[实用新型]一种熔炼炉

说明书

技术领域

本实用新型属冶金设备领域，特别是涉及可在真空和加压条件下对特种合金进行冶炼的熔炼炉。

背景技术

目前对特种合金进行真空冶炼的冶金炉，常采用真空感应炉，该炉包括真空系统、炉体、加料装置、测温装置、浇铸系统等。但对冶炼某些含易挥发元素和气体元素的钢种，如高氮钢，无法满足冶炼工艺要求。

发明内容

本实用新型针对现有技术无法冶炼某些含易挥发元素和气体元素钢种的弊病，提供一种熔炼炉。该炉旨在通过提高冶金反应体系压力改变冶金反应热力学条件，并通过压力的变化速度，改变冶金反应的动力学条件，获得常压下无法制备的特殊材料。该炉能够提高易挥发性元素(Ca、Mg、Na、K...)和气体的溶解度(N、H)，并改变冶金反应方向和趋势，同时对合金的凝固行为发生重要影响。可用该炉进行加压冶金的冶金学基础研究，如溶解、反应、凝固等规律，尤其是在加压条件下可制备高氮钢、泡沫金属等特殊新材料。

本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案是：包括上炉体、上炉体、炉盖升降装置、真空系统、加料装置、测温装置、浇铸观察孔、冶炼观察孔、感应线圈、电极转轴、水冷铜排和中频电源。其特征是：真空系统气路中设有抽真空和充气加压工作状态转换用的气动换向阀门；浇铸观察孔和冶炼观察孔上的透视窗上设有气体除尘装置；下炉体上设有防暴用安全阀；上炉体和下炉体之间设有用以连接紧锁的至少两只弧形卡环，弧形卡环间设有调节弧形卡环锁紧力的拉杆；电极转轴与炉体轴座之间设有转轴第一密封装置和转轴第二密封装置；气动换向阀门一侧设有与供气系统相连的接口；炉内的感应线圈之导线是水冷圆管型导线。真空系统包含有旋片泵、罗茨泵、气动换向阀门和炉壳内腔依次管连接。供气系统至少包含有气瓶、针阀组成的两组气源并联供气系统，其气源输出总管上接有第一充气阀、第二充气阀、第三充气阀，第三充气阀出口与气动换向阀门上的接口管连接，为熔炼炉供气，第二充气阀出口与冶炼观察孔供气接口管连接，吹扫其透视窗灰尘，第一充气阀出口与浇铸观察孔供气接口管连接，吹扫其透视窗灰尘，在气动换向阀门接口前供气系统管路上设有压力传感器、放气阀、超压放气阀、消音器依次管连接组成超压消声放气系统，压力传感器与超压放气阀信号连接。浇铸观察孔、冶炼观察孔均设有摄像头，监控浇铸或冶炼过程。感应线圈、电极转轴、水冷铜排、中频电源依次电连接。熔炼炉的工作压力范围3Pa～6MPa。

其中气动换向阀门为气动挡板式结构，炉体采用双层水冷式结构，内层为不锈钢制造，按压力容器要求制备，安全最高工作压力为6MPa，外层为碳钢制造。炉口密封为自紧压缩密封式，并通过上炉盖上的液压措齿锁紧机构，使炉口密封能在真空及正压下工作；炉体上设有加料装置，有四个加料仓，可在真空及正压下，通过外面电机及减速机传动分次加入不同合金料，炉体上设有的测温装置按压力容器设计对其设计，内部采用齿轮齿条传动机构，并于电机传动相连带动热电偶上升下降，由编码器反馈显示热电偶行程位置，实现测温。热电偶采用双铂铑热电偶丝，热偶丝外面采用金属陶瓷保护管，同时配有数字显示的二次仪表。

炉内设有感应线圈采用圆紫铜管制造，感应器能够在真空及炉内充正压状态下工作。浇铸装置采用液压倾转方式，可以实现浇铸速度连续可调。

供气系统：设置气体汇流排，可连接六支气瓶。汇流排上设置一块压力显示表，配置针阀和充气阀与炉内连通，满足加压熔炼气氛要求。

安全保护系统：设置三种保护方式：设置电动放气阀，可以用于压力传感器设置安全压力，控制放气超压自动放气；设置安全仿暴系统，其中设有安全阀，超过安全压力自动放气，以及设置防爆片可在压力突然升高时放气。

本实用新型相比现有技术具有的有益效果是，能够实现真空和加压条件下对特种合金的冶炼，特别是通过提高冶金反应体系的压力，改变冶金反应体系的热力学条件，并通过压力的变化速度来改变冶金反应体系的动力学条件，以获得在常压下无法制备的特殊材料。该炉能够提高易挥发性元素和气体在合金中的溶解度，并改变反应的方向和趋势，同时对合金的凝固行为发生重要影响。可利用该炉进行加压冶金的理论基础研究，如溶解、反应、凝固等规律，尤其是在加压条件下可制备高氮钢、泡沫金属等特殊新材料。该设备适合于真空和加压条件特种合金的冶炼，尤其适于冶炼高氮钢、含易挥发元素的特种钢，适合于大型钢铁企业及技术中心、高校和科研院所开发新品种及特种合金冶炼的冶金学理论基础研究。

附图说明

图1是本实用新型熔炼炉的主视图。

图2是图1中电解转轴密封结构示意图。

图3是本实用新型熔炼炉的左视图。

图4是本实用新型熔炼炉的俯视图。