一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法

技术领域

本发明涉及高温合金熔炼技术领域，具体为一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，在对高温合金熔炼时，需要用到真空感应熔炼炉，真空感应熔炼就是在电磁感应过程中会产生涡电流，使金属熔化，此制程可用来提炼高纯度的金属及合金。

现有的真空感应熔炼炉在使用时，由于在熔炼过程中合金中的杂质元素会挥发并随着烟气排出，由于烟气中的部分热量也会随着烟气排出，不便于高效的对其回收利用，致使较为浪费能源的问题。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法，包括炉体和回收组件，所述炉体的外侧设置有隔热套，所述回收组件设置于炉体的外端内部，所述回收组件包括排气口、回热腔、回热箱、隔板、真空泵、进气管、分流板一、换热管一、分流板二和出气管，所述炉体的内侧左上端开设有排气口，且排气口的一端连接有回热腔，并且回热腔的一端连接有回热箱，所述回热箱的内部固定有隔板，且回热箱的左上端安置有真空泵，所述回热箱的顶部设置有进气管，且进气管的底部连接有分流板一，所述分流板一的底部连接有换热管一，且换热管一的底部安置有分流板二，所述分流板二的底部设置有出气管，且出气管与炉体的内部相连通。

进一步的，所述炉体的顶部安置有炉盖，且炉体的内部中央设置有坩埚，并且坩埚的外侧套接有感应线圈。

进一步的，所述回收组件的左端连接有换热组件，所述换热组件包括水箱、转动套和换热管二，所述水箱的上下两端内部均转动连接有转动套，且转动套之间中部连接有换热管二。

进一步的，所述换热组件还包括加强筋和固定罩，所述转动套之间左右两端均连接有加强筋，且转动套的一侧设置在固定罩。

进一步的，所述换热组件还包括连接管、通孔和排气管，所述固定罩的外侧等距安置有连接管，且连接管的端部一侧开设有通孔，所述水箱的顶部连接有排气管。

进一步的，所述水箱的左侧设置有温控组件，所述温控组件包括检测热管、固定套和滑套，所述水箱的左侧中央内部安置有检测热管，且检测热管的左侧中央安置有固定套，并且固定套的外侧滑动连接有滑套。

进一步的，所述温控组件还包括弹簧、连接块一和转动板，所述滑套的右侧上下两端均连接有弹簧，且滑套的两侧均安置有连接块一，并且连接块一的一端滑动连接有转动板。

进一步的，所述温控组件还包括支杆、连接块二和齿条，所述转动板的上部中央转动连接有支杆，且支杆与水箱固定连接，所述转动板的上端内部滑动连接有连接块二，且连接块二的顶部固定有齿条。

进一步的，所述温控组件还包括滑杆、齿轮和阀体，所述齿条的内部滑动连接有滑杆，且滑杆与水箱固定连接，所述齿条的一侧连接有齿轮，且齿轮的一侧连接有阀体。

进一步的，所述热量回收的真空感应熔炼炉的熔炼方法包括以下步骤：

S1：感应线圈能够对坩埚中的高温合金进行熔炼，且在真空泵来对炉体内部烟气抽除时，气流能够通过排气口进入到回热腔内，同时回热腔内的热流能够与炉体内壁进行换热，之后气流再从回热腔内部下端排出；

S2：热流进入到回热箱内后，隔板能够延长热流在回热箱内的路径，此时能够通过进气管往分流板一内注入惰性气体，且当惰性气体位于换热管一内后，能够与热流进行换热升温，使得之后将惰性气体通过分流板二和出气管填充至炉体内后具有一定的温度，节省熔炼时的能耗；

S3：热流进入到水箱内后，能够从转动套进入到换热管二内，就能够将气流中的热量转移到水中，且当气流通过上部的转动套、固定罩、连接管从通孔中喷出时，还能利用反向作用力带动转动套转动，就能够使换热管二来对水箱内部的水进行搅拌，之后再通过排气管来对废气进行回收以便后续进行处理；

S4：在使用一段时间后，水箱内部水温升高时，检测热管能够将水箱内部的温度传导到左端，固定套内部的空气会受热膨胀，从而推动滑套移动，此时连接块一便能使转动板以支杆为中心转动，使得转动板另一端提供较大的力来推动连接块二，齿条便在滑杆的导向下推动齿轮转动，从而带动阀体内部的阀芯转动，使上下两个阀体呈打开状，外部的水流便能通过上部的阀体进入到水箱内，而水箱中的水又能从下端的阀体中流出，且当水箱中的水温降下后，固定套内部的空气便会收缩，且在弹簧的拉动下使滑套复位，同理便能够自动关闭阀体，以便重新对水箱中的水进行加热升温。

本发明提供了一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法，具备以下

有益效果：

1、本发明在真空泵对炉体内部抽气时，由于炉体内部上部的气流热量大于下部的热量，从而在气流通过排气口进入到回热腔内再从下端排出时，能够同时对炉体内壁进行换热，使得炉体内部受热均匀，且当气流进入到回热箱内后，隔板能够延长热气流在回热箱内的路径，此时能够通过进气管往分流板一内注入惰性气体，且当惰性气体位于换热管一内后，能够与热流进行换热升温，以对热量回收利用，使得之后将惰性气体填充至炉体内后具有一定的温度，从而节省后续升温时的能耗。

2、本发明当热流进入到水箱内后，还能通过转动套进入到换热管二内，就能通过螺旋状的换热管二提高热流与水之间的接触面积，从而提高换热时的效果，就能够将气流中的热量转移到水中，以便对热量回收利用，同时加强筋能够提高转动套之间的稳定性，使得当气流通过固定罩、连接管从通孔中喷出时，还能利用反向作用力带动转动套转动，就能够使换热管二来对水箱内部的水进行搅拌，进一步提高换热时的效率，又能使水温分布均匀。

3、本发明检测热管能够将水箱内部的温度传导到左端，当水箱内部水温升高时，固定套内部的空气会受热膨胀，从而推动滑套移动，此时连接块一便能使转动板以支杆为中心转动，同时还能够利用杠杆原理，使得转动板另一端提供较大的力来推动连接块二，齿条便在滑杆的导向下推动齿轮转动，从而带动阀体内部的阀芯转动，使上下两个阀体呈打开状，外部的水流便能通过上部的阀体进入到水箱内，而水箱中的水又能从下端的阀体中流出，且当水箱中的水温降下后，固定套内部的空气便会收缩，且在弹簧的拉动下使滑套复位，同理就能够自动关闭阀体，从而无需手动的来对水箱中的热水进行更换，进一步提高使用时的便利性。

附图说明

图1为本发明一种热量回收的真空感应熔炼炉的整体正视结构示意图；

图2为本发明一种热量回收的真空感应熔炼炉的回热箱内部立体结构结构示意图；

图3为本发明一种热量回收的真空感应熔炼炉的水箱内部剖面结构示意图；

图4为本发明一种热量回收的真空感应熔炼炉的固定罩俯视剖面结构示意图；

图5为本发明一种热量回收的真空感应熔炼炉的图3中A处放大结构示意图。

图中：1、炉体；2、隔热套；3、炉盖；4、坩埚；5、感应线圈；6、回收组件；601、排气口；602、回热腔；603、回热箱；604、隔板；605、真空泵；606、进气管；607、分流板一；608、换热管一；609、分流板二；610、出气管；7、换热组件；701、水箱；702、转动套；703、换热管二；704、加强筋；705、固定罩；706、连接管；707、通孔；708、排气管；8、温控组件；801、检测热管；802、固定套；803、滑套；804、弹簧；805、连接块一；806、转动板；807、支杆；808、连接块二；809、齿条；810、滑杆；811、齿轮；812、阀体。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明提供技术方案：一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法，包括炉体1和回收组件6，炉体1的外侧设置有隔热套2，回收组件6设置于炉体1的外端内部，回收组件6包括排气口601、回热腔602、回热箱603、隔板604、真空泵605、进气管606、分流板一607、换热管一608、分流板二609和出气管610，炉体1的内侧左上端开设有排气口601，且排气口601的一端连接有回热腔602，并且回热腔602的一端连接有回热箱603，回热箱603的内部固定有隔板604，且回热箱603的左上端安置有真空泵605，回热箱603的顶部设置有进气管606，且进气管606的底部连接有分流板一607，分流板一607的底部连接有换热管一608，且换热管一608的底部安置有分流板二609，分流板二609的底部设置有出气管610，且出气管610与炉体1的内部相连通。

请参阅图1至图5，炉体1的顶部安置有炉盖3，且炉体1的内部中央设置有坩埚4，并且坩埚4的外侧套接有感应线圈5，回收组件6的左端连接有换热组件7，换热组件7包括水箱701、转动套702和换热管二703，水箱701的上下两端内部均转动连接有转动套702，且转动套702之间中部连接有换热管二703，换热组件7还包括加强筋704和固定罩705，转动套702之间左右两端均连接有加强筋704，且转动套702的一侧设置在固定罩705，换热组件7还包括连接管706、通孔707和排气管708，固定罩705的外侧等距安置有连接管706，且连接管706的端部一侧开设有通孔707，水箱701的顶部连接有排气管708，水箱701的左侧设置有温控组件8，温控组件8包括检测热管801、固定套802和滑套803，水箱701的左侧中央内部安置有检测热管801，且检测热管801的左侧中央安置有固定套802，并且固定套802的外侧滑动连接有滑套803，温控组件8还包括弹簧804、连接块一805和转动板806，滑套803的右侧上下两端均连接有弹簧804，且滑套803的两侧均安置有连接块一805，并且连接块一805的一端滑动连接有转动板806，温控组件8还包括支杆807、连接块二808和齿条809，转动板806的上部中央转动连接有支杆807，且支杆807与水箱701固定连接，转动板806的上端内部滑动连接有连接块二808，且连接块二808的顶部固定有齿条809，温控组件8还包括滑杆810、齿轮811和阀体812，齿条809的内部滑动连接有滑杆810，且滑杆810与水箱701固定连接，齿条809的一侧连接有齿轮811，且齿轮811的一侧连接有阀体812；

具体操作如下，感应线圈5能够对坩埚4中的高温合金进行熔炼，且在去除烟气时，启动真空泵605对炉体1内部抽气，此时由于炉体1内部上部的气流热量大于下部的热量，从而在气流通过排气口601进入到回热腔602内再从下端排出时，能够同时对炉体1内壁进行换热，使得炉体1内部受热均匀，且当气流进入到回热箱603内后，隔板604能够延长热气流在回热箱603内的路径，此时能够通过进气管606往分流板一607内注入惰性气体，且当惰性气体位于换热管一608内后，能够与热流进行换热升温，以对热量回收利用，使得之后将惰性气体通过分流板二609和出气管610填充至炉体1内后具有一定的温度，从而节省后续升温时的能耗，使得感应线圈5发出的焦耳热更容易积留在合金内部，以对其进行熔炼，且当热流进入到水箱701内后，还能通过转动套702进入到换热管二703内，就能通过螺旋状的换热管二703提高热流与水之间的接触面积，从而提高换热时的效果，就能够将气流中的热量转移到水中，以便进行回收利用，且当气流通过固定罩705、连接管706从通孔707中喷出时，还能利用反向作用力带动转动套702转动，同时加强筋704能够提高两个转动套702之间的稳定性，就能够使换热管二703来对水箱701内部的水进行搅拌，进一步提高换热时的效率，又能使水温分布均匀，同时检测热管801还能将水箱701内部的温度传导到左端，当水箱701内部水温升高时，固定套802内部的空气会受热膨胀，从而推动滑套803移动，此时连接块一805便能使转动板806以支杆807为中心转动，同时还能够利用杠杆原理，使得转动板806另一端提供较大的力来推动连接块二808，齿条809便在滑杆810的导向下推动齿轮811转动，从而带动阀体812内部的阀芯转动，使上下两个阀体812呈打开状，外部的水流便能通过上部的阀体812进入到水箱701内，而水箱701中的水又能从下端的阀体812中流出，且当水箱701中的水温降下后，固定套802内部的空气便会收缩，且在弹簧804的拉动下使滑套803复位，同理就能够自动关闭阀体812，从而无需手动的来对水箱701中的热水进行更换，更加省力。

综上，该一种热量回收的真空感应熔炼炉及其熔炼方法，使用时，首先通过感应线圈5能够对坩埚4中的高温合金进行熔炼，且在去除烟气时，启动真空泵605来对炉体1内部抽气，气流便通过排气口601进入到回热腔602内再从下端排出时，同时来对炉体1内壁进行换热；

接着，当气流进入到回热箱603内后，隔板604能够延长热气流在回热箱603内的路径，此时能够通过进气管606往分流板一607内注入惰性气体，且当惰性气体位于换热管一608内后，能够与热流进行换热升温，使得之后将惰性气体通过分流板二609和出气管610填充至炉体1内后具有一定的温度；

然后，当热流进入到水箱701内后，还能通过转动套702进入到换热管二703内，就能够将气流中的热量转移到水中，且当气流通过固定罩705、连接管706从通孔707中喷出时，还能利用反向作用力带动转动套702转动，同时加强筋704能够提高两个转动套702之间的稳定性，就能够使换热管二703来对水箱701内部的水进行搅拌，之后再通过排气管708来对废气进行回收以便后续进行处理；

最后，由于检测热管801能够将水箱701内部的温度传导到左端，当水箱701内部水温升高时，固定套802内部的空气会受热膨胀，从而推动滑套803移动，此时连接块一805便能使转动板806以支杆807为中心转动，使得转动板806另一端提供较大的力来推动连接块二808，齿条809便在滑杆810的导向下推动齿轮811转动，从而带动阀体812内部的阀芯转动，使上下两个阀体812呈打开状，外部的水流便能通过上部的阀体812进入到水箱701内，而水箱701中的水又能从下端的阀体812中流出，且当水箱701中的水温降下后，固定套802内部的空气便会收缩，且在弹簧804的拉动下使滑套803复位，同理就能够自动关闭阀体812，从而无需手动的来对水箱701中的水进行更换。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。