本发明涉及冶炼炉领域，尤其是一种钒铝合金冶炼炉及其制备方法。
背景技术：
钒铝合金是钛合金的中间合金，航空航天业对钛合金的需求量极高。在工业生产中，钒铝合金的制备要经过铝热冶炼炉准备、配料、混料、冶炼、冷却拆炉、破碎以及成品处理等步骤。其中，铝热冶炼炉准备包括耐火材料选取、打结和烘烤三个阶段，目前所采用的冶炼炉存在以下问题：1、耐火材料杂质含量高，冶炼炉所使用的耐火材料为电熔镁砂、镁火泥和六水氯化镁，容易造成钒铝合金中的si、fe、mg等杂质元素含量超标，不能满足航空航天级钒铝合金的标准；2、制作成本高，冶炼炉主要利用耐火材料打结而成，冷却拆炉时会废弃超过70％的耐火材料，导致制作冶炼炉的成本过高，降低冶炼炉制作成本的关键既是提高耐火材料的回收利用率；3、制作周期长，冶炼炉制作过程包括打结材料准备-打结-烘烤-冷却，七中打结材料准备和打结的步骤需要耗时2.5～3小时，烘烤需要12小时，烘烤完毕后还需要冷却6～10小时直至冷却炉内温度将至60℃以下，最后由工人进入炉体内人工清洁炉底，冶炼炉的制作周期大约为25小时；4、烘烤能耗过高，冷却炉采用高炉煤气来烘烤炉体，热能利用率低，且人工清洁时容易将杂质代入炉体中。
目前国内钒铝合金冶炼炉主要为直筒打结炉、电弧炉和石墨坩埚，这些冶炼炉都存在成本高、制作周期长、制作劳动强度大等缺点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、制作成本低、制作周期短、生产效率高的钒铝合金冶炼炉。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：钒铝合金冶炼炉，包括炉体，炉体由炉底、用于堆放炉渣的中圈和用于防止飞溅的上圈组成；炉体固定在振实台上，炉体内设有可取出的胎具，胎具内盛装反应物料，胎具与炉体的内侧面之间留有间隙，间隙中填充隔离层，炉体的内表面覆盖有浇注层。
进一步的是：所述浇注层由刚玉质浇注材料浇注而成。
进一步的是：所述隔离层为粉状耐火材料和颗粒状耐火材料混合物。
进一步的是：所述粉状耐火材料和颗粒状耐火材料的粒度≤2mm，隔离层的填充厚度为10～20cm。
进一步的是：所述隔离层的填充高度大于或等于炉体内反应物料的堆叠高度。
进一步的是：所述炉体的外部固定有炉体吊装部件。
进一步的是：所述胎具的顶端固定有胎具吊装部件。
本发明还提供了制备上述钒铝合金冶炼炉的方法，包括如下步骤：先制备炉体，在炉体的内壁浇注一定厚度的浇注层，然后在炉底倒入一层隔离层材料，将上圈和中圈固定在炉底上，放入胎具，在胎具和炉体内壁之间填充隔离层材料并振实。
本发明的有益效果是：本发明简化了冶炼炉的结构，从而可减低制作成本、缩短制作周期；本发明有效减少了耐火材料的使用量，并且耐火材料可以反复使用，不用打结烘烤炉体，有效缩短炉体制作周期和降低劳动强度，且废弃物产生少；利用可拆卸的胎具对填充层和反应物料进行隔离，取出胎具后隔离层和反应物料之间由于固体的扩散性差而不会相互渗透，可保证反应过程中不会有耐火材料进入反应熔池，保证钒铝合金的纯度。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图中标记为：1-炉体、11-炉底、12-中圈、13-上圈、2-振实台、3-胎具、31-胎具吊装部件、4-隔离层、5-浇注层、6-炉体吊装部件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
如图1所示，本发明钒铝合金冶炼炉，包括炉体1，炉体1由炉底11、用于堆放炉渣的中圈12和用于防止飞溅的上圈13组成，中圈12和上圈13通过卡子结构依次固定在炉体11上；炉体1固定在振实台2上，炉体1内设有可取出的胎具3，胎具3两端开口的中空结构，主要是用于对分隔耐火材料和反应物料，胎具3内盛装反应物料，胎具3与炉体1的内侧面之间留有间隙，间隙中填充隔离层4，传统的冶炼炉中耐火材料的废弃量过高，进行冷却拆炉后耐火材料变会被废弃，导致生产成本过高，本发明中隔离层4为填充在胎具3和炉体1之间的粉状耐火材料和颗粒状耐火材料混合物，可反复利用，极大的减少生产成本，填充时隔离层4的填充高度应大致等于炉体1内反应物料的堆叠高度，经过多次试验进行筛选，最终确定粉状耐火材料和颗粒状耐火材料的粒度≤2mm，隔离层4的填充厚度为20cm；在进行冶炼时将胎具3取走后，隔离层4和炉体1中的反应物料之间由于都为固体，相互之间扩散性差，因此二者之间不会发生相互渗透，可保证反应过程中不会有耐火材料进入反应熔池，提高钒铝合金的纯度；炉体1的内表面覆盖有浇注层5，浇注层5作为炉体1内壁表面的永久隔离层，选用刚玉质浇注材料。
如图1所示，炉体1的外部设有炉体吊装部件6用于辅助进行吊装和运输，炉体吊装部件6选用可承受整个冶炼炉重量的吊装法兰或吊环等类似结构；胎具3的顶端固定有胎具吊装部件31，在填充好隔离层4并放入反应物料后需要将胎具3取出，胎具吊装部件31用于辅助对胎具3进行吊运，胎具吊装部件31选用挂钩或吊环等类似结构。
在制备上述钒铝合金冶炼炉时，先制备炉体1，在炉体1的内壁浇注一定厚度的浇注层5，然后在炉底11倒入一层粉状耐火材料和颗粒状耐火材料混合物，将上圈13和中圈12固定在炉底11上，放入胎具3，在胎具3和炉体1内壁之间填充耐火材料并振实。在进行冶炼时，将反应物料倒入胎具3中，然后取出胎具3即可进行冶炼，取出胎具3后，隔离层4和反应物料之间仍存在明显的界限并且不会发生相互渗透，又因二者之间高度一致，则反映过程中基本不会有耐火材料进入反应熔池，不会使冶炼成的钒铝合金中带有杂质。