直接加热式金属熔解炉的制作方法
【专利摘要】本发明涉及直接加热式金属熔解炉，更详细地涉及将包含碳化硅的发热体直接浸泡在熔融液中，并向发热体内部放射电磁波而使从发热体产生的热直接传到熔融液，从而不仅能够提高热效率，还能够用低电量充分维持熔融液的温度的直接加热式金属熔解炉。本发明的直接加热式金属熔解炉具有如下效果：不需要加热单元所需的燃烧空间而只需要熔融液的量所需的空间，使空间效率高，且不仅能够减少热损失，而且即使设备小也能够确保充分的熔融液的量，由于加热体直接对熔融液内部加热，加热体发的热直接转移至使熔融液的温度上升，从而不需要使加热体的热比熔融液的温度高很多，因此热效率非常高，由于热效率非常高而设施维护费用显著地低，且产品生产成本低。
【专利说明】直接加热式金属熔解炉
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直接加热式金属熔解炉，更具体地，涉及将包含碳化硅的发热体直接 浸泡在熔融液中，并向发热体内部放射电磁波，能够使从发热体中产生的热直接传递到熔 融液中，从而不仅能够提高热效率，还能够利用低电量充分维持熔融液的温度的直接加热 式金属熔解炉。
【背景技术】
[0002] 通常的金属熔解炉形成为通过高热将作为熔解对象金属以规定大小成型的原材 料（锭块，ingot)熔解而制成熔融液，并对其进行保管。
[0003] 现有的金属熔解炉形成有熔解部和保温部，其中，熔解部的内壁形成有绝热材料， 所述绝热材料的中间形成有用于插入锭块的坩埚，所述坩埚的上端或者周缘部形成有用于 加热锭块的加热单元，所述保温部形成为能够使从所述熔解部的坩埚中熔解的熔融液流 入。
[0004] 所述金属熔解炉的熔解部中采用的加热单元主要使用燃气灶，或者形成为高频加 热器、电阻式加热器等。
[0005] 利用所述加热单元加热时，对坩埚内部的温度施加的热量比锭块的熔融温度至少 要高出20-30%，采用燃气灶时，加热单元和锭块之间需要有一定的空间。
[0006] 如上所述，将连续地熔融金属而在熔解部制成的熔融液移送至保温部，在保温部 继续维持熔融液的温度而将熔融液移送至成型机，从而通过压铸或者铸造而成形产品。
[0007] 由于所述保温部不能直接对熔融液进行加热，因此，使用非接触式电加热器，或者 在熔融液的上部利用燃气灶等热供给源持续加热来维持熔融液的温度。
[0008] 有关金属熔解炉的技术在大韩民国专利局注册专利公报第0598920号、第 1100412号等有所公开。
【发明内容】
[0009] 但是，现有的金属熔解炉的保温部具有以下问题：
[0010] (1)在熔融液的上部需要有加热单元所需的燃烧空间，因此，需要比容纳熔融液的 空间更大的空间，从而使设备变大。
[0011] (2)为了维持熔融液的温度，需要加入比熔融液的温度更高（约高出30%左右） 的热。
[0012] (3)为了供给高热量而使用高频加热器或者电阻加热器时，由于用电量大而导致 设施维护费用高，且产品生产成本高。
[0013] 为解决上述问题，本发明的金属熔解炉作为包括熔解部和保温部的通用金属熔解 炉，其中，所述保温部形成有由绝热材料包围的熔解炉，所述熔解炉的上端中间隔离地形成 有加热单元，所述加热单元的上端开放，且内部形成有具有中空部的加热体，所述加热体的 上端由绝热体封闭，所述绝热体的上端设置有与加热体的上端周缘部连接的波导管，所述 波导管的末端设置有电磁波振荡器。
[0014] 根据本发明的直接加热式金属熔解炉，产生如下效果：
[0015] (1)不需要加热单元所需的燃烧空间，只需要熔融液的量所需的空间，因此，空间 效率高，且不仅能够减少热损失，而且即使设备小也能够确保充分的熔融液的量。
[0016] (2)加热体直接向熔融液的内部加热，因此，加热体发的热直接转移至使熔融液的 温度上升，从而不需要使加热体的热比熔融液的温度高很多，因此热效率非常高。
[0017] (3)由于热效率非常高，因此，设施维护费用显著降低，且产品生产成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是根据本发明优选实施例形成的直接加热式金属熔解炉的示意剖视图。
[0019] 图2是根据本发明优选实施例形成的直接加热式金属熔解炉的剖视立体图。
[0020] 图3是现有的金属熔解炉的平面示意图。
[0021] 附图标记说明
[0022] 1 金属熔解炉 2 熔解部
[0023] 20 保温部 1〇〇熔解炉
[0024] 110绝热材料 120电磁波振荡器
[0025] 200加热单元 210波导管
[0026] 220绝热体 250加热体
[0027] 252 中空部
【具体实施方式】
[0028] 本发明的金属熔解炉作为包括熔解部10和保温部20的通用金属熔解炉，所述保 温部20形成有由绝热材料110包围的熔解炉100,所述熔解炉100的上端中间隔离地形成 有加热单元200,所述加热单元200的上端开放，且内部形成有具有中空部252的加热体 250,所述加热体250的上端由绝热体220封闭，所述绝热体220的上端设置有与加热体220 的上端周缘部连接的波导管210,所述波导管210的末端设置有电磁波振荡器120。
[0029] 所述熔解部10和保温部20整体上由绝热材料110包围而排列地形成，并形成为 能够使从熔解部10的坩埚中熔融的熔融液向保温部20的熔解炉100流入。
[0030] 所述保温部20形成有由绝热材料110包围的熔解炉100,在所述熔解炉100的中 间向上端隔离地形成有加热单元200。
[0031] 所述熔解炉100的内部具有从熔解部10流入的熔融液，并形成为能够通过泵进行 流动。
[0032] 所述加热单元200形成在熔解炉100的上端，波导管210的一侧末端与浸泡于熔 融液中的加热体250连接，并另一侧末端与电磁波振荡器120连接而形成。
[0033] 所述电磁波振荡器120是作为利用被称为速调管（klystron)的特殊电子管来发 射电磁波的一般装置，提供磁电管（magnetron)等多种装置。
[0034] 所述电磁波振荡器120 -般形成为能够振荡几兆赫（MHz)至几吉赫（GHz)频率的 电磁波（微波）。优选地，使用能够以800MHz-3GHz频率振荡电磁波的电磁波振荡器120。
[0035] 所述波导管210为中空型金属管，形成为可以使由电磁波振荡器120产生的电磁 波在内壁连续反射来传播的一般的四角或者圆形的金属管。
[0036] 所述绝热体220由耐热的玻璃纤维等制成，形成为能够阻止从加热体250产生的 热量向外部流出。
[0037] 所述加热体250可以形成为多种形状，形成为中间具有中空部252而可以使电磁 波反射进入。
[0038] 所述加热体250是混合碳化娃（SiC)、石墨（graphite)以及黄土而成形，其中，混 合40重量％的碳化硅、30重量％的石墨以及30重量％的黄土而以高温高压方式成形，以使 得黄土陶瓷化（ceramic, 辞旬許）。
[0039] 当在所述加热体250中包含的碳化硅的重量％大于限定数值时，加热体250的脆 性变大，包含的碳化硅的重量％小于限定数值时，发热量不足。但是，1-9重量％左右的偏差 对实现本发明的目的没有太大问题。
[0040] 当在所述加热体250中包含的石墨的重量％大于或小于限定数值时，没有太大变 化，但是会影响其他材料的重量％，因此，适合采用本发明的限定数值。
[0041] 当在所述加热体250中包含的黄土的重量％大于限定数值时，加热体250的脆性 变大且发热量不足，包含的黄土的重量％小于限定数值时，不容易成形，且发热量也降低。 但是，1-9重量％左右的偏差对实现本发明的目的没有太大问题。
[0042] 所述石墨是作为对碳纤维进行强化而热处理后的材料，能够提高加热体250的耐 久性，黄土具有耐热性，并且碳化硅对电磁波（极超短波或微波）进行反应。
[0043] 所述碳化硅的硅分子对电磁波进行反应而振动，并与黄土（陶瓷）分子进行摩擦 而连续地产生强热，这种热传递到与加热体250的外壁接触的熔融液中。
[0044] 以下，对根据本发明的优选实施例形成的直接加热式金属熔解炉的运转进行说 明。
[0045] 锭块在金属熔解炉1的熔解部10中熔解成熔融液后流入到熔解炉100时，熔融液 在熔解炉1〇〇的内部流动。
[0046] 此时，启动电磁波振荡器120,并通过波导管210向加热体250的中空部252发射 电磁波。
[0047] 所述电磁波振荡器120产生的电磁波沿波导管210通过绝热体220而流入到中空 部252,对形成在加热体250内壁上的碳化硅进行振动，从而与陶瓷进行摩擦产生热。
[0048] 如上所述产生的热传到加热体220的外壁而与熔融液进行热交换，由此维持熔融 液的温度。
[0049] 根据本发明的加热体直接加热熔融液时，利用通过传统的加热单元加热时的1/9 的电量也能够充分地维持熔融液的温度，从而产生减小电力消耗量的显著效果。
[0050] 即，使用少量的电也能够充分产生制作熔融液的热量，与采用电加热器或者燃气 灶的一般的金属熔解炉相比，不仅可以显著地降低操作费用，而且本发明可以称为解决工 业电力不足现象的具有突破性的发明。
[0051] 根据本发明的直接加热式金属熔解炉，具有如下效果：不需要加热单元所需的燃 烧空间，只需要熔融液的量所需的空间，因此使空间效率高，且不仅能够减少热损失，而且 即使设备小也能够确保充分的熔融液的量，由于加热体直接在熔融液的内部加热，加热体 发的热直接转移至使熔融液的温度上升，由此不需要使加热体的热比熔融液的温度高很 多，从而热效率非常高，由于热效率非常高，因此具有设施维护费用显著地低，产品生产成 本低的效果。
[0052] 本发明参照附图以优选实施例为中心进行了说明，但本领域技术人员可以根据上 述说明在包括于权利要求范围的不超出本发明范围内可以进行各种变形。
【权利要求】
1. 一种直接加热式金属熔解炉，其特征在于，该直接加热式金属熔解炉形成有由绝热 材料包围的熔解炉，所述熔解炉的上端中间隔离地形成有加热单元， 所述加热单元的上端开放，且内部形成有具有中空部的加热体，所述加热体的上端由 绝热体封闭，所述绝热体的上端设置有与所述加热体的上端周缘部连接的波导管，所述波 导管的末端设置有电磁波振荡器。
2. -种直接加热式金属熔解炉，该直接加热式金属熔解炉作为包括熔解部和保温部的 通用金属熔解炉，其特征在于， 所述保温部形成有由绝热材料包围的熔解炉，所述熔解炉的上端中间隔离地形成有加 热单元， 所述加热单元的上端开放，且内部形成有具有中空部的加热体，所述加热体的上端由 绝热体封闭，所述绝热体的上端设置有与所述加热体的上端周缘部连接的波导管，所述波 导管的末端设置有电磁波振荡器。
3. 根据权利要求1或2所述的直接加热式金属熔解炉，其特征在于，所述加热体通过混 合碳化硅、石墨以及黄土而成形，其中，混合40重量％的所述碳化硅、30重量％的所述石墨 以及30重量％的所述黄土而以高温高压方式成形，以使得黄土能够陶瓷化。
4. 根据权利要求1或2所述的直接加热式金属熔解炉，其特征在于，所述电磁波振荡器 为能够以800MHz-3GHz频率振荡电磁波的磁电管。
【文档编号】F27B14/14GK104422280SQ201410453207
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】承铉苍, 金伍钦 申请人:东和商协株式会社