政策资讯

用于稀土合金熔炼炉的炉盖、熔炼炉及方法

专利类型:
发明
申请号/专利号:
CN202011522750.7
申请人(专利权人):
包头稀土研究院、瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司、国瑞科创稀土功能材料有限公司
行业类别:
F27B14/12 F27B14/20 F27D1/18 F27D27/00
技术成熟度:
成熟
公布时间:
2024-10-01
证书状态:
有效
交易价格:
面议
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摘要详情

技术摘要

权利要求书

技术附图

交易流程

委托经理人

本发明公开了一种用于稀土合金熔炼炉的炉盖、熔炼炉及方法。炉盖包括盖体和原料旋转升降装置,所述原料旋转升降装置包括旋转杆、旋转杆外筒、旋转电机、固定外筒、升降电机、连接杆、齿轮、齿条和金属原料夹持盘。本发明的稀土合金熔炼炉能够提高组分熔点相差大的合金产品的收率且能够缩短生产周期。

1.一种用于稀土合金熔炼炉的炉盖,其特征在于,所述炉盖包括盖体和原料旋转升降装置,所述原料旋转升降装置包括旋转杆、旋转杆外筒、旋转电机、固定外筒、升降电机、连接杆、齿轮、齿条和金属原料夹持盘; 所述旋转杆外筒套设在所述旋转杆外,并与所述旋转杆转动连接; 所述旋转杆的两端分别从所述旋转杆外筒中伸出;所述旋转杆的一端穿过所述盖体与所述金属原料夹持盘连接;所述旋转杆的另一端与所述旋转电机连接;所述旋转电机用于使所述旋转杆轴向转动; 所述金属原料夹持盘设置为能够负载稀土金属原料,且能够将负载的稀土金属原料浸入非稀土金属原料熔液中;所述金属原料夹持盘包括连接件和夹持部件;所述连接件与所述旋转杆穿过盖体的一端固定连接,所述连接件上固定有夹持部件; 所述固定外筒滑动密封套设在所述旋转杆外筒外;所述固定外筒的一端固定在所述盖体的上表面上,另一端与所述旋转杆外筒密封连接;所述盖体、旋转杆外筒和固定外筒之间形成腔体; 所述连接杆的一端与所述升降电机连接,另一端穿过所述固定外筒侧壁与位于所述腔体内的所述齿轮连接,所述旋转杆外筒在其与所述齿轮相对应的位置设置有与所述齿轮相啮合的齿条;所述升降电机设置为能够驱动所述连接杆并带动所述齿轮转动;所述齿轮设置为能够带动所述齿条上下移动,从而使所述旋转杆和所述旋转杆外筒上下移动。

2.根据权利要求1所述的炉盖,其特征在于,所述固定外筒的另一端与所述旋转杆外筒通过密封圈实现密封连接。

3.根据权利要求2所述的炉盖,其特征在于,所述炉盖还包括红外测温装置、压力表和炉盖锁紧装置; 所述红外测温装置设置在所述盖体上,其用于监测稀土合金熔炼炉内熔炼中的金属原料的温度; 所述压力表设置在所述盖体上,其用于监测稀土合金熔炼炉内的压力; 所述炉盖锁紧装置设置在所述盖体的边缘。

4.一种稀土合金熔炼炉,其特征在于,包括:如权利要求1~3任一项所述的炉盖、炉体、原料容纳装置、加热装置、浇铸锭模、倾倒装置和真空-充气装置; 所述炉盖设置在所述炉体的上方,并与所述炉体一起围合成炉腔; 所述原料容纳装置设置在所述炉腔内,以供稀土金属原料浸入非稀土金属原料熔液中形成合金熔液; 所述加热装置用于向所述原料容纳装置供给热量; 所述倾倒装置设置为能够支撑所述原料容纳装置,且能够使所述原料容纳装置中的合金熔液倾倒至所述浇铸锭模中; 所述浇铸锭模设置在所述炉腔内,且位于在所述原料容纳装置的下方,其用于收集从原料容纳装置中倾倒出的合金熔液并对其进行降温; 所述真空-充气装置与所述炉体连接,其用于将炉腔抽真空,并向所述炉腔内通入保护气体。

5.根据权利要求4所述的稀土合金熔炼炉,其特征在于,所述倾倒装置包括顶部炉衬、底部炉衬、连接板、主转动轴、从转动轴和翻转电机; 所述顶部炉衬套设在所述原料容纳装置的上部; 所述底部炉衬套设在所述原料容纳装置的下部; 所述连接板的一端与所述顶部炉衬连接,所述连接板的另一端与所述底部炉衬连接; 所述连接板至少包括第一连接板和第二连接板,所述第一连接板和所述第二连接板相对设置; 所述主转动轴的一端与所述第一连接板固定连接,所述主转动轴的另一端穿过所述炉体的侧壁并与所述翻转电机连接; 所述从转动轴的一端与所述第二连接板固定连接,所述从转动轴的另一端与所述炉体的侧壁转动连接; 所述翻转电机设置为能够驱动所述主转动轴转动,所述主转动轴带动所述从转动轴转动,从而实现原料容纳装置的翻转。

6.根据权利要求5所述的稀土合金熔炼炉,其特征在于,所述加热装置包括水冷线圈、保温装置、加热电阻丝和绝缘板; 所述水冷线圈套设在所述原料容纳装置的外部,所述加热电阻丝套设在所述原料容纳装置的外部,且所述加热电阻丝和所述水冷线圈间隔设置; 所述绝缘板沿所述原料容纳装置轴向设置在水冷线圈和加热电阻丝的外侧,用于防止水冷线圈和加热电阻丝之间短路; 所述保温装置设置在所述水冷线圈的外部。

7.根据权利要求6所述的稀土合金熔炼炉,其特征在于,所述稀土合金熔炼炉还包括电源控制柜;所述加热装置还包括中频水冷电缆、水冷电缆密封装置、电阻丝供电线和电阻丝供电线密封装置; 所述电源控制柜设置在所述炉体的一侧; 所述中频水冷电缆的一端与所述电源控制柜连接,所述中频水冷电缆的另一端与所述水冷线圈连接; 所述水冷电缆密封装置设置在所述中频水冷电缆与所述炉体之间的连接处,其用于保证稀土合金熔炼炉的密封性; 所述电阻丝供电线的一端与所述电源控制柜连接,所述电阻丝供电线的另一端与所述加热电阻丝连接; 所述电阻丝供电线密封装置设置在所述电阻丝供电线与所述炉体之间的连接处,其用于保证稀土合金熔炼炉的密封性。

8.根据权利要求7所述的稀土合金熔炼炉,其特征在于,所述稀土合金熔炼炉还包括监控摄像头和PLC控制器;所述炉盖为权利要求3所述的炉盖; 所述监控摄像头设置在所述炉腔内,其用于拍摄所述原料容纳装置中稀土金属原料浸入非稀土金属原料熔液中形成合金熔液的过程及合金熔液的状态; 所述PLC控制器设置在所述电源控制柜内;所述PLC控制器输出端分别与所述翻转电机的控制端、中频水冷电缆远离所述水冷线圈的一端、电阻丝供电线远离所述加热电阻丝的一端、升降电机的受控端、旋转电机的受控端和真空-充气装置的受控端连接;所述PLC控制器的输入端与所述红外测温装置的输出端连接。

9.利用如权利要求8所述的稀土合金熔炼炉生产合金的方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)将带有刻度的条状的稀土金属原料负载于金属原料夹持盘上,将非稀土金属原料加入到原料容纳装置中,将炉盖盖在炉体上,重复进行抽真空和充入保护气体操作,使炉腔内充入保护气体; (2)采用加热装置对原料容纳装置中的非稀土金属原料进行加热至非稀土金属原料全部熔化,形成非稀土金属原料熔液; (3)启动升降电机,驱动连接杆并带动齿轮转动,齿轮带动齿条向下移动,从而使旋转杆和旋转杆外筒向下移动,进而使得稀土金属原料也向下移动;使稀土金属原料浸入非稀土金属原料熔液中,直至稀土金属原料的预定刻度与非稀土金属原料熔液的液面重合;然后启动旋转电机,驱动旋转杆产生轴向转动,从而使稀土金属原料在非稀土金属原料熔液中旋转;预定刻度以下的稀土金属原料全部分散在非稀土金属原料熔液中以形成合金熔液;通过升降电机使旋转杆升起,从而带动剩余的稀土金属原料升起; (4)采用加热装置对合金熔液进行加热; (5)启动翻转电机,使翻转电机驱动主转动轴转动,主转动轴带动从转动轴转动,从而使原料容纳装置中的合金熔液倾倒至浇铸锭模内;将浇铸锭模内的合金熔液进行冷却,得到合金产品。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于: 步骤(2)中采用水冷线圈和/或加热电阻丝加热; 步骤(4)中采用水冷线圈和/或加热电阻丝加热。


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