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CN109737743B - 一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置 - Google Patents

一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属熔炼设备技术领域，且公开了一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，包括坩埚，所述坩埚的内部设有金属液，所述坩埚的内部设有位于金属液上方的架桥，所述坩埚的内部设有位于架桥上方的活动件，所述活动件的内部设有导电腔，所述导电腔的内部设有导电环。通过短刺的长度小于长刺长度的设置，使长刺低端优先作用在架桥的顶面，进一步减小金属液顶面受力面积，增加长刺低端对架桥顶面的作用力，使长刺低端优先刺进架桥中，改变架桥的结构，之后短刺刺进架桥中，进一步改变架桥的内部结构，使架桥自动解体，滑落进金属液中，从而破除炉料卡死形成的架桥，不需要破真空人工破除架桥，熔炼效率高。

Description

一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置
技术领域
本发明涉及金属熔炼设备技术领域，具体为一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置。
背景技术
真空感应熔炼炉是在真空条件下先通过感应电流生热熔化金属，再将液态金属浇筑在模具中得到金属铸锭的熔炼设备，主要由电源输入系统、真空系统和炉体三大部分组成，其中炉体包括真空外壳、感应线圈、坩埚等，感应线圈缠绕在坩埚的外部，工作时，交变电流通过感应线圈，在感应线圈周围产生交变磁场，炉内导电材料在交变磁场作用下产生感应电势，使炉料表面一定深度形成电流，即涡流，进而使炉料内部产生大量的热量，将炉料熔化，但是现有的真空感应熔炼炉在使用中仍然存在以下问题。
1、炉料在坩埚内堆放的紧密度难以控制，坩埚内上部炉料堆放过紧而被卡死的情况时有发生，在这种情况下熔炼炉料，上部炉料会被架空，形成架桥，与下部金属熔池脱离而不能有效的传热和熔化，需要破除真空后，人工使用长柄锤等工具将架桥破开，然后抽真空继续熔炼，操作过程非常麻烦，熔炼效率低。
2、真空高温状态下碳氧反应剧烈，产生的一氧化碳气体从金属液内喷出，使金属液喷溅，喷溅的金属液溅射到架桥上，将架桥内炉料之间及架桥和坩埚内壁粘结在一起，架桥更加牢固，人工破除架桥过程中，架桥上的金属液冷却凝固，进一步增加了架桥的牢固度，破除架桥难度大，使破除架桥的时间变长，熔炼效率低。
针对上述问题，本发明提供一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置。
发明内容
本发明提供了一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，该真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置能够为坩埚上层炉料提供一个向下的力，使卡死炉料形成的架桥自动破除，同时能够在真空感应熔炼炉内的交变磁场中上下运动，对架桥反复冲击，增大架桥所受的力，确保溅射有金属液的架桥被破除，不需要破真空人工破除架桥，破除难度小，熔炼效率高。
本发明提供如下技术方案：一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，包括坩埚，所述坩埚的内部设有金属液，所述坩埚的内部设有位于金属液上方的架桥，所述坩埚的内部设有位于架桥上方的活动件，所述活动件的内部设有导电腔，所述导电腔的内部设有导电环，所述活动件的内部设有位于导电腔下方的空腔，所述坩埚的底面设有短刺，所述坩埚的底面设有长刺，所述坩埚的外部设有感应线圈。
进一步的，所述活动件的形状为环形，所述活动件的材质与坩埚的材质相同。
进一步的，所述活动件顶部的内径值大于底部的内径值。
进一步的，所述导电腔断面的形状为梯形。
进一步的，所述短刺和长刺的形状均为锥形。
进一步的，所述短刺和长刺交替分布在活动件的底面，所述短刺的长度值小于长刺的长度值。
进一步的，所述导电环断面的形状与导电腔相适配，所述导电环顶面与导电腔内壁之间形成有缓冲腔。
进一步的，所述导电环是由紫铜浇铸而成的环。
本发明具备以下有益效果：
1、通过短刺和长刺均呈锥形的设置，使活动件、导电环、短刺和长刺的重力集中在短刺和长刺的低端，减小架桥顶面受力面积，增大架桥顶面与短刺和长刺低端接触处受到的作用力，通过短刺的长度小于长刺长度的设置，使长刺低端优先作用在架桥的顶面，进一步减小金属液顶面受力面积，增加长刺低端对架桥顶面的作用力，使长刺低端优先刺进架桥中，改变架桥的结构，之后短刺刺进架桥中，进一步改变架桥的内部结构，使架桥自动解体，滑落进金属液中，从而破除炉料卡死形成的架桥，不需要破真空人工破除架桥，熔炼效率高。
2、通过导电环的设置，使活动件的内部形成导电回路，当感应线圈形成的交变磁场穿过活动件时，导电环的内部会产生感应电流，使导电环在交变的磁场中受到向上和向下交替变化的安培力，导电环在安培力的作用下带动活动件上下震动，使短刺和长刺反复撞击架桥，增加短刺和长刺对架桥的作用力，确保短刺和长刺能将喷溅有金属液的架桥破开，架桥表面的金属液不会凝固，破除难度小，熔炼效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中活动件底面的结构示意图；
图3为图2中A－A处的剖面结构示意图；
图4为图1中活动件的俯视内部结构示意图。
图中：1－坩埚，2－金属液，3－架桥，4－活动件，5－导电腔，6－导电环，7－空腔，8－短刺，9－长刺，10－感应线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1－4，一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，包括坩埚1，所述坩埚1的内部设有金属液2，所述坩埚1的内部设有位于金属液2上方的架桥3，所述坩埚1的内部设有位于架桥3上方的活动件4，所述活动件4的内部设有导电腔5，所述导电腔5的内部设有导电环6，导电环6完全熔化后仍然能够在导电腔5内部形成环路，所述活动件4的内部设有位于导电腔5下方的空腔7，利用空腔7的大小来控制该架桥自动破除装置在金属液2中受到的浮力，使该架桥自动破除装置能够漂浮在金属液2的液面上，不会干扰炉料熔炼，所述坩埚1的底面设有短刺8，所述坩埚1的底面设有长刺9，所述坩埚1的外部设有感应线圈10。
所述活动件4的形状为环形，降低该架桥自动破除装置的重量，使活动件4随着交变磁场的变化频率上下震动，震动频率高，有助于破除架桥3，所述活动件4的材质与坩埚1的材质相同，使活动件4的耐火性与坩埚1的耐火性相同，确保该架桥自动破除装置能够正常工作。
所述活动件4顶部的内径值大于底部的内径值，降低该架桥自动破除装置的重量，增加活动件4随交变磁场变化频率上下震动的灵敏度，震动频率高，有助于破除架桥3。
所述导电腔5断面的形状为梯形，对导电环6进行限位，使导电环6在安培力的作用下能够带着活动件4上下运动，活动件4带着短刺8和长刺9上下运动并冲击架桥3，将架桥3破除。
所述短刺8和长刺9的形状均为锥形，增加短刺8和长刺9的强度，使短刺8和长刺9不容易折断。
所述短刺8和长刺9交替分布在活动件4的底面，所述短刺8的长度值小于长刺9的长度值，使长刺9和短刺8先后刺入架桥3，连续两次改变架桥3内部结构，确保架桥3被破除。
所述导电环6断面的形状与导电腔5相适配，对导电环6进行限位，使导电环6在安培力的作用下能够带着活动件4上下运动，所述导电环6顶面与导电腔5内壁之间形成有缓冲腔，使导电环6受热体积变大时不会将活动件4撑破。
所述导电环6是由紫铜浇铸而成的环，利用紫铜良好的导电性，增大导电环6内部产生的感应电流，进而增加导电环6受到的安培力，使活动件4上下运动的幅度增加，增大活动件4下行过程中短刺8和长刺9对架桥3的作用力，确保架桥3被破除。
工作时，首先向坩埚1内部加入炉料，然后将活动件4放入坩埚1内部，接着开启真空系统抽真空，之后接通感应线圈10的电源，交变电流通过感应线圈10，在感应线圈10周围产生交变磁场，炉内导电材料在交变磁场作用下产生感应电势，使炉料表面一定深度形成涡流，然后炉料内部在涡流的作用下产生大量热量，将炉料熔化形成金属液2，随着炉料的逐渐熔化，炉料之间的间隙被金属液2充满，金属液2的液面逐渐降低，坩埚1的上部因炉料卡死形成架桥3，然后活动件4、导电环6、短刺8和长刺9的重力集中在长刺9的低端，长刺9的低端优先刺进架桥3中，改变架桥3的内部结构，使架桥3自动解体坠落进金属液2中，当长刺9刺进架桥3中后，架桥3并未解体，短刺8在重力作用下刺进架桥3中，进一步改变架桥3的内部结构，使架桥3自动解体，滑落进金属液2中，同时感应线圈10形成的交变磁场穿过活动件4，在导电环6的内部产生感应电流，使导电环6在交变磁场中受到向上和向下交替变化的安培力，导电环6在安培力的作用下带动活动件4上下震动，使短刺8和长刺9反复撞击架桥3，增加短刺8和长刺9对架桥3的作用力，将架桥3破开，不需要破真空人工破除架桥，熔炼效率高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，包括坩埚(1)，其特征在于：所述坩埚(1)的内部设有金属液(2)，所述坩埚(1)的内部设有位于金属液(2)上方的架桥(3)，所述坩埚(1)的内部设有位于架桥(3)上方的活动件(4)，所述活动件(4)的内部设有导电腔(5)，所述导电腔(5)的内部设有导电环(6)，所述活动件(4)的内部设有位于导电腔(5)下方的空腔(7)，所述坩埚(1)的底面设有短刺(8)，所述坩埚(1)的底面设有长刺(9)，所述坩埚(1)的外部设有感应线圈(10)。
2.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述活动件(4)的形状为环形，所述活动件(4)的材质与坩埚(1)的材质相同。
3.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述活动件(4)顶部的内径值大于底部的内径值。
4.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述导电腔(5)断面的形状为梯形。
5.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述短刺(8)和长刺(9)的形状均为锥形。
6.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述短刺(8)和长刺(9)交替分布在活动件(4)的底面，所述短刺(8)的长度值小于长刺(9)的长度值。
7.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述导电环(6)断面的形状与导电腔(5)相适配，所述导电环(6)顶面与导电腔(5)内壁之间形成有缓冲腔。
8.根据权利要求1所述的一种真空感应熔炼炉用架桥自动破除装置，其特征在于：所述导电环(6)是由紫铜浇铸而成的环。
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