一种真空熔炼炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及熔炼炉，具体涉及一种真空熔炼炉。
【背景技术】
[0002]真空熔炼相比常压熔炼具有一系列优点:(1)净化效果好，熔炼金属或合金的含气量低；(2)合金元素的氧化损失小，氧化夹杂少；(3)可以不用覆盖剂，金属熔体不易被氧化；(4)能提高金属或合金的机械性能和塑性成型能力。要充分发挥真空熔炼的优点，在熔炼过程中需要对金属熔体进行测温并将其温度控制在合适范围内，并确保金属熔体中各成分分布均勾。
[0003]现有的测温方式主要有以下几种:(1)红外测温，即红外测温探头在观察窗处进行测温，然而红外测温易受环境影响，且只能测试金属熔体的表面温度，测温误差较大，特别是有障碍物存在时无法测量；(2)热电偶浸入测温，即热电偶浸入到金属熔体中进行测温，这种方式测温较为准确，但是由于热电偶测温过程中易受到高温金属熔体的侵蚀，一方面缩短热电偶的使用寿命，另一方面对于某些微合金化控制的金属易造成污染；(3)在坩祸外侧设置控温电偶进行测温，这种方式测试的是金属熔体热传导至坩祸外侧的温度，无法真实地反映金属熔体的温度，且受环境影响，误差较大。
[0004]为了确保金属熔体中各成分分布均匀，采用的方法是对金属熔体进行充分搅拌。目前主要有两种搅拌方式:(1)机械搅拌，即利用搅拌器对金属熔体进行搅拌；(2)电磁搅拌，即当炉料中流过感应电流时，产生电磁力作用，使金属炉料产生定向运动。传统的机械搅拌存在金属熔体混入杂质的可能性。电磁搅拌的搅拌力较小，大多只适用于粘度较小、炉料较少的情况，同时电磁搅拌会对坩祸造成大量冲刷，降低坩祸寿命。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种真空熔炼炉，这种真空熔炼炉用于金属熔炼，能够准确、实时地测量金属熔体内部温度，并使金属熔体中各成分分布均匀，而且能够有效地对金属熔体起到脱氧的作用。采用的技术方案如下:
[0006]一种真空熔炼炉，包括炉体、炉盖和坩祸，炉盖盖合在炉体上端的开口上，坩祸设于炉体中，其特征是:所述真空熔炼炉还包括搅拌装置和热电偶；搅拌装置包括搅拌器、保护管、转接管和旋转驱动装置，转接管沿竖直方向穿过炉盖并可相对于炉盖转动，保护管上端连接转接管下端，搅拌器安装在保护管上，转接管与旋转驱动装置传动连接；保护管下端封闭，热电偶设置在保护管的腔体中；保护管和搅拌器均由石墨制成，保护管和搅拌器均处在坩祸的腔体中。
[0007]上述保护管和热电偶共同构成测温探头，保护管对热电偶起保护作用；转接管可视作测温探头的一部分，通常热电偶的测量端(即热端)伸入至保护管腔体的底部或靠近底部的位置，热电偶的冷端伸出转接管上端或者处在转接管腔体上部，冷端通过引线与测量仪表连接。同时，保护管和转接管一起作为搅拌器的转轴。
[0008]优选上述保护管和揽摔器均由尚纯石墨(尚纯石墨是指含碳量>99.99%的石墨)制成。高纯石墨具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小、耐腐蚀、导热性好等优点。采用高纯石墨制作保护管和搅拌器，可进一步避免保护管和搅拌器受侵蚀，确保较长的使用寿命，更好地起到保护热电偶的作用，确保真空熔炼过程中不引入杂质，增强保护管和搅拌器的脱氧作用。
[0009]优选方案中，上述保护管上设有外螺纹，搅拌器上设有与保护管上的外螺纹相啮合的内螺纹，通过螺纹连接将搅拌器固定在保护管上。
[0010]通常，上述转接管穿过炉盖的中心。在转接管与炉盖相接处设置有密封胶圈并涂覆真空密封树脂，进行密封，以防该连接处漏气，确保炉内真空度。
[0011]上述转接管由耐热钢(如0Cr25Ni20耐热不锈钢)制成，这样，转接管能够承受工作过程中的高温(800 - 1000°C)，并保持足够的强度，且优良的耐高温腐蚀性能。
[0012]优选上述保护管上端与转接管下端通过螺纹连接。
[0013]优选上述保护管和转接管均为圆管。
[0014]优选方案中，上述旋转驱动装置包括伺服电机，伺服电机的动力输出轴通过传动机构与转接管连接。伺服电机的动力输出轴与转接管之间的传动机构可采用带传动或链传动。炉盖上可设置一支架，转接管通过轴承与支架连接，利用支架对转接管定位。
[0015]上述旋转驱动装置可安装在炉盖上。
[0016]优选方案中，上述炉盖上还设有升降座和能够控制升降座升降的升降控制机构，转接管通过轴承安装在升降座上，旋转驱动装置安装在升降座上。升降控制机构可带动升降座、旋转驱动装置、转接管、保护管和搅拌器一起上升或下降，从而调节保护管、搅拌器在坩祸中的高度位置，实现对不同高度位置的金属熔体的测温及搅拌。
[0017]优选上述升降控制机构包括步进电机、螺杆、导向杆和支架，支架固定安装在炉盖上，步进电机固定安装在炉盖上，螺杆可转动安装在支架上，导向杆固定在支架上，螺杆和导向杆均为上下走向，步进电机的动力输出轴与螺杆传动连接(传动机构可为齿轮组、传动带或传动链等)；升降座上设有与螺杆相啮合的螺孔，升降座上还设有与导向杆相配合的导向孔或导向套。导向杆处在导向孔或导向套中，并且与导向孔或导向套配合(通常为滑动配合);导向孔或导向套的与导向杆数量相同且一一对应配合。这样，在步进电机的驱动下，螺杆转动并通过螺孔带动升降座升降，从而使升降座、旋转驱动装置、转接管、保护管和搅拌器一起上升或下降(每次上升或下降一个步距)。
[0018]本实用新型具有以下有益效果:(1)浸入式热电偶测温外部加装保护管，避免高温下热电偶遭到液态金属侵蚀，增加热电偶使用寿命，而且由石墨制成的保护管具有良好的热传导性能，使热电偶能够准确、实时地测量金属熔体内部温度；(2)搅拌器和保护管均为石墨材质，真空熔炼过程中不引入杂质，且能够有效地对金属熔体起到脱氧的作用；(3)通过搅拌器对金属熔体进行搅拌，使金属熔体中各成分分布均匀，保证了测温的准确性以及元素分布的均匀性，同时使得石墨充分与金属熔体充分接触，脱氧效果更佳。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型优选实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，这种真空熔炼炉包括炉体1、炉盖2、坩祸3、搅拌装置和热电偶4。炉盖2盖合在炉体1上端的开口上，坩祸3设于炉体1中。搅拌装置包括搅拌器5、保护管6