[实用新型]一种感应熔炼用多级结构红外测温装置

说明书

技术领域

本实用新型属于铸造设备技术领域，尤其是涉及一种真空感应熔炼用红外测温装置与测温方法。

背景技术

真空感应熔炼技术由于效率高、耗能少，且具有强烈的电磁搅拌作用有利于消除成分偏析，近年来广泛应用于镍基高温合金、钛合金、不锈钢、超高强度钢等特种合金材料的生产。真空感应熔炼过程中，通常要在高温高真空高搅拌的条件下对合金液进行精炼，且要控制合适的浇注温度。因此，实现合金熔体温度的精确测量，对实现最终合金组分的高纯净度与高准确度都起着关键的作用。

当前感应熔炼中，通常采用的测温方法是利用热电偶对熔融的合金液进行接触式测温，这种方法存在三个问题，其一，热电偶伸入合金液中，感知钢水的温度需要一定的时间，无法快速响应测温，影响生产效率；其二，高温下热电偶保护套管不可避免的会与合金熔体发生反应，尤其真空感应熔炼高熔点或者含高活性合金时，高温下热电偶保护套管与熔体的反应产物作为杂质影响合金液的纯净度，严重影响合金质量；其三，由于真空感应熔炼伴随着产生强大的电磁场，处于感应线圈上方的热电偶所产生的热电势不可避免地受到该强大电磁场的影响，熔体温度难以准确测量。因此，采用热电偶无法实现快速、长时、连续的测温。

红外测温是一种非接触式的测温方式，可以避免以上问题。但是，目前传统采用的手持式红外测温仪并不适合应用于真空感应熔炼中，主要问题在于：首先，手持式红外测温仪测温点为人为控制，测温点不稳定，非常容易产生误差；其次，由于需要人为手持红外测温仪，所以无法实现连续测量；最后，红外测温易受周围环境的影响，而真空感应熔炼在高温高真空条件下对合金进行熔炼，合金熔体的气化、挥发以及工作介质在高温下产生的烟气等，会使得熔炼坩埚附近产生大量的尘土烟气，这些物质通常很容易附着在红外测温仪测温口的玻璃窗口上，从而对测温的准确性产生很大的影响。目前有些红外测温仪通过吹扫的方式消除烟气影响，但该方式同样不适合用于真空感应熔炼，首先吹扫的效果并不稳定，其次吹扫出的气体必然会对待测温的合金熔体表面温度产生影响，导致其温度下降，测温不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种红外测温装置与测温方法。

本实用新型完整的技术方案包括：

一种感应熔炼用多级结构红外测温装置，包括红外测温探头、视窗、多级红外测温管和固定装置；其特征在于，

所述红外测温探头用以产生测温用的红外光线，所述视窗位于红外测温探头前方；所述多级红外测温管使红外光线通过、聚焦且形成照射于待测温目标上的光斑，并且对测温过程中产生的烟尘和/或蒸汽进行吸附；所述多级红外测温管包括多级结构，每一级结构均包括小孔，所述多级结构沿着烟尘和/或蒸汽的前进方向，内径依次增大；

所述固定装置用以将所述红外测温装置固定，使测温用红外光线形成的光斑照射于待测温目标上。

优选的，所述的红外测温装置为真空感应熔炼用红外测温装置。

优选的，所述的多级红外测温管包括三级结构，所述三级结构沿着烟尘和/或蒸汽的前进方向，内径依次增大，所述的三级结构的长度设计使红外测温探头产生的光线在对焦时使得焦点位于其中一级结构的下方小孔处。

优选的，所述的三级结构均包括上方的小孔和下方的内螺纹段，三级结构通过螺纹连接，可拆卸。

优选的，所述的三级结构中，下部为第一级结构，第一级结构下端通过接头与挡板连接。

优选的，所述的多级红外测温管外设有波纹管，所述的波纹管位于上法兰和下法兰之间，所述的上法兰和下法兰通过双头螺栓与上螺母实现固定，并可通过螺母的位置调整实现波纹管的倾斜度调整。

优选的，所述的红外测温装置通过固定装置固定于真空感应熔炼炉的炉体法兰上。

利用上述的感应熔炼用多级结构红外测温装置进行测温的方法，其特征在于，在真空感应熔炼的过程中，打开红外测温探头，对熔炼过程进行实时连续测温，感应熔炼过程产生的灰尘和蒸汽从多级红外测温管的第一级结构的下端小孔进入，并在上升过程中部分沉积在多级红外测温管内壁中，剩余的少量灰尘和蒸汽依次进入第二、三级结构，并分别同样经历上述过程被沉积。

本实用新型相对于现有技术的优点在于：

1.本实用新型针对感应熔炼中出现的灰尘和蒸汽，采用多级结构连接的方式，使得灰尘和蒸汽在上升过程中沉积在多级红外测温管的内壁上，防止附着在测温口的玻璃窗口上，从而实现连续、精确测温。

2.多级结构采用内径依次增大的设计方式，提高了灰尘和蒸汽的沉积效率。