一种带气氛保护罩的感应炉的制作方法

xiaoxiao2022-5-17  102

一种带气氛保护罩的感应炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带气氛保护罩的感应炉;属于金属熔炼技术领域。
【背景技术】
[0002]感应炉由于加热速度快、效率高,是熔炼金属的常用设备。尽管真空感应炉本身具有真空和控制气氛熔炼的功能,但由于其造价贵、维护成本高、而且设备尺寸不宜做大,导致其使用受限。而普通感应炉则与之相反,由于不用考虑真空的问题,使得整体结构大大简化。普通感应炉的主要部件有感应器、炉体、电源、电容和控制系统等部分构成,炉膛一般是敞开式,与空气直接接触,这使得金属在熔炼过程中容易与空气接触而产生氧化,导致金属熔体受到污染。如何解决普通感应炉熔炼金属过程的气氛保护,防止金属氧化等问题,是决定普通感应炉能否有效熔炼金属的关键。
[0003]从文献检索的结果看,目前只有少量涉及普通感应气氛保护的装置。如公开号为CN203530361U的《感应炉钢液或铁液吹氩保护浇铸装置》,采用直接向感应炉口吹氩气的方式,希望保护钢液或铁液避免氧化,但由于没有将炉膛和空气隔离,氩气快速扩散到空气中,导致氩气消耗量较大,保护效果也比较差。另外,公开号为CN103451371A的《感应炉钢液覆盖吹氩保护浇铸工艺及装置》,则是将吹氩管穿过钢液表面覆盖的渣料硬壳,伸入钢液表面与渣料凝固之间的缝隙,吹入氩气进行保护,这种工艺及装置的前提是钢液表面有覆盖剂,可是大多数金属熔炼过程并没有覆盖剂,因此该工艺及装置实验范围有限;而且直接将氩气吹在钢液表面,容易导致局部冷钢,同时氩气与熔融态覆盖剂结合可能导致覆盖剂乳化冒槽。

【发明内容】

[0004]本实用新型针对现有感应炉存在的不足,提供一种带气氛保护罩的感应炉,该感应炉可显著减少金属氧化,提高金属的纯净度。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。
[0006]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;所述带气氛保护罩的感应炉包括炉体
(14)和气氛保护罩(15);所述气氛保护罩(15)设置在炉体(14)的炉口上方;所述气氛保护罩(15)上设有出气导管(3)和进气导管(4);所述出气导管(3)设置在气氛保护罩(15)的顶部,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,出气导管(3)与炉体(14)连通;所述进气导管(4)设置在气氛保护罩(15)的侧壁,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,进气导管⑷与炉体(14)连通。
[0007]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,在对接处采用耐火泥(13)密封。
[0008]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;所述气氛保护罩(15)包括罩体外壳(I)和内衬(2);所述罩体外壳(I)为无磁钢外壳;所述内衬(2)为耐火内衬。在本实用新型中,所述无磁钢外壳为无磁钢材质加工成的外壳;所述耐火内衬为耐火材料制成的内衬。
[0009]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;所述进气导管(4)通过软管(5)与流量计(6)对接,所述流量计(6)通过软管(5a)与带有气阀(7)的储气装置(8)对接。
[0010]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;进气导管(4)为无磁钢进气导管;出气导管(3)为无磁钢出气导管。在本实用新型中,所述无磁钢进气导管是以无磁钢为原料加工成的进气导管,所述无磁钢出气导管是以无磁钢为原料加工成的出气导管。
[0011]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;出气导管⑶的长度为10-20cm ;进气导管(4)的长度为10-20cm?
[0012]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;所述炉体可为现有带敞开式炉膛的感应炉。
[0013]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;储气装置(8)优选为储气瓶。
[0014]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;进气导管(4)设置在气氛保护罩(15)的侧壁,当气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,进气口不是正对炉口,在冶炼过程中,不会出现金属熔体局部过冷等现象。
[0015]本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉;出气导管(3)出来的气体可通过软管进入下一台带气氛保护罩的感应炉的进气导管(4)并参与该台感应炉的冶炼过程。出气导管
(3)出来的气体也可经净化处理至达到国家排放标准后排空。
[0016]原理及优势
[0017]本实用新型中,由于采用半密封式的气氛保护罩(15),通过巧妙设计出气导管
(3)与进气导管(4)的位置,解决了现有技术中存在的保护效果差、保护气体大量浪费等问题。同时也因为进气口不是正对炉口,也就避免了金属熔体局部过冷等现象的出现。
[0018]本实用新型所述的一种带气氛保护罩的感应炉;所述气氛保护罩由外壳(I)和内衬(2)双层结构组成,外壳采用无磁钢的主要目的是起结构支撑作用,内衬采用耐火材料主要目的是起耐温隔热作用。外壳、出气导管(3)和进气导管(4)采用无磁钢的另一原因主要是减少或避免感应炉电磁场产生的热效应。另外,出气导管和进气导管的长度设计为10-20cm的主要原因是考虑到软管耐高温能力较差,出气导管和进气导管恰当的长度能避免导管与软管连接处温度过高。除此之外,本实用新型所述的一种普通感应炉气氛保护罩装置在使用时采用耐火泥密封保护罩与感应炉炉面连接处,主要的目的是提高气密性。
[0019]气体流通方面:本实用新型所述的一种带气氛保护罩的感应炉,首先是利用炉膛口附近温度比环境温度高的特点,使保护罩内形成正压,从而使得空气难以进入保护罩,保护罩内的气氛由通入气体控制。然后,气体流通方式采用下进上出的方式,主要原因是罩体下部温度较高,上部温度较低,从下部通入的气体受热膨胀,通过自然对流的方式从罩体上部排出,从而使得前期排出空气和后续控制炉膛内气氛的效果更好。
[0020]本实用新型与现有技术和装置相比,具有以下优势:
[0021]I)对普通感应炉炉膛内气氛控制更好,能有效保护金属熔炼过程。
[0022]2)由于对普通感应炉路口进行了封闭,使得保护气用量大幅减少。
[0023]3)进气口不是正对炉口,不会出现金属熔体局部过冷等现象。
[0024]4)结构简单,造价较低。
[0025]5)操作简便、容易安装和拆卸。
【附图说明】
[0026]附图1为本实用新型的结构示意图;
[0027]附图2 为本实用新型所设计气氛保护罩的结构示意图
[0028]图1中,I为罩体外壳,2为罩体内衬(简称为内衬),3为出气导管,4为进气导管,5为连接进气导管与流量计的软管,5a为连接流量计与气阀的软管,6为流量计,7为气阀,8为储气装置,9为感应炉炉壳,10为感应器,11为炉内衬,12为金属熔体,13为耐火泥;其中罩体外壳1、罩体内衬2、出气导管3、进气导管4构成气氛保护罩15 ;软管5、流量计6、软管5a、气阀7、储气装置8依次连接后,构成保护气体提供与控制装置;感应炉炉壳9、感应器10、炉内衬11构成炉体14 ;气氛保护罩15与炉体14对接后,在对接处采用耐火泥13密封。
[0029]附图2中,I为罩体外壳,2为罩体内衬(简称为内衬),3为出气导管,4为进气导管,其中罩体外壳1、罩体内衬2、出气导管3、进气导管4构成气氛保护罩15 ;从图2中可以看出,出气导管、进气导管镶嵌在由罩体外壳和罩体内衬构成的整体中,在工业化应用过程中,出气导管、进气导管伸入由罩体内衬与炉体构成的腔体中的长度不宜过长;最适当的长度为恰好贯穿的罩体内衬。
【具体实施方式】
[0030]下面结合结构示意图1和实施例1对本实用新型作进一步说明。
[0031]附图1所示为本实用新型一种带气氛保护罩的感应炉,所述带气氛保护罩的感应炉包括炉体(14)和气氛保护罩(15);所述气氛保护罩(15)设置在炉体(14)的炉口上方;所述气氛保护罩(15)上设有出气导管(3)和进气导管(4);
[0032]所述气氛保护罩(15)包括罩体外壳(I)和内衬(2);所述罩体外壳(I)为无磁钢夕卜壳;
[0033]所述出气导管(3)设置在气氛保护罩(15)的顶部,且气氛保护罩(15)与炉体
(14)对接后,出气导管(3)与炉体(14)连通;所述进气导管⑷设置在气氛保护罩(15)的侧壁,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,进气导管⑷与炉体(14)连通。
[0034]所述进气导管(4)通过软管(5)与流量计(6)对接,所述流量计(6)通过软管(5a)与带有气阀(7)的储气装置(8)对接。所述进气导管(4)为无磁钢进气导管;出气导管(3)为无磁钢出气导管。所述出气导管(3)的长度为10-20cm;所述进气导管(4)的长度为 10-20cm。
[0035]当气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,在对接处采用耐火泥(13)密封。
[0036]实施例1:
[0037]结合附图1,对本实用新型所涉的一种带气氛保护罩的感应炉进行检验;
[0038]首先将50kg的含铝钢装入炉体(14),然后将气氛保护罩(15)对接于炉体(14)的炉口处,采用耐火泥(13)密封对接处,使得炉体(14)、气氛保护罩(15)构成只能通过进气口和出气口进行气体交换;接着通过软管(5)将进气导管⑷与流量计(6)对接上,流量计
(6)通过软管(5a)与气阀(7)的储气装置⑶对接;在感应炉加热之前,提前30min打开气阀(7),以0.5L/min的流量向炉内通入氩气排出空气;接着打开感应炉电源控制开关进行加热,同时将氩气流量控制在0.2L/min对无磁钢进行保护恪炼;恪炼结束后关闭感应炉电源控制开关停止加热,继续通入氩气直到钢液凝固冷却;最后关闭气阀(7),拆除保护罩
(15)和耐火泥(13)对熔炼后的无磁钢取样分析,发现钢样中氧含量小于lOppm,接近文献(薛正良等.真空感应熔炼含铝钢的脱氧规律.钢铁研宄学报,2007,19(11):18-20)报道的真空感应炉熔炼水平,而且没有发现氧化夹杂的存在,表明本实用新型一种普通感应炉气氛保护罩装置能对无磁钢熔炼过程进行有效保护。
【主权项】
1.一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:所述带气氛保护罩的感应炉包括炉体(14)和气氛保护罩(15);所述气氛保护罩(15)设置在炉体(14)的炉口上方;所述气氛保护罩(15)上设有出气导管(3)和进气导管(4);所述出气导管(3)设置在气氛保护罩(15)的顶部,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,出气导管(3)与炉体(14)连通;所述进气导管(4)设置在气氛保护罩(15)的侧壁,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,进气导管⑷与炉体(14)连通。2.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,在对接处采用耐火泥(13)密封。3.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:所述气氛保护罩(15)包括罩体外壳(I)和内衬(2);所述罩体外壳(I)为无磁钢外壳;所述内衬(2)为耐火内衬。4.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:所述进气导管(4)通过软管(5)与流量计(6)对接;所述流量计(6)通过软管(5a)与带有气阀(7)的储气装置⑶对接。5.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:进气导管(4)为无磁钢进气导管;出气导管(3)为无磁钢出气导管。6.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:出气导管(3)的长度为10-20cm ;进气导管(4)的长度为10-20cm。7.根据权利要求1所述的一种带气氛保护罩的感应炉;其特征在于:储气装置(8)为储气瓶。
【专利摘要】本实用新型涉及一种带气氛保护罩的感应炉;属于金属熔炼技术领域。所述带气氛保护罩的感应炉包括炉体(14)和气氛保护罩(15);所述气氛保护罩(15)设置在炉体(14)的炉口上方;所述气氛保护罩(15)上设有出气导管(3)和进气导管(4);所述出气导管(3)设置在气氛保护罩(15)的顶部,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,出气导管(3)与炉体(14)连通;所述进气导管(4)设置在气氛保护罩(15)的侧壁,且气氛保护罩(15)与炉体(14)对接后,进气导管(4)与炉体(14)连通。本实用新型对金属熔炼过程炉膛内气氛进行有效控制,显著减少金属氧化,提高金属熔体的纯净度。
【IPC分类】F27B14/04, F27D7/06, F27B14/08
【公开号】CN204718377
【申请号】CN201520231421
【发明人】周乐君, 王万林, 周科朝, 马范军, 黄道远
【申请人】中南大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月16日

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