[发明专利]金属熔炼设备

说明书

本发明涉及一种适用于熔炼或精炼金属特别是特殊钢的金属熔炼炉。

近年来已经提出了改进特殊钢的品质的要求，而且旨在脱气的精炼已经得到注意。

作为这种脱气精炼的代表，RH真空脱气技术已为人所知，但是RH真空脱气设备的尺寸很大。除去设备费用外，由于RH真空脱气设备没有专门的加热装置，因此就产生温度在真空处理过程中会降低的问题。

作为可用的真空处理，有一种真空感应熔炼设备，而且此真空感应熔炼设备通常有这样一种结构，其中，整个熔炼设备都完全放在一真空室中，因此，真空室很大。大型的设备还包括附属装置，从而使该装置的成本升高。

由于在真空感应熔炼设备中，感应加热线圈也放在真空室中，也就是说，由于感应加热线圈是放在真空中的，故线圈部分易于放电，而且线圈电压应当为300V或更低(虽然改善线圈绝缘，可为600V或更低)。因此，在大尺寸的炉子中，难于特别供应大的电功率，而且在生产能力上出现问题。

为了保证生产能力，需要有一大电流型的专用电源，而且几乎不可能将高压型(小电流型)转换为可保持生产能力的真空感应炉。

本发明的金属熔炼设备被设计成可解决这些问题。

按照本发明第一方面的金属熔炼设备的特征为，耐火材料炉壁在其外周上设有气密的且不导电的密封套，并沿密封套的内圆周以预定的彼此隔开的间距设置垂直的水冷管，而炉壳则布置在外部，以用感应加热线圈包围炉壳，而且炉壳用密封套固定在一框架上，以便加强结构。也就是说，金属熔炼设备包括：

(1)一具有耐火材料炉壁的炉壳；

(2)一设置在上述耐火材料炉壁的外周上的气密的且不导电的密封套；

(3)沿上述密封套的内圆周布置的垂直的水冷管，上述管子以预定的间距彼此隔开地布置；

(4)一感应加热线圈，它被布置成包围炉壳，并经过一空间设置在炉壳外面；和

(5)一固定在上述密封套上的框架，以通过上述密封套支承上述炉壳。

按照第一方面，本发明第二方面的金属熔炼设备的特征为，炉壳的密封套在一上端部分和一下端部分上通过一上法兰和一下法兰固定在框架上。

按照第一和第二方面中的任一个，本发明第三方面的金属熔炼设备的特征为，水冷管包括铜管并且以小的节距沿周向紧密地设置，其中，当每个水冷铜管的外径或一个边的长度为D时，管子的中心位置之间的距离小于3D。

按照第二和第三方面中的任一个，本发明第四方面的金属熔炼设备的特征为，水冷管在上端和下端上安装并固定在上、下法兰上。

按照第一至第四方面中的任一个，本发明第五方面的金属熔炼设备的特征为，设置一个框架底座，上述框架连同炉壳可旋转地设置在框架底座上。

附图的简要说明

图1为示意地表示出作为例子的一个熔炼设备的结构的视图；

图2为图1所示熔炼设备的要素部分的平面图；

图3为表示示例性熔炼设备的水冷管的结构的视图。

图中的参考标号代表：

10：炉壳；

12：耐火材料炉壁；

16：密封套；

28，44：法兰；

38：(高频)感应加热线圈；

42：框架；

47：水冷铜管；

56：框架底座

如上所述，耐火材料炉壁在其外周上设有气密的且不导电的密封套，以便气密地密封炉壳的内部，并且，按照本发明，如果在炉壳上装以真空罩，则用炉壳和真空罩包围的内部空间可被做成是真空的，从而能进行用于精炼诸如特殊钢的真空处理。

由于感应加热线圈放在外面，处于大气空间中，因此有可能在加热时基本上不会在感应加热线圈中产生放电，并向感应加热线圈施以高电压，从而可以以卓越的生产能力熔炼或精炼特殊钢。

此外，由于感应线圈可以放在大气空间中，故电源和线圈设计的自由度高。再有，由于不需要专门的真空室，故熔炼设备本身可以以简单、紧凑和经济的结构组成。

密封套的例子包括玻璃纤维增强树脂，例如玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酰胺、不包含这种玻璃纤维的酚醛树脂、聚酰胺树脂或特氟隆。

也可使用由陶瓷材料组成的密封套、材料品质可恰当地予以选择。

本发明的另一特征为，密封套固定在框架上，也就是说，炉壳通过密封套固定在框架上，而且炉壳由这种框架增强。

为了用感应加热线圈有效地加热熔融金属，将炉壁做得尽可能的薄是有效的。不过，在做薄的时候，炉壁的机械强度要降低。

在此方面，在本发明中，炉壳用框架增强，由此可以将炉壁做成薄很多，并且同时还保持机械强度。