[實(shí)用新型]一種熔煉爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820011944.9
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN201176454Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜周華;李花兵;曹陽
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C22C33/00
• 分類號: C22C33/00;C22C1/08;F27B14/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 崔蘭蒔

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬冶金設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及可在真空和加壓條件下對特種合金進(jìn)行冶煉的熔煉爐。

背景技術(shù)

目前對特種合金進(jìn)行真空冶煉的冶金爐，常采用真空感應(yīng)爐，該爐包括真空系統(tǒng)、爐體、加料裝置、測溫裝置、澆鑄系統(tǒng)等。但對冶煉某些含易揮發(fā)元素和氣體元素的鋼種，如高氮鋼，無法滿足冶煉工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)無法冶煉某些含易揮發(fā)元素和氣體元素鋼種的弊病，提供一種熔煉爐。該爐旨在通過提高冶金反應(yīng)體系壓力改變冶金反應(yīng)熱力學(xué)條件，并通過壓力的變化速度，改變冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件，獲得常壓下無法制備的特殊材料。該爐能夠提高易揮發(fā)性元素(Ca、Mg、Na、K...)和氣體的溶解度(N、H)，并改變冶金反應(yīng)方向和趨勢，同時對合金的凝固行為發(fā)生重要影響。可用該爐進(jìn)行加壓冶金的冶金學(xué)基礎(chǔ)研究，如溶解、反應(yīng)、凝固等規(guī)律，尤其是在加壓條件下可制備高氮鋼、泡沫金屬等特殊新材料。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：包括上爐體、上爐體、爐蓋升降裝置、真空系統(tǒng)、加料裝置、測溫裝置、澆鑄觀察孔、冶煉觀察孔、感應(yīng)線圈、電極轉(zhuǎn)軸、水冷銅排和中頻電源。其特征是：真空系統(tǒng)氣路中設(shè)有抽真空和充氣加壓工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換用的氣動換向閥門；澆鑄觀察孔和冶煉觀察孔上的透視窗上設(shè)有氣體除塵裝置；下爐體上設(shè)有防暴用安全閥；上爐體和下爐體之間設(shè)有用以連接緊鎖的至少兩只弧形卡環(huán)，弧形卡環(huán)間設(shè)有調(diào)節(jié)弧形卡環(huán)鎖緊力的拉桿；電極轉(zhuǎn)軸與爐體軸座之間設(shè)有轉(zhuǎn)軸第一密封裝置和轉(zhuǎn)軸第二密封裝置；氣動換向閥門一側(cè)設(shè)有與供氣系統(tǒng)相連的接口；爐內(nèi)的感應(yīng)線圈之導(dǎo)線是水冷圓管型導(dǎo)線。真空系統(tǒng)包含有旋片泵、羅茨泵、氣動換向閥門和爐殼內(nèi)腔依次管連接。供氣系統(tǒng)至少包含有氣瓶、針閥組成的兩組氣源并聯(lián)供氣系統(tǒng)，其氣源輸出總管上接有第一充氣閥、第二充氣閥、第三充氣閥，第三充氣閥出口與氣動換向閥門上的接口管連接，為熔煉爐供氣，第二充氣閥出口與冶煉觀察孔供氣接口管連接，吹掃其透視窗灰塵，第一充氣閥出口與澆鑄觀察孔供氣接口管連接，吹掃其透視窗灰塵，在氣動換向閥門接口前供氣系統(tǒng)管路上設(shè)有壓力傳感器、放氣閥、超壓放氣閥、消音器依次管連接組成超壓消聲放氣系統(tǒng)，壓力傳感器與超壓放氣閥信號連接。澆鑄觀察孔、冶煉觀察孔均設(shè)有攝像頭，監(jiān)控澆鑄或冶煉過程。感應(yīng)線圈、電極轉(zhuǎn)軸、水冷銅排、中頻電源依次電連接。熔煉爐的工作壓力范圍3Pa～6MPa。

其中氣動換向閥門為氣動擋板式結(jié)構(gòu)，爐體采用雙層水冷式結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為不銹鋼制造，按壓力容器要求制備，安全最高工作壓力為6MPa，外層為碳鋼制造。爐口密封為自緊壓縮密封式，并通過上爐蓋上的液壓措齒鎖緊機(jī)構(gòu)，使?fàn)t口密封能在真空及正壓下工作；爐體上設(shè)有加料裝置，有四個加料倉，可在真空及正壓下，通過外面電機(jī)及減速機(jī)傳動分次加入不同合金料，爐體上設(shè)有的測溫裝置按壓力容器設(shè)計對其設(shè)計，內(nèi)部采用齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)，并于電機(jī)傳動相連帶動熱電偶上升下降，由編碼器反饋顯示熱電偶行程位置，實(shí)現(xiàn)測溫。熱電偶采用雙鉑銠熱電偶絲，熱偶絲外面采用金屬陶瓷保護(hù)管，同時配有數(shù)字顯示的二次儀表。

爐內(nèi)設(shè)有感應(yīng)線圈采用圓紫銅管制造，感應(yīng)器能夠在真空及爐內(nèi)充正壓狀態(tài)下工作。澆鑄裝置采用液壓傾轉(zhuǎn)方式，可以實(shí)現(xiàn)澆鑄速度連續(xù)可調(diào)。

供氣系統(tǒng)：設(shè)置氣體匯流排，可連接六支氣瓶。匯流排上設(shè)置一塊壓力顯示表，配置針閥和充氣閥與爐內(nèi)連通，滿足加壓熔煉氣氛要求。

安全保護(hù)系統(tǒng)：設(shè)置三種保護(hù)方式：設(shè)置電動放氣閥，可以用于壓力傳感器設(shè)置安全壓力，控制放氣超壓自動放氣；設(shè)置安全仿暴系統(tǒng)，其中設(shè)有安全閥，超過安全壓力自動放氣，以及設(shè)置防爆片可在壓力突然升高時放氣。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果是，能夠?qū)崿F(xiàn)真空和加壓條件下對特種合金的冶煉，特別是通過提高冶金反應(yīng)體系的壓力，改變冶金反應(yīng)體系的熱力學(xué)條件，并通過壓力的變化速度來改變冶金反應(yīng)體系的動力學(xué)條件，以獲得在常壓下無法制備的特殊材料。該爐能夠提高易揮發(fā)性元素和氣體在合金中的溶解度，并改變反應(yīng)的方向和趨勢，同時對合金的凝固行為發(fā)生重要影響。可利用該爐進(jìn)行加壓冶金的理論基礎(chǔ)研究，如溶解、反應(yīng)、凝固等規(guī)律，尤其是在加壓條件下可制備高氮鋼、泡沫金屬等特殊新材料。該設(shè)備適合于真空和加壓條件特種合金的冶煉，尤其適于冶煉高氮鋼、含易揮發(fā)元素的特種鋼，適合于大型鋼鐵企業(yè)及技術(shù)中心、高校和科研院所開發(fā)新品種及特種合金冶煉的冶金學(xué)理論基礎(chǔ)研究。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型熔煉爐的主視圖。

圖2是圖1中電解轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型熔煉爐的左視圖。

圖4是本實(shí)用新型熔煉爐的俯視圖。