電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置的製作方法

2023-04-30 02:59:56

專利名稱：電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中頻感應加熱熔煉裝置，尤其涉及一種電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置。
技術背景感應加熱作為一門新興的學科，近30年來在工業生產中得到了真正應用，特別是在能源緊缺的今天，其重要性顯得尤為突出，感應加熱技術的應用及發展正在迅速提高，用途日益廣泛。相對於電阻加熱及氣體加熱，感應加熱有如下的優點一，加熱溫度高、效率高、速度快，而且是非接觸式加熱；二，工件受熱均勻，並且能夠實現局部加熱，產品質量好；三， 容易實現自動控制；四，環保程度高，不產生氣體、噪聲和灰塵，可達到環保部門的各項指標要求，從而使得感應加熱成為新的熱門技術，利用感應加熱原理而製造的用於熔鍊金屬的感應加熱熔煉裝置，已經逐漸走向工業化並被迅速的推廣使用。但是中頻感應加熱熔煉裝置在未加攪拌器的情況存在一定的金屬宏觀偏析及微觀偏析，而現有技術中為解決這一問題通常採用外加攪拌器進行攪拌，具有造成攪拌器的二次汙染的缺陷。因此，為了解決現有技術中採用外加攪拌器對中頻感應熔煉裝置內的金屬溶液進行攪拌過程中所存在的問題，並防止熔煉過程中產生的金屬宏觀偏析及微觀偏析現象，需要一種新型的中頻感應熔煉裝置，不通過接觸金屬溶液對其進行攪拌。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，通過外加磁場結合機械振動對金屬溶液進行攪拌，避免了採用外加攪拌器的二次汙染問題及熔煉過程中的金屬宏觀偏析及微觀偏析現象，在外加磁場的電磁攪拌和機械振動的共同作用下，可以均勻地調節金屬液成份，溶液溫度均勻，不易出現局部高溫，金屬燒損少，高效、節能、無汙染。本實用新型的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，包括振動底座、熔煉裝置和攪拌裝置，所述振動底座包括支撐柱、振動平臺、緩衝件和激振器，所述支撐柱豎直設置，緩衝件套設並支撐於支撐柱上部，所述振動平臺單自由度滑動連接於支撐柱上部並支撐於緩衝件上，所述激振器固定于振動平臺中部；所述熔煉裝置包括爐腔主體、頂蓋、高頻線圈、石墨坩堝、通氣管和熱電偶，所述爐腔主體為缸體結構，固定于振動平臺，所述石墨坩堝設置於爐腔主體內部用於盛放所要熔煉的金屬，所述頂蓋密封於爐腔主體的頂面，所述高頻線圈同軸的套設於顱腔主體外部，所述通氣管的一端接於惰性氣體發生器的出氣口，另一端穿過爐腔主體的底板與爐腔主體的內腔相通，所述熱電偶的一端穿過頂蓋伸入石墨坩堝內部用於採集熔煉後的熔融態金屬溶液的溫度信息並感應其溫度變化，另一端穿過爐腔主體的底板連接於石墨坩堝底部用於採集石墨坩堝的溫度信息並感應其溫度變化；所述攪拌裝置為電磁攪拌裝置，包括電磁線圈和為電磁線圈提供交變電流的磁場電源，所述電磁線圈為懸掛式鐘罩結構，電磁線圈同軸並留有間隙的套設於高頻線圈外部。進一步，至少部分通氣管焊接於爐腔主體的外壁； 進一步，所述頂蓋為工字形頂蓋，其頂部通過螺栓緊固於爐腔主體的頂面，底部遮於石墨坩堝開口上方，頂蓋與爐腔主體之間通過高溫密封墊密封；進一步，所述爐腔主體通過固定平臺固定連接于振動平臺，固定平臺的頂部為均勻、平行分布的多個支撐塊結構，爐腔主體與固定平臺以及固定平臺與振動平臺之間均通過螺栓緊固連接；進一步，所述爐腔主體的底板上固定設置有用於擱放石墨坩堝的墊臺，所述墊臺的頂部為水平面，底部為兩個支腳，其支腳處通過螺栓連接固定於爐腔主體的底板；進一步，所述支撐柱為臺階面支撐柱，其頂端為小端並設置有外螺紋，所述緩衝件為柱狀橡膠墊，柱狀橡膠墊套設於支撐柱的小端外部並支撐於臺階面上，所述支撐柱的頂端設置有限位螺母，限位螺母位于振動平臺上部；進一步，所述激振器沿振動平臺、固定平臺和爐腔主體所構成的整體的重垂線方向固定于振動平臺的底面。本實用新型的有益效果是本實用新型的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，通過外加磁場結合機械振動對金屬溶液進行攪拌，避免了採用外加攪拌器的二次汙染問題及熔煉過程中的金屬宏觀偏析及微觀偏析現象，在外加磁場的電磁攪拌和機械振動的共同作用下，可以均勻地調節金屬液成份，溶液溫度均勻，不易出現局部高溫，金屬燒損少，高效、節能、無汙染。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為
圖1中A處局部放大視圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為
圖1中A處局部放大視圖，如圖所示本實施例的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，包括振動底座、熔煉裝置和攪拌裝置，所述振動底座包括支撐柱1、振動平臺2、緩衝件3和激振器4，所述支撐柱1豎直設置，緩衝件3套設並支撐於支撐柱1上部，所述振動平臺2單自由度滑動連接於支撐柱1 上部並支撐於緩衝件3上，所述激振器4固定于振動平臺2中部；所述熔煉裝置包括爐腔主體5、頂蓋6、高頻線圈7、石墨坩堝8、通氣管9和熱電偶 10，所述爐腔主體5為缸體結構，固定于振動平臺2，所述石墨坩堝8設置於爐腔主體5內部用於盛放所要熔煉的金屬，所述頂蓋6密封於爐腔主體5的頂面，所述高頻線圈7同軸的套設於顱腔主體5外部，所述通氣管9的一端接於惰性氣體發生器的出氣口，另一端穿過爐腔主體5的底板與爐腔主體5的內腔相通，所述熱電偶的一端穿過頂蓋6伸入石墨坩堝8內部用於採集熔煉後的熔融態金屬溶液的溫度信息並感應其溫度變化，另一端穿過爐腔主體 5的底板連接於石墨坩堝8底部用於採集石墨坩堝8的溫度信息並感應其溫度變化；
所述攪拌裝置為電磁攪拌裝置，包括電磁線圈11和為電磁線圈提供交變電流的磁場電源12，所述電磁線圈11為懸掛式鐘罩結構，電磁線圈11同軸並留有間隙的套設於高頻線圈7外部，如圖所示使電磁線圈11處於靜止狀態，可避免因振動而造成的損壞，保證其使用壽命。本實施例中，至少部分通氣管9焊接於爐腔主體5的外壁，使得輸入的惰性氣體有預熱的效果，可保證爐腔主體5內部溫度的均勻性。本實施例中，所述頂蓋6為工字形頂蓋，其頂部通過螺栓緊固於爐腔主體5的頂面，底部遮於石墨坩堝8開口上方，頂蓋6與爐腔主體5之間通過高溫密封墊13密封，設置頂蓋6為工字形頂蓋可節約材料，降低重量，便於加工和使用。本實施例中，所述爐腔主體5通過固定平臺14固定連接于振動平臺2，固定平臺 14的頂部為均勻、平行分布的多個支撐塊結構，爐腔主體5與固定平臺14以及固定平臺14 與振動平臺2之間均通過螺栓緊固連接，如圖所示本結構的固定平臺14與爐腔主體5的接觸面積較小，可降低爐腔主體5與振動平臺2之間的熱傳遞效果，保持振動底座的較低溫度，且固定平臺14的支撐塊之間留有間隙，利於爐腔主體5的散熱。本實施例中，所述爐腔主體5的底板上固定設置有用於擱放石墨坩堝8的墊臺15， 所述墊臺15的頂部為水平面，底部為兩個支腳，其支腳處通過螺栓連接固定於爐腔主體5 的底板，如圖所示本結構的墊臺15與爐腔主體5的接觸面積較小，可降低石墨坩堝8與爐腔主體5的底板之間的熱傳遞效果，防止在爐腔主體5的底板上產生局部高溫，保持爐腔主體5的溫度的均勻性。本實施例中，所述支撐柱1為臺階面支撐柱，其頂端為小端並設置有外螺紋，所述緩衝件3為柱狀橡膠墊，柱狀橡膠墊套設於支撐柱1的小端外部並支撐於臺階面上，如圖所示柱狀橡膠墊可以吸收一部分振動能量，保證振動平臺2各部分的振動一致性，所述支撐柱1的頂端設置有限位螺母16，限位螺母16位于振動平臺2上部，本結構的支撐柱結構穩定，運行可靠，通過限位螺母16可防止振動平臺2及安裝于振動平臺2的熔煉裝置因振幅過大而與支撐柱1滑脫，使運行更可靠。本實施例中，所述激振器4沿振動平臺2、固定平臺14和爐腔主體5所構成的整體的重垂線方向固定于振動平臺的底面，空間利用合理，結構緊湊，並且可以降低振動平臺 2及固定于振動平臺2的熔煉裝置的重心，使運行更可靠。本實施例的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，各部件組裝完成後，將事先備好所要熔煉的金屬鋁錠和鋅錠放置在石墨坩堝8內，把石墨坩堝8放入爐腔主體5中的墊臺15上，蓋上高溫密封墊片13和工字型頂蓋6，旋緊螺釘，通過通氣管9向爐腔主體5內通入2 5L/min的惰性氣體，開啟感應線圈7的電源，開始加熱爐腔主體5及爐腔內的金屬，在達到所設溫度後，保溫5 20分鐘，保證石墨坩堝8內的金屬均已熔化成金屬熔液，此刻開啟激振器4及磁場電源12，使得激振器4帶動振動平臺2及固定于振動平臺 2的熔煉裝置振動，同時磁場線圈11產生磁場，對金屬熔液進行電磁攪拌，保持一定的電磁攪拌及機械振動作用時間1 10分鐘後，停止加熱、電磁攪拌及機械振動，開啟工字型頂蓋 6，便可將金屬熔液澆注。[0031] 最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或 者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.一種電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於本實施例的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，包括振動底座、熔煉裝置和攪拌裝置，所述振動底座包括支撐柱(1)、振動平臺(2)、緩衝件(3)和激振器(4)，所述支撐柱 (1)豎直設置，緩衝件(3)套設並支撐於支撐柱(1)上部，所述振動平臺(2)單自由度滑動連接於支撐柱(1)上部並支撐於緩衝件(3)上，所述激振器(4)固定于振動平臺(2)中部；所述熔煉裝置包括爐腔主體(5)、頂蓋(6)、高頻線圈(7)、石墨坩堝(8)、通氣管(9)和熱電偶(10)，所述爐腔主體(5)為缸體結構，固定于振動平臺(2)，所述石墨坩堝(8)設置於爐腔主體(5)內部用於盛放所要熔煉的金屬，所述頂蓋(6)密封於爐腔主體(5)的頂面， 所述高頻線圈(7)同軸的套設於顱腔主體(5)外部，所述通氣管(9)的一端接於惰性氣體發生器的出氣口，另一端穿過爐腔主體(5)的底板與爐腔主體(5)的內腔相通，所述熱電偶的一端穿過頂蓋(6)伸入石墨坩堝(8)內部用於採集熔煉後的熔融態金屬溶液的溫度信息並感應其溫度變化，另一端穿過爐腔主體(5)的底板連接於石墨坩堝(8)底部用於採集石墨坩堝(8)的溫度信息並感應其溫度變化；所述攪拌裝置為電磁攪拌裝置，包括電磁線圈(11)和為電磁線圈提供交變電流的磁場電源(12)，所述電磁線圈(11)為懸掛式鐘罩結構，電磁線圈(11)同軸並留有間隙的套設於高頻線圈(7)外部。
2.根據權利要求1所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於至少部分通氣管(9)焊接於爐腔主體(5)的外壁。
3.根據權利要求2所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於所述頂蓋(6)為工字形頂蓋，其頂部通過螺栓緊固於爐腔主體(5)的頂面，底部遮於石墨坩堝(8)開口上方，頂蓋(6)與爐腔主體(5)之間通過高溫密封墊(13)密封。
4.根據權利要求3所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於所述爐腔主體(5)通過固定平臺(14)固定連接于振動平臺(2)，固定平臺(14)的頂部為均勻、平行分布的多個支撐塊結構，爐腔主體(5)與固定平臺(14)以及固定平臺(14) 與振動平臺(2)之間均通過螺栓緊固連接。
5.根據權利要求4所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於所述爐腔主體(5)的底板上固定設置有用於擱放石墨坩堝(8)的墊臺(15)，所述墊臺(15)的頂部為水平面，底部為兩個支腳，其支腳處通過螺栓連接固定於爐腔主體(5)的底板。
6.根據權利要求5所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於所述支撐柱(1)為臺階面支撐柱，其頂端為小端並設置有外螺紋，所述緩衝件(3)為柱狀橡膠墊，柱狀橡膠墊套設於支撐柱(1)的小端外部並支撐於臺階面上，所述支撐柱(1) 的頂端設置有限位螺母(16)，限位螺母(16)位于振動平臺(2)上部。
7.根據權利要求6所述的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，其特徵在於所述激振器(4)沿振動平臺(2)、固定平臺(14)和爐腔主體(5)所構成的整體的重垂線方向固定于振動平臺的底面。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，包括振動底座、熔煉裝置和攪拌裝置，振動底座包括支撐柱、振動平臺、緩衝件和激振器，熔煉裝置包括爐腔主體、頂蓋、高頻線圈、石墨坩堝、通氣管和熱電偶，攪拌裝置為電磁攪拌裝置，包括電磁線圈和為電磁線圈提供交變電流的磁場電源，本實用新型的電磁攪拌與機械振動複合的中頻感應加熱熔煉裝置，通過外加磁場結合機械振動對金屬溶液進行攪拌，避免了採用外加攪拌器的二次汙染問題及熔煉過程中的金屬宏觀偏析及微觀偏析現象，在外加磁場的電磁攪拌和機械振動的共同作用下，可以均勻地調節金屬液成份，溶液溫度均勻，不易出現局部高溫，金屬燒損少，高效、節能、無汙染。
文檔編號F27D27/00GK202216527SQ20112031953
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者張立明, 邵明濤, 馬忠臣 申請人:馬忠臣