[发明专利]一种高效感应节能熔炼炉

说明书

技术领域

    本发明涉及冶金行业的熔炼炉，尤其涉及对熔炼炉结构的改进。

背景技术

感应加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。最终将炉内的有色金属熔炼为液态（铝、锌、铅、铜等）。

目前广泛应用的感应加热炉（中频炉）大多采用铜管作为线圈的“导线”。如国家知识产权局2011.12.14.公告的CN202074818U，名称“一种中频熔炼炉”的专利文献，其中即采用紫铜管盘绕在炉体内，鉴于紫铜管的壁较薄，在炉体内温度升高时，容易熔融，还需要在管中通水降温。该技术方案最大的问题是：在保护紫铜管的同时，将炉体内的大量热量“带走”，实则上是降低了整体的加热效率。

国家知识产权局2011.7.27.公告的CN201909529U，名称“高效节能熔炼炉”的专利文献，其技术方案中也涉及“冷却水箱”的技术措施。

    此外，感应加热炉（中频炉）中的坩埚，成本较高，往往要高于其中一锅材料的成本。而坩埚在使用中，何时会发生破裂，无法进行有效预测。往往是能多用一次，即能为生产者产生一次效益。并且破裂一般是在使用中达到一定温度后发生的，换句话说，在使用中，出现坩埚破裂是不可避免的，其中的液态金属尽管可以在凝固后回收利用。但破裂时，液态金属会流动到感应线圈的导线上，轻则粘结导线，重则造成短路，造成电气故障，形成重大的损失。  

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种在坩埚破裂时，能避免感应线圈损坏，且热效能更高的高效感应节能熔炼炉。

本发明的技术方案是：包括外壳、耐火炉壳、感应线圈和坩埚，所述感应线圈呈螺旋状绕设在所述耐火炉壳内壁上，所述坩埚设在所述感应线圈内，在所述感应线圈的导线外套设有若干瓷碗。

所述绕制感应线圈的导线为实心结构，直径为3-8mm。

在所述耐火炉壳底部设有排出口。

所述瓷碗为锥形筒状；小口端的内径大于所述导线外径；大口端的内径能使所述另一瓷碗嵌入1/4-1/2的高度。

所述瓷碗的轴向截面的两侧外轮廓线为外凸的曲线。

本发明在感应线圈的导线外套设瓷碗，由于陶瓷材质的烧结温度一般为1100℃以上；且具有优良的隔离性和绝缘性，即便出现坩埚破裂，液态金属流出，也会因为瓷碗的隔离作用和绝缘作用，避免发生粘结、短路的现象。感应线圈的导线采用实心结构（熔点不低于1100℃），即便炉体内的温度反向作用，使得导线温度升高，也能避免导线熔断，最为关键的是：炉壳内的温度无需采用冷却装置降温，使得炉壳内的热能得到有效的利用，热效能得到提升。本发明使用寿命相对于现有技术大大增加、热效能得到提高，节约了大量的电力能源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1中M处局部放大图，

图3是图1中N处局部放大图，

图4是本发明中导线和瓷碗的装配结构示意图，

图5是图4的仰视图，

图6是感应线圈设置结构的另一种实施方式；

图中1是外壳，2是保温填料，3是耐火炉壳，4是坩埚，5是物料，6是导线，7是排出口，8是凹槽，81是凸缘，9是瓷碗，91是小口端，92是大口端，10是凸块。   

具体实施方式

本发明如图1-5所示，包括外壳1、耐火炉壳3、感应线圈和坩埚4，在外壳1和耐火炉壳3之间设有保温填料2；所述感应线圈呈螺旋状绕设在所述耐火炉壳3的内壁上，所述坩埚4设在所述感应线圈内，在所述感应线圈的导线6外套设有若干瓷碗9。在耐火炉壳3的内壁设置感应线圈时，一般有两种手段，一是采用如图1、2、3随时的凹槽8，并且为了防止导线6脱离凹槽8，在凹槽8的下口设置凸缘81。二是采用在耐火炉壳3的内壁上设置支撑凸块10的形式（如图6所示，可以是连续螺旋凸边形式，也可以是依照螺旋轨迹间隔设置的凸块形式），使得导线呈螺旋状绕设。以第二种为优化手段。

所述绕制感应线圈的导线6为实心结构，直径为3-8mm。这使得整体的热效能得到提高，无需采用冷却装置，将炉体内的热能排出。为进一步延长感应线圈的寿命，选择熔点不低于1100℃的材质为佳。