專利名稱：真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，屬于制備儲氫合金的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，真空感應(yīng)熔煉爐普遍存在單個坩堝使用壽命不高、有效資源浪費的現(xiàn)象。真空感應(yīng)熔煉爐坩堝的使用壽命除與坩堝的自身材料有關(guān)外，與筑爐及烘爐的工藝方法也密切相關(guān)，筑爐對所使用的耐火材料的材質(zhì)、耐火材料的放置位置及放置順序要求高，烘爐時 采用高功率加熱，易縮短熔煉爐坩堝的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，其可以提高熔煉爐坩堝的使用壽命、降低材料成本、節(jié)約資源。為此，本實用新型提供了一種真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述烘爐系統(tǒng)包括在坩堝底部的臨時墊；使石墨芯的外表面與坩堝的內(nèi)表面相間隔以使石墨芯懸置于坩堝中心的定位裝置；實現(xiàn)小功率預(yù)熱、中功率加熱、再大功率加熱、小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結(jié)牢固的加熱器和時間控制器；驗證爐內(nèi)的真空壓力的抽真空裝置；以及使熔煉爐內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓狀態(tài)以便于打開爐門和爐蓋并取出石墨芯的卸壓
>J-U ρ α裝直。優(yōu)選地，加熱器和時間控制器是使得以30 50KW功率預(yù)熱2 3小時，40 60KW功率加熱3 4小時，50 70KW功率加熱2 3小時的加熱器和時間控制器；抽真空裝置是在功率調(diào)至30 50KW進(jìn)行降溫的同時對熔煉爐合爐抽真空的裝置；和/或，卸壓裝置是降溫I I. 5小時后并且功率調(diào)至零O. 5 I小時后將熔煉爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓的裝置。優(yōu)選地，加熱器和時間控制器是使得以40KW功率預(yù)熱2小時，50KW功率加熱3小時，60KW功率加熱2小時的加熱器和時間控制器；抽真空裝置是在功率調(diào)至40KW進(jìn)行降溫的同時對熔煉爐合爐抽真空的裝置；和/或，卸壓裝置是降溫I小時后并且功率調(diào)至零
O.5 I小時后將熔煉爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓的裝置。優(yōu)選地，所述臨時墊是與坩堝材質(zhì)相同的耐火材料墊；和/或，所述石墨芯為圓柱形實體，直徑350 450mm,高120 140cm,所述石墨芯上有一橫穿的小孔,所述小孔距離石墨芯的上端250 300mm。優(yōu)選地，所述臨時墊是廢坩堝材料墊；所述小孔的孔徑為25 35mm ;和/或，所述石墨芯的直徑400_、高135cm。[0014]優(yōu)選地，所述孔徑為30mm,孔距石墨芯的上端300mm。優(yōu)選地，還包括打爐料注入裝置，其包括注入量控制器、注入搗實器、和注入總高度控制器，該打爐料注入裝置是將預(yù)先混合均勻好的打爐料分層注入感應(yīng)線圈底部的裝置，并且通過搗實器使每層搗實數(shù)遍，注入量控制器控制每層的厚度，而注入總高度控制器使得打結(jié)實后的打爐料的上層面與爐口的距離與 坩堝高度一致；坩堝吊裝與定位裝置，其坩堝吊入感應(yīng)線圈內(nèi)，放置在感應(yīng)線圈的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應(yīng)線圈的距離相等，且坩堝開口處與爐嘴口對正；打爐料填充裝置，其包括填充量控制器、填充搗實器、和填充總高度控制器，該打爐料填充裝置是將打爐料分層均勻地填充在感應(yīng)線圈與坩堝的間隙內(nèi)的裝置，并且通過填充搗實器使每層搗實數(shù)遍，填充量控制器控制每層的厚度，而填充總高度控制器使得經(jīng)搗制的打爐料離線圈口預(yù)定距離；濕打爐料填充裝置，其當(dāng)搗制后的打爐料離線圈口預(yù)定距離時，用濕打爐料繼續(xù)填充感應(yīng)線圈與坩堝的間隙；濕打爐料扎孔裝置，其在濕打爐料的上層表面上設(shè)置一系列的排氣孔；以及爐嘴與坩堝口密封裝置，其通過濕打爐料連接爐嘴與坩堝口。優(yōu)選地，打爐料注入裝置為電熔鎂砂注入裝置；注入量控制器控制每層70 80_的厚度；填充搗實器為至少搗實3遍的填充搗實器；填充搗實器為平錘；濕打爐料填充裝置還包括使打爐料與水玻璃按8 : I 9 : I的比例混合調(diào)制的濕打爐料控制器；所述預(yù)定距離為190 210mm ;和/或，所述一系列排氣孔在環(huán)形的濕打爐料的上層表面上的間隔為80 100mm,軸向深度為140 150mm。優(yōu)選地，打爐料注入裝置為MgO的含量為95%以上的電熔鎂砂注入裝置；所述預(yù)定距離為200mm ;濕打爐料填充裝置還包括以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調(diào)制的濕打爐料控制器；和/或，所述一系列排氣孔在環(huán)形的濕打爐料的上層表面上的間隔為100mm,軸向深度為150mm。優(yōu)選地，繞濕打爐料的一圈設(shè)置的排氣孔與相鄰圈設(shè)置的排氣孔之間的徑向距離為 100mm。根據(jù)本實用新型，可以提高熔煉爐坩堝的使用壽命10爐以上，節(jié)約了資源，降低了材料成本。

圖I為根據(jù)本實用新型的真空感應(yīng)熔煉爐筑爐后的烘爐系統(tǒng)截面圖。圖2為根據(jù)本實用新型的真空感應(yīng)熔煉爐烘爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
在圖I中，附圖標(biāo)記I表示打爐料，附圖標(biāo)記2表示感應(yīng)線圈，附圖標(biāo)記3表示 甘堝，附圖標(biāo)記4表示打爐料與水玻璃的混合物，附圖標(biāo)記5表示石墨芯，附圖標(biāo)記6表示爐體底部，附圖標(biāo)記D表不i甘禍的聞度，附圖標(biāo)記d表不濕打爐料填充的聞度。如圖2所示，根據(jù)本實用新型的真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述烘爐系統(tǒng)包括在坩堝3底部的臨時墊201 ；使石墨芯5的外表面與坩堝的內(nèi)表面相間隔以使石墨芯5懸置于坩堝3中心的定位裝置200 ；實現(xiàn)小功率預(yù)熱、中功率加熱、再大功率加熱、小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結(jié)牢固的加熱器300和時間控制器301 ；驗證爐內(nèi)的真空壓力的抽真空裝置400 ；以及使熔煉爐內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓狀態(tài)以便于打開爐門和爐蓋并取出石墨芯的卸壓裝置500。 在根據(jù)本實用新型的筑爐中，使用含95%以上MgO的電熔鎂砂做為打爐料I ;而在在根據(jù)本實用新型的烘爐中，使用直徑400_、高135cm的圓柱實體石墨芯5做為加熱體，石墨芯5上有一橫穿的小孔,孔徑為30mm,孔距石墨芯5的上端300mm。“橫穿的小孔”做吊裝用，目的是使石墨芯懸置在坩堝內(nèi)，而石墨芯的尺寸是根據(jù)坩堝的尺寸而定，直徑小于坩堝的直徑，小孔距石墨芯下端的高度小于坩堝內(nèi)壁的高度；小孔的尺寸依吊裝工具而定，使吊裝工具穿入即可。在一個實施例中，筑爐方法的具體步驟如下(I)將預(yù)先混合均勻好的打爐料I放進(jìn)感應(yīng)線圈2的底部，每70 80mm厚即用平錘搗實，每次至少搗3遍，打結(jié)實后的打爐料I的上層面與爐口的距離要與坩堝3的高度D—致。(2)將坩堝3吊入感應(yīng)線圈2內(nèi)，放置在感應(yīng)線圈2的中心位置處，使坩堝3的外壁四周與感應(yīng)線圈2的距離相等，且坩堝3的開口處需與爐嘴口對正。(3)將打爐料I均勻填充在感應(yīng)線圈2與坩堝3的間隙內(nèi)，每次只能填充70 80mm厚,然后用平錘搗實,每次至少搗三遍。(4)當(dāng)搗制后的打爐料I離線圈口的距離d達(dá)到200mm時，需用濕打爐料4填充，濕打爐料4是以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調(diào)制而成。最后，繞濕打爐料4的一圈每隔IOOmm用工具扎一個排氣孔,軸向深度150mm。濕打爐料4填充后的上層面為孔的插入點，孔深度的方向為軸向，孔深度的選擇并不要求扎透，孔的直徑為2-3_，扎孔的目的主要是為了讓填充好的濕打爐料內(nèi)部的封閉氣泡盡可能消失，防止在烘爐過程中，加熱造成打爐料內(nèi)部氣壓過大而引起破裂。扎孔是一個有效的預(yù)防措施。(5)在熔煉爐導(dǎo)流槽的側(cè)面及底部涂抹水玻璃，把攪拌好的物料放入爐嘴不銹鋼槽內(nèi)，將爐嘴放平，爐嘴應(yīng)對準(zhǔn)澆口，使用攪拌好的物料將爐嘴與坩堝口連接起來。簡言之，將爐嘴放入熔煉爐上固定好的區(qū)域內(nèi)，使?fàn)t嘴對準(zhǔn)坩堝口，并用濕打爐料連接爐嘴與坩堝口。坩堝用來容納物料，而熔煉爐是執(zhí)行加熱、抽真空、充入氣體等所有工藝操作的設(shè)備。熔煉物料時，這兩者缺一不可，在“用熔煉爐熔煉物料”中，熔煉爐是包括坩堝在內(nèi)的一個統(tǒng)稱。坩堝口是一個U型結(jié)構(gòu)，爐嘴兩邊側(cè)面是直角梯形結(jié)構(gòu)，底部是一個弧形結(jié)構(gòu)，而前后兩端為大小不同的U型結(jié)構(gòu)，其中尺寸較大的U型與坩堝口的U型相吻合而與坩堝口相連接。在另外一個實施例中，搗制后的打爐料在離線圈口的距離d達(dá)到190 210mm時，用濕打爐料4填充，濕打爐料是將打爐料與水玻璃按8 : I 9 : I的比例混合調(diào)制而成。最后，繞打爐料一圈每隔80 IOOmm用工具扎一個排氣孔,深度140 150mm。優(yōu)選地，所述的筑爐方法中使用的打爐料為電熔鎂砂，主要成分為MgO，含量為95%以上。在一個實施例中，烘爐系統(tǒng)的具體步驟如下(I)先在坩堝3的底部放幾塊廢坩堝材料，然后，將石墨芯放置在坩堝到中心，石墨芯5不要與坩堝3的底部和坩堝壁直接接觸。坩堝底部放入廢坩堝材料，也可以放入與坩堝材質(zhì)相同的其他耐火材料，目的是進(jìn)一步保證石墨芯不與坩堝底部直接接觸，直接接觸會在大功率加熱時燙壞坩堝。(2)以40kW功率預(yù)熱2小時，50kW功率加熱3小時，60kW功率加熱2小時，然后，將功率調(diào)至40kW進(jìn)行降溫，同時，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I小時后，將功率調(diào)至零，O. 5 I小時后，將熔煉爐內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓，開爐取出石墨芯5?！叭蹮挔t合爐”是指熔煉爐的爐蓋、爐門等關(guān)閉，使熔煉爐爐體處于封閉的狀態(tài)。在另外一個實施例中，30 50kW功率預(yù)熱2 3小時，40 60kW功率加熱3 4小時，50 70kW功率加熱2 3小時，然后，將功率調(diào)至30 50kW進(jìn)行降溫，同時，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I I. 5小時后，將功率調(diào)至零，O. 5 I小時后，將熔煉爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓，開爐取出石墨芯。優(yōu)選地，所述烘爐系統(tǒng)中使用的石墨芯為圓柱實體，直徑350 450mm，高120 140cm,石墨芯上有一橫穿的小孔，孔徑為25 35mm,孔距石墨芯上端250 300mm。通過先小功率預(yù)熱、中功率加熱、再大功率加熱，然后，小功率降溫，前3步緩慢加功率、后I步降低功率是為了使打爐料與新坩堝在溫度作用下粘結(jié)牢固。抽真空是為了檢查爐內(nèi)的真空壓力是否在正常范圍。最后，熔煉爐爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓狀態(tài)，爐門、爐蓋等才能打開取出石墨芯。至此，烘爐結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述烘爐系統(tǒng)包括: 在樹禍底部的臨時塾； 使石墨芯的外表面與坩堝的內(nèi)表面相間隔以使石墨芯懸置于坩堝中心的定位裝置； 實現(xiàn)小功率預(yù)熱、中功率加熱、再大功率加熱、小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結(jié)牢固的加熱器和時間控制器； 驗證爐內(nèi)的真空壓力的抽真空裝置；以及 使熔煉爐內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓狀態(tài)以便于打開爐門和爐蓋并取出石墨芯的卸壓裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，加熱器和時間控制器是使得以30 50KW功率預(yù)熱2 3小時，40 60KW功率加熱3 4小時，50 70KW功率加熱2 3小時的加熱器和時間控制器；抽真空裝置是在功率調(diào)至30 50KW進(jìn)行降溫的同時對熔煉爐合爐抽真空的裝置；和/或，卸壓裝置是降溫I I. 5小時后并且功率調(diào)至零O. 5 I小時后將熔煉爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，加熱器和時間控制器是使得以40KW功率預(yù)熱2小時，50KW功率加熱3小時，60KW功率加熱2小時的加熱器和時間控制器；抽真空裝置是在功率調(diào)至40KW進(jìn)行降溫的同時對熔煉爐合爐抽真空的裝置；和/或，卸壓裝置是降溫I小時后并且功率調(diào)至零O. 5 I小時后將熔煉爐內(nèi)壓力恢復(fù)至常壓的裝置。
4.如權(quán)利要求I所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，所述臨時墊是與坩堝材質(zhì)相同的耐火材料墊；和/或，所述石墨芯為圓柱形實體，直徑350 450mm,高120 140cm,所述石墨芯上有一橫穿的小孔，所述小孔距離石墨芯的上端250 300mm。
5.如權(quán)利要求4所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，所述臨時墊是廢坩堝材料墊；所述小孔的孔徑為25 35mm ;和/或，所述石墨芯的直徑400mm、高135cm。
6.如權(quán)利要求5所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，所述孔徑為30mm，孔距石墨芯的上端300mm。
7.如權(quán)利要求I所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，還包括 打爐料注入裝置，其包括注入量控制器、注入搗實器、和注入總高度控制器，該打爐料注入裝置是將預(yù)先混合均勻好的打爐料分層注入感應(yīng)線圈底部的裝置，并且通過搗實器使每層搗實數(shù)遍，注入量控制器控制每層的厚度，而注入總高度控制器使得打結(jié)實后的打爐料的上層面與爐口的距離與坩堝高度一致； 坩堝吊裝與定位裝置，其坩堝吊入感應(yīng)線圈內(nèi)，放置在感應(yīng)線圈的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應(yīng)線圈的距離相等，且坩堝開口處與爐嘴口對正； 打爐料填充裝置，其包括填充量控制器、填充搗實器、和填充總高度控制器，該打爐料填充裝置是將打爐料分層均勻地填充在感應(yīng)線圈與坩堝的間隙內(nèi)的裝置，并且通過填充搗實器使每層搗實數(shù)遍，填充量控制器控制每層的厚度，而填充總高度控制器使得經(jīng)搗制的打爐料離線圈口預(yù)定距離； 濕打爐料填充裝置，其當(dāng)搗制后的打爐料離線圈口預(yù)定距離時，用濕打爐料繼續(xù)填充感應(yīng)線圈與坩堝的間隙； 濕打爐料扎孔裝置，其在濕打爐料的上層表面上設(shè)置一系列的排氣孔；以及 爐嘴與坩堝口密封裝置，其通過濕打爐料連接爐嘴與坩堝口。
8.如權(quán)利要求7所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，打爐料注入裝置為電熔鎂砂注入裝置；注入量控制器控制每層70 80_的厚度；填充搗實器為至少搗實3遍的填充搗實器；填充搗實器為平錘；濕打爐料填充裝置還包括使打爐料與水玻璃按8 Γ9 I的比例混合調(diào)制的濕打爐料控制器；所述預(yù)定距離為190 210mm ;和/或，所述一系列排氣孔在環(huán)形的濕打爐料的上層表面上的間隔為80 100mm，軸向深度為140 150mm。
9.如權(quán)利要求8所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，打爐料注入裝置為MgO的含量為95%以上的電熔鎂砂注入裝置；所述預(yù)定距離為200mm ;濕打爐料填充裝置還包括以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調(diào)制的濕打爐料控制器；和/或，所述一系列排氣孔在環(huán)形的濕打爐料的上層表面上的間隔為100mm，軸向深度為150mm。
10.如權(quán)利要求8或9所述的烘爐系統(tǒng)，其特征在于，繞濕打爐料的一圈設(shè)置的排氣孔與相鄰圈設(shè)置的排氣孔之間的徑向距離為100mm。
專利摘要一種真空感應(yīng)熔煉爐的烘爐系統(tǒng)，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述烘爐系統(tǒng)包括在坩堝底部的臨時墊；使石墨芯的外表面與坩堝的內(nèi)表面相間隔以使石墨芯懸置于坩堝中心的定位裝置；實現(xiàn)小功率預(yù)熱、中功率加熱、再大功率加熱、小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結(jié)牢固的加熱器和時間控制器；驗證爐內(nèi)的真空壓力的抽真空裝置；以及使熔煉爐內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓狀態(tài)，以便于打開爐門和爐蓋并取出石墨芯的卸壓裝置。本實用新型可以提高熔煉爐坩堝的使用壽命、降低材料成本、節(jié)約資源。
文檔編號F27D1/16GK202770209SQ20122045901
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者任權(quán)兵, 郭庭輝, 李成德, 馮蘭 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司