大型真空炉的旋转式加料系统的制作方法

1.本技术涉及真空熔炼领域，特别涉及一种大型真空炉的旋转式加料系统。


背景技术：

2.随着国内特钢需求不断增加，对于真空炉生产效率要求也不断提高；真空炉电源技术也不断发展，大功率的电源使得熔化速度不断提升；行业的发展使得回收重熔料使用的比例不断增加，且回收重熔料装料密实度都比较差，需要加料的次数会更多；高效的大型真空炉加料系统，可以在不破真空条件下连续高效的加料，提高了加料的效率，让大型真空炉设备每个环节都是匹配的，从而提高生产效率，为客户创造价值。大型真空炉加料系统由旋转升降装置及两套腔体组成，腔体可按生产率做成加料腔测温腔组合或双加料腔组合形式。双加料腔组合一套加料腔位于加料状态，一套加料腔位于备料状态，循环工作提高30％的工作效率。大型真空炉加料系统同时还可具备测温取样功能，多功能一体自动化设备。
3.大型真空炉通常都在3t及以上，目前已有的设备是一套旋转装置，一头带加料腔，另一头带测温腔，加料和测温腔可分别控制升降，这样加料效率不高。加料和测温相对是比较易出故障的一个环节，只有一套坏了没有备用的，会影响生产效率。另有大型真空炉厂家采用侧加料加顶加料组合方式，侧加料需要多做一个侧加料腔体，腔体内放振动加料小车，采用小车开到炉口前，利用振动方式加料。该方式对于所加的料大小尺寸有要求，通常在加长度大于坩埚直径一半的料会有问题，加料会非常不紧实，易搭桥，存在效率不高，坩埚内料温度梯度大等问题，安全风险较大。其他还有很多小真空炉设备，也有类似的旋转加料装置，通常也是一边加料一边测温，加料和测温同时升降。通常小真空炉设备不存在加料效率不够问题。
4.现有的常规真空炉熔炼腔顶上设有一个加料腔，腔顶上同时有一加料平台，人工将料罐吊运至加料平台上，在通过小车或机构将加料罐送到加料腔内，将加料罐与加料腔内升降装置连接，关闭加料腔门抽真空后加料。加好料后需要人工将加料腔内空罐在反序取出来，整体加料的效率比较低，操作人员工作量大，在大型真空炉上所占用的时间较长，影响设备的工作效率。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种大型真空炉的旋转式加料系统，在维持感应炉体真空的条件下实现机械自动化的连续加料，同时将加料和测温集成于一体。
6.本技术公开了一种大型真空炉的旋转式加料系统，包括：感应炉体、旋转加料装置、加料罐；其中
7.旋转加料装置包括至少两个用于容纳加料罐的加料腔；
8.感应炉体的加料口设置有阀体；
9.旋转式加料系统被配置为：当旋转加料装置将加料腔中的一个运送至感应炉体，阀体在真空条件下打开，加料罐被投送至感应炉体内部。
10.在一个优选例中，所述加料腔可以与所述阀体配合，形成真空密闭的腔体。
11.在一个优选例中，所述真空条件的真空度为5-3000pa。
12.在一个优选例中，所述加料腔中的每一个包括测温装置。
13.在一个优选例中，所述测温装置为热电偶或红外线测温仪。
14.在一个优选例中，所述加料腔中的每一个分别能够通过升降机构上升或下降。
15.在一个优选例中，当第一加料腔处于为感应炉体加料的状态下，第二加料腔处于装料的状态。
16.在一个优选例中，所述加料腔还包括加料提升驱动。
17.在一个优选例中，所述加料腔还包括测温提升驱动。
18.在一个优选例中，所述加料腔还连接有用于取样的取样勺。
19.本技术至少具有以下有益效果：
20.1.本技术的旋转式加料系统作为高效的大型真空炉加料系统，可以在不破真空条件下连续高效的加料，减少人工所占用的时间；
21.2.大型真空炉加料系统由旋转升降装置及两套腔体组成，腔体可按生产率做成加料腔、测温腔组合或双加料腔组合形式。双加料腔组合的情况下，一套加料腔位于加料状态，一套加料腔位于备料状态，循环工作提高30％的工作效率。
22.3.不需要先把加料罐吊运到熔炼腔上平台上，可直接在地面上向加料罐加料，减少操作人员工作量。
23.4.加料同时还可具备测温取样功能，成为集成度高的一体自动化设备。
24.5.双腔体功能还可起到备用功能，在一套腔体故障时，无需停机检修也可以确保当前炉次安全的生产完成，有效提高设备生产的连续性。
25.本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
附图说明
26.图1是根据本技术的加料系统的结构示意图；
27.图2是根据本技术的加料系统的旋转加料装置的结构示意图；
28.图3是根据本技术的加料系统的加料腔的结构示意图；
29.图4是根据本技术的加料系统的升降机构的结构示意图。
30.附图标记说明:
31.1-感应炉体；2-旋转加料装置；3-加料罐；
32.101-熔炼腔体；102-真空阀；
33.201-旋转塔；202-旋转驱动装置；203-旋转支承臂；204-第一升降机构；205-第一加料腔；206-第二升降机构；207-第二加料腔；208-平台栏杆；
34.251-带有密封条的门；252-加料腔本体；253-驱动支座254-加料提升驱动；255-测温提升驱动；256-测温头；257-加料罐连接头；
35.261-油缸；262-升降臂；264-旋转轴。
具体实施方式
36.在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
37.部分概念的说明：
38.感应炉
39.感应炉是利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。
40.在感应炉中的交变电磁场作用下，物料内部产生涡流从而达到加热或着熔化的效果。在这种交变磁场的搅拌作用下，炉中材质的成分和温度均较均匀，锻造加热温度可达1250℃，熔炼温度可达1650℃。若加热金属物料，则将其放在耐火材料制作的坩埚中。感应炉的主要部件有感应器、炉体、电源、电容和控制系统等。增加交流电频率时，感应电流频率则相应提高，产生的热量增多。感应电炉加热迅速，温度高，操作控制方便，物料在加热过程中受污染少，能保证产品质量。主要用于熔炼特种高温材料，也可作为由熔体生长单晶的加热和控制设备。熔炼炉分为有芯感应炉和无芯感应炉两类。其中无芯感应炉无铁芯穿过感应器，分为工频感应炉、三倍频感应炉、发电机组中频感应炉、可控硅中频感应炉、高频感应炉。
41.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施方式作进一步地详细描述。
42.本技术的大型真空炉的旋转式加料系统如图1所示，包括：感应炉体1、旋转加料装置2、加料罐3。感应炉体1是熔炼装置，并具有熔炼腔体101。感应炉体1的加料口为顶加料口，并且设置有真空阀102。真空阀102可以是插板阀，用于将加料口与熔炼炉内部隔离。感应炉体还包括抽气子系统，设置在真空阀附近。
43.旋转加料装置2是一个位于感应炉体附近的塔式结构，主要包括旋转塔201、两个加料腔：第一加热腔205、第二加热腔207，如图2所示，两个加热腔分别位于一旋转臂的端部，旋转塔201支撑于旋转臂中点，加料腔的高度在垂直方向上位于与感应炉体加料口相当的水平高度，并且各自由两个升降机构：第一升降机构204、第二升降机构206控制上升或下降高度。
44.装有待熔炼原料的加料罐3由加料提升驱动吊升，直至进入一个加料腔内部。该加料腔被旋转到加料阀顶部，该加料腔同侧的升降机构控制其下降至真空阀同一高度，该加料腔与加料阀紧密配合，并形成一个密闭的腔体，此时抽气子系统将该腔体抽气至真空，当该腔体真空度到达设定值(一般为5-3000pa)时，真空阀打开，此时加料腔与熔炼腔体连通，加料腔可将加料罐3下降到感应炉内部，进行加料，加料完成后上升加料罐3回到加料腔内，关闭真空阀，此时，加料腔可去真空。
45.第一加料腔加料的同时，第二加料腔可以装料，将装好料的加料罐提升到第二加料腔内，待第一加料腔完成加料时，第一加料腔由第一升降机构升起，旋转加料装置将旋转臂旋转180度，第二加料腔旋转到真空阀顶部，重复上述步骤加料，如此循环工作提高加料效率。
46.在优选的实施例中，每个加料腔还包括测温装置。如图3所示，测温装置可以包括测温头256和测温提升驱动255。测温头可以是热电偶或红外线测温仪。
47.测温的步骤和加料相似。此处以第二加料腔为例：当第二加料腔同侧的升降机构控制其下降至真空阀同一高度，该加料腔与加料阀紧密配合，并形成一个密闭的腔体，此时抽气子系统将该腔体抽气至真空，当该腔体真空度到达设定值(一般为5-3000pa)时，真空阀打开，此时加料腔与熔炼腔体连通，加料腔可将测温头256下降到感应炉内部，伸入感应炉熔液内测温，测温完成后上升测温头通过测温提升驱动255回到加料腔内，关闭真空阀，此时，加料腔可去真空。
48.为了能够更好地理解本技术的技术方案，下面结合一个具体的例子来进行说明，该例子中罗列的细节主要是为了便于理解，不作为对本技术保护范围的限制。
49.使用本技术的加料系统熔炼高温母合金。感应炉体1在大气下首次加料，加料方式为人工将x原料自顶加料口投入。关闭炉体，抽气泵组将熔炼腔内抽真空，进行真空熔炼。
50.对真空熔炼进行二次加料：将x原料置于加料罐3内，加料罐3由加料提升驱动吊升至第一加料腔内。旋转加料装置将第一加料腔旋转至加料口上方，并有第一升降机构将加料腔下降，直至与感应炉体1的真空阀配合。加料腔与加料口的真空阀形成一密闭腔体。抽真空子系统将加料腔内部抽真空。当真空度小于3000pa时，真空阀打开，加料罐被下降投送入炉体内部。加料完毕后，加料罐被重新提升回加料腔内。
51.第二加料腔可以在第一加料腔进行加料活动的同时进行装料。当第一加料腔加料完毕后，第二加料腔可重复上述过程，由此实现连续自动加料。
52.需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
53.本说明书包括本文所描述的各种实施例的组合。对“一个实施例”或特定实施例等的单独提及不一定是指相同的实施例；然而，除非指示为是互斥的或者本领域技术人员很清楚是互斥的，否则这些实施例并不互斥。应当注意的是，除非上下文另外明确指示或者要求，否则在本说明书中以非排他性的意义使用“或者”一词。
54.在本技术提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本技术的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本技术的上述公开内容之后，本领域
技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所要求保护的范围。