5、本专利技术提供的高温熔炼装置中保护气最先进入石墨坩埚，石墨坩埚盖子和石墨垫片形成相对封闭的空间，再弥散填充由于上部气密胶塞、石英保护管和下部气密胶塞形成的独立的封闭空间。对高温熔体形成了双重保护，即便出于工艺要求需要中途使用取样器对熔体取样也只会破坏保护管和上下气密胶塞所形成的封闭空间中的保护气氛，石墨坩埚内部依旧持续通有保护气体，不会给熔体造成过大的影响。附图说明图1为本专利技术基于中频感应炉的高温熔炼装置的结构原理图。图2为石墨垫片的立体结构图。图3为图2的俯视图。图4为炉体的内部结构图。图5为石墨坩埚盖子的纵截面图。图6为石墨坩埚与石墨坩埚盖子装配后的纵截面图。图中，加料管1、上部气密胶塞2、保护管3、中心孔4、石墨坩埚盖子5、限位凸沿51、感应炉线圈6、石墨坩埚7、氧化铝坩埚8、石墨垫片10、通孔11、中空环状耐火砖12、下部气密胶塞13、进气管14、支撑部分15、堤板16、进气槽17、通气孔18。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。一种基于中频感应炉的高温熔炼装置，包括炉体和为炉体加热的感应炉线圈6，其特征在于：还包括保护管3和辅助结构；所述保护管3由透明的石英材料制成，设置在炉体和感应炉线圈6之间，且保护管3的轴向长度大于炉体的轴向长度；即将炉体设置在保护管3内，感应炉线圈6设置在保护管外，并且感应线圈在保护管3上的位置与炉体对应，保证炉体可以被加热。实施时，保护管3为石英制成。炉体：包括石墨坩埚盖子5、石墨坩埚7、石墨垫片10和氧化铝坩埚8；所述石墨坩埚7为顶部开口，底部具有通孔11的结构；石墨坩埚7为导磁材料，容易在交变磁场中产生涡流而升高温度，解决了导电率低的物料在中频感应炉中不熔化的问题，石墨坩埚7，石墨坩埚盖子5和石墨垫片10共同组成了相对密闭的空间，保护气体通过进气管14直接进入到该空间对氧化铝坩埚8中的高温熔体9形成了很好的保护。所述石墨坩埚盖子5盖在石墨坩埚7的顶部开口上，石墨坩埚盖子5上具有中心孔4；该中心孔4可以作为后加物料的入口，还可以是观测口，用于观察石墨坩埚7内物料的熔融状态。所述石墨垫片10设置在石墨坩埚7内，且位于石墨坩埚7的底部，石墨垫片10上具有通气孔18，该通气孔18与石墨坩埚7底部上的通孔11同轴，保护气体通过通孔11和通气孔18进入石墨坩埚7内；该进气管14用于进入保护气体，保证石墨坩埚7中的无氧环境，防止高温熔体在熔融过程中氧化。所述氧化铝坩埚8设置在石墨坩埚7内，氧化铝坩埚8与石墨坩埚7松配合，氧化铝坩埚8的轴向长度小于石墨坩埚7的轴向长度；氧化铝坩埚8的外径小于石墨坩埚7的内径。辅助结构：包括上部气密胶塞2、下部气密胶塞13、加料管1和进气管14；所述上部气密胶塞2设置在保护管3的顶部，石英加料管1的穿过上部气密胶塞2与中心孔4正对；所述下部气密胶塞13设置在保护管3的底部，进气管14穿过下部气密胶塞13与通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于中频感应炉的高温熔炼装置，包括炉体和为炉体加热的感应炉线圈（6），其特征在于：还包括保护管（3）和辅助结构；所述保护管（3）设置在炉体和感应炉线圈（6）之间，且保护管（3）的轴向长度大于炉体的轴向长度；炉体：包括石墨坩埚盖子（5）、石墨坩埚（7）、石墨垫片（10）和氧化铝坩埚（8）；所述石墨坩埚（7）为顶部开口，底部具有通孔（11）的结构；所述石墨坩埚盖子（5）盖在石墨坩埚（7）的顶部开口上，石墨坩埚盖子（5）上具有中心孔（4）；所述石墨垫片（10）设置在石墨坩埚（7）内，且位于石墨坩埚（7）的底部，石墨垫片（10）上具有通气孔（18），该通气孔（18）与石墨坩埚（7）底部上的通孔（11）同轴，保护气体通过通气孔（18）和通孔（11）进入石墨坩埚（7）内；所述氧化铝坩埚（8）设置在石墨坩埚（7）内，氧化铝坩埚（8）与石墨坩埚（7）松配合，氧化铝坩埚（8）的轴向长度小于石墨坩埚（7）的轴向长度；辅助结构：包括上部气密胶塞（2）、下部气密胶塞（13）、加料管（1）和进气管（14）；所述上部气密胶塞（2）设置在保护管（3）的顶部，加料管（1）的底部穿过上部气密胶塞（2）与中心孔（4）正对；所述下部气密胶塞（13）设置在保护管（3）的底部，进气管（14）的顶部穿过下部气密胶塞（13）与通孔（11）连通。...
【技术特征摘要】
1.一种基于中频感应炉的高温熔炼装置，包括炉体和为炉体加热的感应炉线圈（6），其特征在于：还包括保护管（3）和辅助结构；所述保护管（3）设置在炉体和感应炉线圈（6）之间，且保护管（3）的轴向长度大于炉体的轴向长度；炉体：包括石墨坩埚盖子（5）、石墨坩埚（7）、石墨垫片（10）和氧化铝坩埚（8）；所述石墨坩埚（7）为顶部开口，底部具有通孔（11）的结构；所述石墨坩埚盖子（5）盖在石墨坩埚（7）的顶部开口上，石墨坩埚盖子（5）上具有中心孔（4）；所述石墨垫片（10）设置在石墨坩埚（7）内，且位于石墨坩埚（7）的底部，石墨垫片（10）上具有通气孔（18），该通气孔（18）与石墨坩埚（7）底部上的通孔（11）同轴，保护气体通过通气孔（18）和通孔（11）进入石墨坩埚（7）内；所述氧化铝坩埚（8）设置在石墨坩埚（7）内，氧化铝坩埚（8）与石墨坩埚（7）松配合，氧化铝坩埚（8）的轴向长度小于石墨坩埚（7）的轴向长度；辅助结构：包括上部气密胶塞（2）、下部气密胶塞（13）、加料管（1）和进气管（14）；所述上部气密胶塞（2）设置在保护管（3）...
【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，严建川，谭敏，商志强，彭鑫，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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