[發(fā)明專利]一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)及其熔煉金屬的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910080551.6
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109654877A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李華東;許雙峰;張簡陽;賈小朋;陳振
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州金虹鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: F27B14/04
• 分類號: F27B14/04;F27B14/08;F27B14/14;F27D9/00;F27D21/00
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本發(fā)明提供了一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)及其熔煉金屬的方法，屬于金屬熔煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的懸浮熔煉機構(gòu)中不能精確的控制熔體的熔煉溫度的問題。本金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)，包括爐體和底座，爐體的熔腔內(nèi)設(shè)置有控制線圈和加熱線圈，控制線圈套設(shè)于加熱線圈外且該兩者間隔配合，爐體的下端面的中部位置滑動穿設(shè)有能在爐體的熔腔內(nèi)上下升降的頂桿，頂桿的上端部可拆卸連接有用于放置熔體的托盤，頂桿內(nèi)設(shè)置有冷卻通道，托盤上具有與托盤的冷卻通道相連通并能用于冷卻托盤內(nèi)熔體的冷卻裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡單，托盤上具有冷卻裝置且能通過冷卻裝置直接對熔體進行冷卻，能夠精確的控制熔體的熔煉溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬熔煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)。

背景技術(shù)

懸浮熔煉技術(shù)是指：在熔煉過程中將熔體放置在磁場內(nèi)，電磁力與重力抵消，從而使熔體處于懸浮狀態(tài)，然后對熔體進行高溫加熱，從而制取所需的材料。在對熔體進行懸浮熔煉時，溫度是重要的控制指標(biāo)。如果熔煉溫度過低，不利于合金元素的熔解及氣體、雜質(zhì)的析出；如果熔煉溫度過高，熔體容易氧化，部分合金金屬的燒損也越嚴重，會導(dǎo)致合金的機械性能下降；另外，熔體在不同溫度下熔煉，得到的金屬材料的性狀也會不同。

懸浮熔煉機構(gòu)是熔體進行懸浮熔煉的設(shè)備的主要機構(gòu)，目前常用的懸浮熔煉機構(gòu)中的冷卻系統(tǒng)是針對金屬熔煉爐進行冷卻，從而控制熔煉時的溫度。但該方式降溫較慢，不能精確的控制熔體的熔煉溫度，在實際使用時，針對小塊金屬且該金屬從固態(tài)熔化為液態(tài)的時間較短，因此，溫度緩慢變化會直接影響金屬材料的形狀，無法制造得出要求較高的金屬材料，冷卻系統(tǒng)對于熔體的溫度控制，使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、能精確控制熔體溫度、使用方便的金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)，包括其內(nèi)部具有熔腔的爐體和固設(shè)在爐體底部的底座，所述的爐體的熔腔內(nèi)設(shè)置有通電后產(chǎn)生使熔體懸浮的電磁力的控制線圈和通電后用于加熱熔體的加熱線圈，所述的控制線圈套設(shè)于加熱線圈外且該兩者間隔配合，其特征在于，所述的爐體的下端面的中部位置滑動穿設(shè)有能在爐體的熔腔內(nèi)上下升降的頂桿，頂桿的上端部可拆卸連接有用于放置熔體的托盤，所述的頂桿內(nèi)設(shè)置有冷卻通道，所述的托盤上具有與托盤的冷卻通道相連通并能用于冷卻托盤內(nèi)熔體的冷卻裝置。

本金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)的爐體的熔腔進行熔煉，該控制線圈通入變頻電流，作用在熔體上的電磁力與重力平衡從而使熔體平穩(wěn)的懸浮起來；另外，加熱線圈通入工頻電流，用于加熱熔體；具體的，加熱線圈位于控制線圈的腔體內(nèi)；由于熔煉時加熱線圈的溫度達1500℃至2000℃。因此將控制線圈設(shè)置在加熱線圈的外側(cè)，避免控制線圈受高溫烘烤發(fā)生損壞。本金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)主要在托盤上設(shè)置冷卻裝置，并通過冷卻裝置直接作用于熔體，對熔體產(chǎn)生冷卻作用。

在上述的一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)中，所述的冷卻裝置包括若干個耐高溫的噴頭，所述的托盤包括其內(nèi)部具有儲存腔的扁平盤狀體，所述的扁平盤狀體的上端面設(shè)置有帶有底托的支架，處于支架內(nèi)的扁平盤狀體的上端面上還設(shè)置有若干個與所述的儲存腔相連通的安裝孔，所述的噴頭對應(yīng)安裝在所述的安裝孔中且該噴頭的噴嘴正對于底托的底部，當(dāng)頂桿和托盤可拆卸連接后且該冷卻通道的上端與儲存腔相連通，冷卻通道的下端用于連接冷卻氣源。在實際制造時，該冷卻氣源為低溫氬氣或氮氣，該氬氣和氮氣均為惰性氣體，使用惰性氣體對熔體冷卻能夠避免冷卻氣體與熔體發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致熔體的性狀發(fā)生變化。

在上述的一種金屬熔煉爐的懸浮熔煉機構(gòu)中，所述的噴頭呈圓柱狀，所述的噴頭的外壁上設(shè)置有外螺紋，所述的安裝孔的內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述的噴頭通過外螺紋螺旋連接于安裝孔的內(nèi)螺紋上。當(dāng)熔煉時加熱線圈內(nèi)的溫度可達1500℃至2000℃，噴頭是最接近加熱線圈的，噴頭容易在加熱線圈的高溫烘烤下發(fā)生損壞；這樣設(shè)置的目的是為了便于更換噴頭。