[发明专利]一种小型真空感应熔炼炉及其熔炼方法

说明书

本发明公开了一种小型真空感应熔炼炉及其熔炼方法，包括熔炼系统和气氛保护室，熔炼系统包括耐热容器、感应线圈、红外测温器、感应电源、低抽速真空泵和烟管；耐热容器固定在气氛保护室内，感应线圈包绕设置在耐热容器的外壁，并与感应电源通电连接，红外测温器设置在气氛保护室外对耐热容器内部进行红外测温，并通过PID控制器与感应电源的控制电路反馈连接；低抽速真空泵的抽风口通过烟管延伸对接到耐热容器上方与红外测温器之间的区域。本发明主要适用于金属试样重量小于100g时的熔炼，并且有精确的温控系统，且不需要使用耐火材料进行保温，解决了现有感应熔炼炉熔化体积大，耐火保温结构复杂、要求高，且温度控制欠佳的技术问题。

技术领域

本发明属于实验室用金属熔炼技术，具体涉及一种小型真空感应熔炼炉及其熔炼方法。

背景技术

在钢铁冶金行业中，熔炼技术不断的发展，主流的炼钢技术有转炉炼钢和电炉炼钢两种。电炉炼钢主要适用于电价便宜、废钢为主的小规模熔炼，特别是和短流程工艺中薄板坯连铸连轧技术相结合的生产流程，使得电炉炼钢在欧美国家得到了迅猛发展。现阶段，我国主要采用氧气底吹转炉炼钢，电炉炼钢的普及率还不是很高。但随着我国能源工业的发展，电力资源会变得越来越廉价，且我国汽车工业迅猛发展势必极大丰富我国未来的废钢资源，电炉炼钢在未来将有很大的发展空间。

真空感应熔炼炉是电炉的一种，一般适用于小规模、高质量要求的特种钢冶炼，近年来已经得到了很大的发展。如申请号为201320782756.7的中国专利文件公开了一种真空感应熔炼炉，对真空熔炼炉在熔炼不同重量的炉料时合理地控制了其所对应的所需输入电源和输入功率，减少了不必要的能源损耗并由此相对地提高了真空熔炼炉的熔炼速率。申请号为201520337865.7的中国专利文件公开了一种真空感应熔炼炉，将散热设计上主要通过储水池储水，扇热后的水可循环到储水池内反复使用，节约水资源，降低生产成本。申请号为201620391217.4的中国专利文件公开了一种真空感应熔炼炉，对真空感应熔炼炉进行结构优化，使得检修变得更加方便。

上述现有的真空感应熔炼炉都是采用较大内置耐火容器，一般试用熔炼金属质量10kg以上，炉体均大量采用了耐火保温材料，这些耐火材料通常需要配套布置较为复杂的结构才能有效保温及隔热，造价较高，并且感应炉均在熔炼结束后金属降温极为缓慢，不能对温度进行精准监测和调控，不利于对金属材料实验研发时的少量熔炼，容易造成金属浪费。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的真空感应熔炼炉存在的不适用与实验室小批量金属熔炼实验的技术问题，提供一种小型真空感应熔炼炉及其熔炼方法，适用于重量在100g以下的金属熔炼实验。

本发明采用如下技术方案实现：

一种小型真空感应熔炼炉，包括熔炼系统和气氛保护室21，所述熔炼系统包括耐热容器11、感应线圈12、红外测温器13、感应电源14、低抽速真空泵15和烟管16；所述耐热容器11固定在气氛保护室21内，所述感应线圈12包绕设置在耐热容器11的外壁，并与感应电源14通电连接，所述红外测温器13设置在气氛保护室21外对耐热容器11内部进行红外测温，并通过PID控制器与感应电源14的控制电路反馈连接；所述低抽速真空泵15的抽风口通过烟管16延伸对接到耐热容器11上方与红外测温器13之间的区域。

进一步的，所述气氛保护室21和耐热容器11的截面积比为200-250：1。

进一步的，所述耐热容器11通过耐热金属丝31沿气氛保护室中轴线悬吊在气氛保护室21的上盖下方，所述气氛保护室21的上盖上设有供红外测温器的红外线穿透的视窗。

优选的，所述耐热金属丝31采用钨丝或钛丝。

进一步的，所述感应线圈12为金属管线，管线内填充流循环流通的冷却介质。