[实用新型]具有套式熔沟的有心感应炉

说明书

本实用新型涉及用于熔炼金属的工频有心感应炉。

有心感应炉，通常用于铸铁和铜、铝、锌等有色金属及其合金的熔炼、保温和浇注。近年来这种炉子在国内外已得到迅速发展，逐渐取代了使用燃料的炉子，对节约能源和减少污染有较大实际意义。国内现在普遍使用的工频有心感应炉有多种型号，如用于熔炼铜的DL431系列和GYT系列、熔炼锌的DL432系列、保温用的GY系列以及其它型式的有心感应炉。这种炉子由炉室和感应体两部分组成。炉室用于容纳炉料，主要由炉壳1、耐火材料炉衬2等部件组成；感应体主要由感应线圈4、铁芯6、炉衬3和熔沟5组成（图1）。熔沟是用与所熔炼的金属相同的金属液浇注成的金属环7，在砌炉衬时，将金属环7埋入耐火材料炉衬3内，感应线圈4和铁芯6放置在耐火材料炉衬的空腔内。将工频电流引进感应线圈4时，  通过电磁感应，在熔沟中的金属环7便产生出很大的电流，此电流使金属环5发热熔化，并产生电磁压力，使熔化了的金属液激烈搅动。由于熔沟中的热金属和炉缸中的冷金属炉料的比重不同以及电磁搅拌作用，使熔沟中的能量迅速传递到整个炉子，最后使整炉炉料熔化。这种有心感应炉与无心感应炉比较，虽然具有功率因数高、效率高的优点，但其缺点也是明显的。首先，容易造成熔沟堵塞和漏液。因为熔沟周围是耐火材料壁，表面粗糙，容易产生裂纹，金属环熔化后在耐火材料壁上可能产生附着物，造成熔沟堵塞，或金属液渗入耐火材料裂纹中而造成漏液，导致整个炉子报废。第二，炉子在起动过程中容易产生断沟。新筑的炉子或旧炉、冷炉起动时，当温度上升接近熔沟内金属环的熔化温度时，稍有不慎就会因升温过速而使熔沟内熔化了的金属液喷出而产生断沟，使炉子报废。第三，炉子寿命短。由于断沟、堵塞和漏液事故，使炉子寿命最长只有几个月，甚至当起动使用时就因这些事故而报废炉子。因此，改进炉子避免断沟、堵塞和漏液这类事故，提高炉子寿命，已成为本行业中众所关心和迫切需要解决的问题了。

本实用新型的目的是设计一种具有新型熔沟结构形式的有心感应炉，  使炉子具有断沟自愈和熔沟堵塞自愈能力，彻底消除熔沟堵塞、漏液和断沟事故的发生。

本实用新型所述的有心感应炉是一种具有套式熔沟的有心感应炉，它主要由炉室和感应体两部分组成。炉室主要由炉壳12、耐火材料炉衬13及炉盖11组成，感应体主要由感应线圈16、铁芯15、炉衬17和熔沟等组成，熔沟位于耐火材料炉衬17内。所说的熔沟是套式熔沟，由复合金属环14构成。    复合金属环14包括金属环14－1和金属外套14－2，金属外套14－2是开口的中空体，用金属外套14－2包覆着金属环14－1，用与熔炼金属相同的金属液制成的金属环14－1，部分露出在金属外套14－2之外。金属外套14－2的熔点高于金属环14－1的熔点，金属外套14－2的电阻率高于金属环14－1的电阻率。金属外套14－2可以用多种金属材料制成，如钛、钛合金、碳钢、合金钢等制造，可用管材、板材或其它型材焊接制成。由于制成的金属外套14－2是开口的环套，将金属液浇注入金属外套14－2中，在外套14－2中形成金属环14－1，并与金属外套14－2构成一体成为复合金属环14。将复合金属环14埋入炉衬17内。由于金属外套14－2具有熔点高及电阻率高这一特点，可以完善的解决现有炉子的堵塞、漏液和断沟现象。当炉子在使用过程中出现断沟时，依靠金属外套14－2仍能保持电流流通，继续升温，由于断沟处电阻增大，温度较高，使其附近的金属料熔化加快，再次填满金属套而进入正常工作状态，当炉子的炉衬耐火材料有裂纹时，也由于有金属外套14－2而不致造成漏液或堵塞。

金属外套14－2最好用熔点比被熔炼金属高200℃以上，电阻率比被熔炼金属高1.5倍以上的金属材料制成，能更为可靠地避免由于熔炼温度波动或由于金属外套的电阻率低，流过的电流过大而使金属外套熔化，金属外套14－2还必须用与被熔炼金属不起作用的金属制成。

由于钛或钛合金具有较高的熔点和电阻率，（钛的熔点为1672℃，电阻率为42.1～47.8×10Ω－cm）是制做金属外套14－2的较理想的材料，通常选用0.5－2.5mm厚度的板材或管材制做，  但由于这种材料价格较贵和加工性能较差，也可选用厚度为1.5－2.5mm的优质碳钢做为金属外套14－2的材料（碳钢熔点：1520℃电阻率136.6×10Ω－cm）。使用钛、钛合金、碳钢、合金钢中的任一种材料制做的金属外套14－2，其熔点和电阻率都远远高于铜、铝、锌等金属的熔点和电阻率，均可做为复合金属环14的金属外套用于熔炼铜、铝、锌等金属的有心感应炉上。