一種真空感應熔煉爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種真空感應熔煉爐，爐體、電源控制單元、真空泵、第一隔熱板、總壓力傳感器和處理控制器。重要的是：該第一隔熱板的頂面與該坩堝底面固定連接；該總壓力傳感器固定設置在該第一隔熱板底面的重心處；該處理控制器分別與該電源控制單元和該總壓力傳感器電連接，并且該處理控制器根據(jù)該總壓力傳感器測得的坩堝壓力信號控制該電源控制單元的電源輸入值。通過上述方案，本實用新型對真空熔煉爐在熔煉不同重量的爐料時合理地控制了其所對應的所需輸入電源和輸入功率，減少了不必要的能源損耗并由此相對地提高了真空熔煉爐的熔煉速率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種適用于在真空環(huán)境中處理爐料的坩堝爐，尤其是涉及一種采 用電磁感應加熱的真空感應熔煉爐。 一種真空感應熔煉爐

【背景技術】
[0002] 真空感應熔煉爐是指一種在真空條件下利用電磁感應在導體內(nèi)產(chǎn)生渦流來加熱 物料的熔煉爐。
[0003] 請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術真空熔煉爐的結構示意圖。圖1中的真空感應熔煉爐 10包括爐體11、電源控制單元12和真空泵13。該爐體11內(nèi)部設有被感應線圈纏繞的坩 堝111以及其外壁設有真空閥門。該電源控制單元12設置在該爐體11的外側并與該感應 線圈電連接，該真空泵13設置在該爐體11外側并通過管道與該爐體11的真空閥門密封連 接。這種真空感應熔煉爐雖然被廣泛用于處理多種爐料，但是其普遍存在著這樣的缺陷：電 源控制單元中的電源系統(tǒng)不夠完善。在處理不同重量的爐料時電源控制單元的輸入電壓和 輸入功率不變或不能根據(jù)坩堝中爐料的重量和爐料被燒結的狀態(tài)而判斷并調(diào)節(jié)對其進行 熔煉所需的適當?shù)妮斎腚妷汉洼斎牍β?。輸入電壓和輸入功率過大時，導該真空熔煉爐10 在熔煉爐料的過程中耗能過多，造成不必要的能源損耗。輸入電壓和輸入功率過小時，會影 響被熔煉的爐料的質(zhì)量，并且降低了熔煉的效率。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，為對真空熔煉爐在熔煉不同 重量的爐料時合理地控制了其所對應的所需輸入電源和輸入功率，減少不必要的能源損耗 并由此相對地提高真空熔煉爐的熔煉速率，提供了一種真空感應熔煉爐。
[0005] 本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種真空感應熔煉爐，爐體、電源控制單 元和真空泵。該爐體內(nèi)設有被感應線圈纏繞的坩堝以及其側壁設有真空閥門；該電源控制 單元設置在該爐體的外側并與該感應線圈電連接，該真空泵設置在該爐體外側并且其進口 通過管道與該爐體的真空閥門密封連接。重要的是：該真空感應熔煉爐還包括第一隔熱板、 總壓力傳感器和處理控制器。該第一隔熱板的頂面與該坩堝底面固定連接；該總壓力傳感 器固定設置在該第一隔熱板底面的重心處；該處理控制器分別與該電源控制單元和該總壓 力傳感器電連接，并且該處理控制器根據(jù)該總壓力傳感器測得的坩堝壓力信號控制該電源 控制單元的電源輸入值。通過上述方案，本實用新型對真空熔煉爐在熔煉不同重量的爐料 時合理地控制了其所對應的所需輸入電源和輸入功率，減少了不必要的能源損耗并由此相 對地提高了真空熔煉爐的熔煉速率。
[0006] 該真空感應熔煉爐還包括第二隔熱板和四個與該處理控制器電連接的分壓力傳 感器。該第二隔熱板固定設置在該坩堝底面和該第一隔熱板之間。所述的四個分壓力傳 感器分別設置在該第二隔熱板底面的四個角處，并且其下端固定連接于該第一隔熱板的頂 面。該處理控制器根據(jù)該分壓力傳感器測得的坩堝壓力信號進一步控制該電源控制單元的 電源輸入值和該電源控制單元的關閉。此處的四個分壓力傳感器設置有利于將真空感應熔 煉爐中原料被熔煉的過程具現(xiàn)化，實現(xiàn)了本實用新型中進一步對該電源控制單元的電源輸 入值的控制，進一步減少真空感應熔煉爐的熔煉功耗，節(jié)省能源。
[0007] 作為優(yōu)選，該第一隔熱板為氣凝膠氈隔熱板或真空隔熱板。氣凝膠氈隔熱板和真 空隔熱板都具有良好的隔熱效果。其中，該氣凝膠氈隔熱板具有柔軟、易裁剪、密度小、無 機防火、整體疏水、綠色環(huán)保、導熱系數(shù)低等特性；該真空隔熱板是由填充芯材與真空保護 表層復合而成的，不含有任何0D (消耗臭氧層物質(zhì)）材料，具有環(huán)保和高效節(jié)能的特性。因 此，該氣凝膠氈隔熱板和該真空隔熱板的使用有利于環(huán)保和減小其對熔煉爐內(nèi)的熔煉環(huán)境 的影響，并且其有效地避免了爐體內(nèi)的熱量向總壓力傳感器傳遞，進一步保證了總壓力傳 感器的工作溫度的穩(wěn)定性，使該總壓力傳感器不因溫度而影響測量精度。
[0008] 作為優(yōu)選，該第二隔熱板為氣凝膠氈隔熱板或真空隔熱板。氣凝膠氈隔熱板和真 空隔熱板都具有良好的隔熱效果。該氣凝膠氈隔熱板和該真空隔熱板的使用有利于環(huán)保和 減小其對熔煉爐內(nèi)的熔煉環(huán)境的影響，并且其有效地避免了爐體內(nèi)的熱量向分壓力傳感器 傳遞，進一步保證了分壓力傳感器的工作溫度的穩(wěn)定性，使該分壓力傳感器不因溫度而影 響測量精度。
[0009] 該爐體的內(nèi)壁與外壁之間設有真空層。
[0010] 為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是現(xiàn)有技術真空感應熔煉爐的結構示意圖。
[0012] 圖2是本實用新型真空感應熔煉爐的結構示意圖。
[0013] 圖3是本實用新型真空感應熔煉爐爐體內(nèi)部結構局部放大圖。
[0014] 圖4是本實用新型真空感應熔爐體中往總壓力傳感器方向仰望的總壓力傳感器 仰視圖。
[0015] 圖5是本實用新型真空感應熔爐體中往分壓力傳感器方向仰望的分壓力傳感器 仰視圖。

【具體實施方式】
[0016] 請同時參閱圖2和圖3,其中，圖2是本實用新型真空感應熔煉爐的結構示意圖； 圖3是本實用新型真空感應熔煉爐爐體內(nèi)部結構局部放大圖。本實用新型中的真空感應熔 煉爐20,包括爐體21、電源控制單元22、真空泵23、第二隔熱板24、四個分壓力傳感器25、 第一隔熱板26、總壓力傳感器27和處理控制器28。該電源控制單元22設置在該爐體21外 側并與該爐體21電連接，該真空泵23設置在該爐體21的外側并通過管道與該爐體21相 通連接。該第二隔熱板24、該分壓力傳感器25、該第一隔熱板26和該總壓力傳感器27都 設置在該爐體21內(nèi)。
[0017] 請同時參閱圖4和圖5,其中，圖4是本實用新型真空感應熔爐體中往總壓力傳感 器方向仰望的總壓力傳感器仰視圖，圖5是本實用新型真空感應熔爐體中往分壓力傳感器 方向仰望的分壓力傳感器仰視圖。其中，所述的四個分壓力傳感器25固定設置在該第二隔 熱板24和該第一個隔熱板26之間，并且所述的四個分壓力傳感器25分別分布在該第二隔 熱板24的底面的四個角處，以測量爐內(nèi)需要被熔煉的爐料對這四個角的壓力。該總壓力傳 感器27固定設置在該第一隔熱板26底面的重心處，以測量爐內(nèi)爐料的總壓力。該處理控 制器28分別與該電源控制單元22、該分壓力傳感器25和該總壓力傳感器27電連接，其根 據(jù)該總壓力傳感器27測得的爐料壓力信號控制該電源控制單元22在真空感應熔煉爐20 剛開始運行時的電源輸入值，進一步，其根據(jù)所述的分壓力傳感器25測得的爐料壓力信號 進行差值處理，從而改變該電源控制單元22在該真空感應熔煉爐20的熔煉過程中的電源 輸入值。
[0018] 具體地，該爐體21內(nèi)設有被感應線圈纏繞的坩堝211以及其側壁設有真空閥門。 該坩堝211外圍的感應線圈電連接于該電源控制單元22,該真空閥門通過管道密封連接于 該真空泵23的進口。進一步，該爐體21的內(nèi)壁與外壁之間設有真空層。
[0019] 具體地，該爐體21中坩堝211的底面固定設置在該第二隔熱板24的頂面，即該第 二隔熱板24被該坩堝211緊緊地壓住，同時依次設置在該第二隔熱板24下的分壓力傳感 器25、第一隔熱板26和總壓力傳感器27都同時被該坩堝211緊緊地壓住，從而實現(xiàn)該分壓 力傳感器25和該總壓力傳感器27對坩堝211壓力的測量。
[0020] 作為優(yōu)選，該第一隔熱板26為氣凝膠氈隔熱板或真空隔熱板，該第二隔熱板24為 氣凝膠氈隔熱板或真空隔熱板。
[0021] 在本實用新型的真空熔煉爐20進行真空熔煉時，先將爐料放進爐體21內(nèi)的坩堝 211里，直到將所需被熔煉的爐料都被放進坩堝211里時，關門爐門并打開爐體21側壁上的 真空閥門和真空泵23的開關，讓真空泵23對爐體21內(nèi)進行抽真空，由此使得爐內(nèi)的真空 度符合容量環(huán)境的標準。
[0022] 重要的是，當爐內(nèi)的真空度達到標準熔煉真空度時，打開總壓力傳感器27和處理 控制器28的開關。這時，總壓力傳感器27便會對裝有爐料的坩堝211的壓力不斷地進行 測量，并將其所測得所有的坩堝壓力信號傳送給處理控制器28。該處理控制器28將從總壓 力傳感器27接收到的所有坩堝壓力信號進行處理，并從所有接收到的坩堝信號中挑選出 一個出現(xiàn)頻率最高的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)定為該裝有爐料的坩堝211的總重，即該處理控制 器28確定好準確的信號數(shù)據(jù)后，并將該信號數(shù)據(jù)轉換為相應的重量控制信號，從而根據(jù)這 個重量控制信號控制電源控制單元22的輸入值。于是，該處理控制器28控制電源控制單 元22的開關打開，同時控制電源控制單元22的輸入電壓和輸入功率。即該處理控制器28 中設有三個閾值范圍，其每個閾值范圍對應有一輸入電壓和輸入功率；例如，當總壓力傳感 器27測得的總重屬于第一閾值范圍時，處理控制器28便會控制電源控制單兀22輸入該閾 值范圍對應的輸入電壓和輸入功率；當總壓力傳感器27測得的總重屬于第二閾值范圍時， 處理控制器28便會控制電源控制單元22輸入該閾值范圍對應的輸入電壓和輸入功率；當 總壓力傳感器27測得的總重屬于第三閾值范圍時，處理控制器28便會控制電源控制單元 22輸入該閾值范圍對應的輸入電壓和輸入功率。該處理控制器28和該總壓力傳感器27的 設置大大減少了本實用新型真空感應熔煉爐的能耗。
[0023] 更進一步，在該處理控制器28控制好該電源控制單元22的輸入電壓后，再經(jīng)過40 分鐘后，該處理控制器器28便啟動該分壓力傳感器。由于放進坩堝211的磁鐵原料為不均 勻的塊狀，則將其放入坩堝211內(nèi)時，其不均勻性和其在坩堝211內(nèi)放置位置的偏差性會導 致坩堝211底部受力不均勻，即磁鐵原料不完全被熔化時，坩堝211的底部受力始終不均 勻。只有當坩堝211內(nèi)的磁鐵原料完全熔化時，坩堝211的底部受力才會均勻，即其底部各 點的受力幾乎一樣。于是，所述的4個分壓力傳感器25對該坩堝211的壓力進行實時測量， 從而間接實現(xiàn)對爐內(nèi)磁鐵原料物態(tài)變化過程的監(jiān)控；并且其把自己各個時刻測得坩堝211 底面不同的4個點的壓力值信息傳輸給該處理控制器28。該處理控制器28便對此壓力值 信息進行分析和處理，從而進一步在熔煉過程中改變該電源控制單元22的電源輸入值。
[0024] 具體地，首先，該處理控制器28對于每一次由所述的4個分壓力傳感器25傳來的 坩堝211壓力值信息進行分析，每一次，該處理控制器28將所述的4個壓力值信息進行比 較，將各個壓力值中的每兩個不同的信息顯示的壓力數(shù)據(jù)相減，得出4個差值。然后，該處 理控制器28根據(jù)這4個差值信息中得到最大差值信息；其中，該差值信息間接表示的是該 坩堝211中的磁鐵原料經(jīng)熔煉一段時間后的液態(tài)程度，最大差值越大，則代表磁鐵原料液 態(tài)程度越小，相反，最大差值越小，則代表磁鐵原料越接近液態(tài)。因此，最大差值越小，該處 理控制器28便根據(jù)該最大差值信息相應地減小該電源控制單元的電源輸入值。當最大差 值處于完全液態(tài)閾值時，該處理控制器28控制該電源控制單元22關閉電源。所述的分壓 力傳感器25為監(jiān)控熔煉過程不可忽視的一部分，其為處理控制器28提供了對熔煉電源輸 入值實現(xiàn)控制的數(shù)據(jù)，進一步減少了該真空感應熔煉爐的能耗。
[0025] 相對于現(xiàn)有技術，本實用新型對真空熔煉爐在熔煉不同重量的爐料時合理地控制 了其所對應的所需輸入電源和輸入功率，減少不必要的能源損耗并由此相對地提高真空熔 煉爐的熔煉速率。
[0026] 本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫 離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權利要求和等同技術 范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。
【權利要求】
1. 一種真空感應熔煉爐，包括爐體、電源控制單元和真空泵；該爐體內(nèi)設有被感應線 圈纏繞的坩堝以及其側壁設有真空閥門；該電源控制單元設置在該爐體的外側并與該感應 線圈電連接，該真空泵設置在該爐體外側并且其進口通過管道與該爐體的真空閥門密封連 接；其特征在于：還包括第一隔熱板、總壓力傳感器和處理控制器； 該第一隔熱板的頂面與該坩堝底面固定連接；該總壓力傳感器固定設置在該第一隔熱 板底面的重心處；該處理控制器分別與該電源控制單元和該總壓力傳感器電連接，并且該 處理控制器根據(jù)該總壓力傳感器測得的坩堝壓力信號控制該電源控制單元的電源輸入值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的真空感應熔煉爐，其特征在于：還包括第二隔熱板和四個與 該處理控制器電連接的分壓力傳感器；該第二隔熱板固定設置在該坩堝底面和該第一隔熱 板之間；所述的四個分壓力傳感器分別設置在該第二隔熱板底面的四個角處，并且其下端 固定連接于該第一隔熱板的頂面；該處理控制器根據(jù)該分壓力傳感器測得的坩堝壓力信號 進一步控制該電源控制單元的電源輸入值和該電源控制單元的關閉。
3. 根據(jù)權利要求1所述的真空感應熔煉爐，其特征在于：該第一隔熱板為氣凝膠氈隔 熱板或真空隔熱板。
4. 根據(jù)權利要求2所述的真空感應熔煉爐，其特征在于：該第二隔熱板為氣凝膠氈隔 熱板或真空隔熱板。
5. 根據(jù)權利要求1所述的真空感應熔煉爐，其特征在于：該爐體的內(nèi)壁與外壁之間設 有真空層。
【文檔編號】F27B14/04GK203881129SQ201320782756
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】何勝云 申請人:乳源瑤族自治縣力強磁鐵制品有限公司