[实用新型]石英管炉体的多功能冷坩埚感应熔炼炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石英管炉体的多功能冷坩埚感应熔炼炉，属于金属熔炼设备技术领域。

背景技术

真空悬浮熔炼技术(即冷坩埚真空感应熔炼技术)是当代最先进的材料制备技术之一——它在真空活惰性气体环境中进行热恋，并用水冷铜坩埚代替陶瓷坩埚，通过电磁场使熔融的炉料处于悬浮或准悬浮状态，从而完全排除了气氛和坩埚材料的污染。

可见，这种技术应该是材料科研工作的首选技术。但是，由于这种技术出现得比较晚，设备的结构和功能大多还比较简单，对于科研工作还有一定的欠缺。

基层材料研究单位希望的设备应该具备以下特点：

1)属于小型设备——科研工作往往需要系统地熔炼几十个、数百个材料样品，样品重量只要几克、几十克即可，至多数百克或1～2kg；

2)具备多种操作功能——例如，除了能熔炼之外，还应该有加料、捣料、倾转铸造、底铸抽铸、拉锭、重熔等功能；

3)具有实现材料制备领域的多种现代技术的能力——如果能在冷坩埚设备中实现定向凝固、区熔提纯、蒸馏等其它现代材料技术则最为理想。

目前，尚未见到具备这么多功能的小型冷坩埚感应熔炼设备。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在保持冷坩埚感应熔炼炉简易结构的基础上略微改动元件的配置直或增加简单附件，就能获得多种操作功能的石英管炉体的多功能冷坩埚感应熔炼炉。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

本实用新型包括炉体、感应圈、炉体座、真空系统，其特征是：炉体用石英管制作，石英炉管的顶端封口或开口，下端通过密封座装在三通管炉体座的上端面法兰上，炉体座下的端面用底板密封，侧管通过接口与真空系统结合，在石英炉管的外面，装有感应圈。

本实用新型的有益效果是：

1)以石英管作为炉体真空室的小型冷坩埚真空感应熔炼炉，其结构简单、成本低廉，能够在科研和教学的基层单位得到应用和普及，使材料研究的水平能得到普遍提高；

2)这种设备能在保持简易结构的基础上，能方便地设置各种冶金功能和现代材料技术功能，如加料、捣料、铸造、重熔、拉锭、定向凝固、区熔提纯和蒸馏提纯，等等；

3)用透明的石英管作为炉体使得材料制备的各种工艺过程能得到直接观察，便于教学演示。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是具有加料功能的炉体系统的结构示意图。

图3是具有抽铸功能的炉体系统的结构示意图。

图4是实施例一的示意图，它表示具有倾转铸造功能的炉体系统的结构。

图5是实施例一的炉体系统在铸造过程的状态示意图，图4的B向是该图的观察方向。

图6表示具有底铸功能的设备的炉体结构和底铸过程示意图。

图7表示具有拉锭功能的设备的炉体结构和拉锭过程示意图。

图8表示具有定向凝固功能的设备的炉体结构和定向凝固过程示意图。

图9是具有区熔提纯的设备的炉体结构和区熔过程示意图。

图10是具有蒸馏提纯的设备的炉体结构和蒸馏过程示意图。

在以上各图中，01.石英炉管，02.炉体密封座，03.炉体座，04.炉体座底板，05.炉体座侧管，06.炉体座接口，07.真空系统，08.冷坩埚，09.感应圈，10.插管或插杆，11.炉管接口咀，12.插件座，13.插管真空阀，14.原料颗粒，15.加料器，16.加料器的出料咀，17.真空软管，18.料液熔池，19.负压室，20.抽铸棒，21.炉体真空阀，22.炉体支架，23.炉体旋转把手，24.铸造模具，25.料液，26.坩埚下注口，27.下注模具管，28.注口塞，29.拉杆，30.凝固的料棒，31.拉锭室，32.冷却剂，33.冷却管，34.保温材料，35.熔区，36.区熔料棒，37.熔区后面的凝固区，38.蒸馏结晶器，39.蒸馏得到的纯料。

具体实施方式

参照附图，本实用新型包括炉体(01)、感应圈(09)、炉体座(03)、真空系统(07)，炉体(01)用石英管制作，石英管的尺寸取决于对设备熔炼量的要求。例如最大熔炼量200g的设备，可以用直径50～80mm，高度200～400mm的石英管。

石英炉管的顶端封口，下端通过密封座(02)装在三通管炉体座(03)的上端面法兰上。密封座可以有多种结构，图中的密封座(02)是一个例子，它具有水冷结构。炉体座下的端面用底板(04)密封，侧管(05)则通过接口(06)(如KF接口)与真空系统(07)结合。