真空气氛炉的制作方法

本发明属于矿物材料熔炼设备技术领域，具体涉及一种真空气氛炉。

背景技术：

真空气氛炉主要应用于对各种矿物材料的高温真空熔炼。现有的真空气氛炉通常包括真空熔炼室、炉体(含坩埚)、真空泵组及相关真空管道系统、电气控制系统等。现有的真空熔炼炉虽然被广泛用于处理多种矿物材料，但是其还存在以下主要问题：(1)在高温气氛加热时不能在任意温度段内将坩埚和物料推入加热室内、或者在任意温度段内将坩埚和物料快速降至加热室外；(2)在保护气氛下不能随意打开炉门任意进、取坩埚和物料，取放物料或者将物料推入或取出加热室时不能防止空气倒吸，无法很好地杜绝外部空气进入炉体内。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能在真空、气氛条件下单独或交替使用，在高温气氛加热时可在任意温度段将坩埚和物料推入加热室内或将坩埚和物料快速从加热室内取出的操作简便的真空气氛炉。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种真空气氛炉，包括炉体，所述炉体的上方设有上部炉门，炉体的下方设有下部炉门，炉体的内腔上部设有加热室，所述加热室内安装有加热装置，所述炉体上安装有连通至所述加热室内的炉内进气管，炉体上设有用于连接外部抽真空系统的抽真空口，炉体内安装有用于向加热室内取放物料的伸缩取放料机构。该真空气氛炉可实现在真空、气氛下单独或交替使用，并可在任意温度段内将坩埚和物料推入加热室内或从加热室内取出，操作简单方便。

作为对上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述伸缩取放料机构包括伸缩杆，所述伸缩杆穿设在所述下部炉门上，伸缩取放料机构还包括与伸缩杆的下端连接的用于驱动伸缩杆伸缩进行取放料的升降气缸，伸缩杆的上端设有托盘，所述托盘上设有用于放置坩埚的坩埚底盘，所述加热室的底部设有供坩埚底盘进入的通孔，伸缩杆与下部炉门连接处设有密封套。通过伸缩杆、升降气缸、托盘和坩埚底盘组成的伸缩取放料机构将坩埚和物料推入或取出加热室内，结构简单，操作可靠。

更优选的，所述升降气缸为两个，两个升降气缸对称设置在所述伸缩杆的两侧，两个升降气缸的端部均安装在所述下部炉门上，两个升降气缸的活塞杆分别连接至一连接板的两端，伸缩杆固定穿设在所述连接板的中部。这样，可以提高伸缩取放料机构的稳定性。

优选的，所述伸缩杆为空心杆，伸缩杆内具有供坩埚通过的通道，所述托盘包括可拆分的左半托盘和右半托盘，所述左半托盘和右半托盘均滑设在伸缩杆的上端，所述炉体上安装有两个分别驱动所述左半托盘和右半托盘滑动进而打开或闭合托盘的托盘开闭气缸，所述坩埚底盘包括设置在左半托盘上的左半底盘和设置在右半托盘上的右半底盘，所述伸缩杆的底部设有一下料开启装置，伸缩杆的下方设有一物料冷却装置。伸缩杆采用空心杆，托盘由左半托盘和右半托盘组成，坩埚底盘由左半底盘和右半底盘组成，通过两个托盘开闭气缸分别控制左半托盘和右半托盘的打开或闭合，当左半托盘和右半托盘闭合时可将坩埚放在坩埚底盘上进行取放料；当左半托盘和右半托盘分开时，坩埚即沿伸缩杆的内部通道掉落至炉体下方进行冷却。该伸缩取放料机构不仅能将坩埚和物料推入或取出加热室，而且可以将物料降至炉体外进行下一步冷却。

更优选的，两个所述托盘开闭气缸分别设于炉体的左侧壁和右侧壁上，两个托盘开闭气缸的活塞杆的端部均设有一向上的弯钩，所述左半托盘和右半托盘上均开设有与所述弯钩相匹配的孔。通过托盘上的孔与托盘开闭气缸的活塞杆端部的弯钩配合，当伸缩取放料机构上升时，孔与弯钩可自然分离；当伸缩杆降下后，弯钩伸入孔内，再通过托盘开闭气缸缩回即可将左半托盘和右半托盘分开，将坩埚和物料降至炉体下方进行冷却。

优选的，所述加热室内于所述通孔处设有一石墨内套，所述石墨内套内活动设置一保温塞，使得矿物材料在相对封闭的空间内熔炼，石墨内套的下部内侧设有凸台，所述保温塞的下部直径小于其上部直径，保温塞的下部形成与所述凸台相匹配的凹陷部，通过凸台和相匹配的凹陷部将保温塞限制在石墨内套，避免保温塞随伸缩取放料机构的下降而掉落至加热室外。

优选的，所述炉体的侧壁上于所述加热室的下方设有一进取料口，所述进取料口处设有一手动密封门，所述手动密封门的内侧设有一气幕。由于在手动密封门的内侧设置有气幕，在保护气氛下使用时可打开该手动密封门任意取放坩埚和物料，可避免外部空气进入炉体内。

优选的，所述加热室由碳毡保温层围设形成，所述上部炉门的内侧安装有内隔热门。当上部炉门关闭时，内隔热门将加热室密封，减少了加热室热量的散发。

优选的，所述加热装置包括沿所述炉体的侧壁均匀设置的多个电极，多个所述电极均伸入所述加热室内，电极伸入加热室内的一端设有加热元件，如此，可确保加热时坩埚和物料升温的均匀性；炉体上安装有伸入所述加热室内的热电偶；所述炉体和上部炉门均为水冷夹层结构，所述电极外设有水冷夹套，可使电极的使用寿命更长。

优选的，所述真空气氛炉还包括一支撑架，所述炉体安装在所述支撑架上，支撑架的下端通过地脚螺丝安装在地面上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明通过在炉体上安装连通至加热室内的炉内进气管，在炉体上设置用于连接外部抽真空系统的抽真空口，可实现在真空、气氛下单独或交替使用；通过在炉体内安装用于向加热室内取放物料的伸缩取放料机构，在高温气氛加热时可在任意温度段内将坩埚和物料推入加热室内或从加热室内取出，操作简单方便。

(2)通过将伸缩取放料机构中的伸缩杆设置为空心杆，伸缩杆内具有通道，托盘分为左半托盘和右半托盘，通过托盘开闭气缸打开或闭合左半托盘和右半托盘，坩埚底盘包括左半底盘和右半底盘，伸缩杆的底部设下料开启装置，伸缩杆的下方设物料冷却装置，该伸缩取放料机构不仅可取放料，而且可以将物料降落至物料冷却装置中进行快速冷却。

(3)在进取料口处设置手动密封门，在该手动密封门的内侧设置气幕。在保护气氛下使用时，可打开该手动密封门任意取放坩埚和物料，可避免外部空气进入炉体内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明真空气氛炉中坩埚装入状态的结构示意图。

图2为图1中a处的局部放大图。

图3为图1中b处的局部放大图。

图4为本发明真空气氛炉中坩埚等待进入加热室状态的结构示意图。

图5为本发明真空气氛炉中坩埚加热状态的结构示意图。

图6为本发明真空气氛炉中坩埚加热完成后下料状态的结构示意图。

图7为本发明真空气氛炉中炉门开启状态的结构示意图。

图例说明：

1、炉体；2、上部炉门；3、下部炉门；4、加热室；5、炉内进气管；6、抽真空系统；7、伸缩杆；8、升降气缸；9、托盘；10、坩埚底盘；11、密封套；12、连接板；13、坩埚；14、托盘开闭气缸；15、下料开启装置；16、物料冷却装置；17、石墨内套；18、保温塞；19、手动密封门；20、气幕；21、碳毡保温层；22、内隔热门；23、电极；24、加热元件；25、热电偶；26、支撑架；27、地脚螺丝；91、左半托盘；92、右半托盘；101、左半底盘；102、右半底盘；141、弯钩；171、凸台。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例

一种本发明的真空气氛炉，该真空气氛炉主要应用于对各种矿物材料的高温熔炼，其结果如图1至图7所示。由图1至图7可见，其主要包括炉体1，炉体1的上方设有上部炉门2，炉体1的下方设有下部炉门3，炉体1的内腔上部设有加热室4，加热室4内安装有加热装置，炉体1上安装有连通至加热室4内的炉内进气管5，炉体1上设有用于连接外部抽真空系统的抽真空口6，炉体1内安装有用于向加热室4内取放物料的伸缩取放料机构。

该伸缩取放料机构包括伸缩杆7，伸缩杆7穿设在下部炉门3上，伸缩取放料机构还包括与伸缩杆7的下端连接的用于驱动伸缩杆7伸缩进行取放料的升降气缸8，伸缩杆7的上端设有托盘9，托盘9上设有用于放置坩埚的坩埚底盘10，加热室4的底部设有供坩埚底盘10进入的通孔，伸缩杆7与下部炉门3连接处设有密封套11。

本实施例中，升降气缸8优选为两个，两个升降气缸8对称设置在伸缩杆7的两侧，两个升降气缸8的端部均安装在下部炉门3上，两个升降气缸8的活塞杆分别连接至一连接板12的两端，伸缩杆7固定穿设在连接板12的中部。

本实施例中，伸缩杆7为空心杆，伸缩杆7内具有供坩埚13通过的通道，托盘9包括可拆分的左半托盘91和右半托盘92，左半托盘91和右半托盘92均滑设在伸缩杆7的上端，炉体1上安装有两个分别驱动左半托盘91和右半托盘92滑动进而打开或闭合托盘9的托盘开闭气缸14，坩埚底盘10包括设置在左半托盘91上的左半底盘101和设置在右半托盘92上的右半底盘102，伸缩杆7的底部设有一下料开启装置15，伸缩杆7的下方设有一物料冷却装置16，该物料冷却装置16内盛装有液氮。两个托盘开闭气缸14分别设于炉体1的左侧壁和右侧壁上，两个托盘开闭气缸14的活塞杆的端部均设有一向上的弯钩141，左半托盘91和右半托盘92上均开设有与弯钩141相匹配的孔。升降气缸8、下料开启装置15和托盘开闭气缸14均由一套plc控制系统进行控制。加热室4内于通孔处设有一石墨内套17，石墨内套17内活动设置一保温塞18，石墨内套17的下部内侧设有凸台171，保温塞18的下部直径小于其上部直径，保温塞18的下部形成与凸台171相匹配的凹陷部。炉体1的侧壁上于加热室4的下方设有一进取料口，进取料口处设有一手动密封门19，手动密封门的内侧设有一气幕20。加热室4由碳毡保温层21围设形成，上部炉门2的内侧安装有内隔热门22。

本实施例中，加热装置包括沿炉体1的侧壁均匀设置的多个电极23，多个电极23均伸入加热室4内，电极23伸入加热室4内的一端设有加热元件24；炉体1上安装有伸入加热室4内的热电偶25；炉体1和上部炉门2均为水冷夹层结构，电极23外设有水冷夹套。该真空气氛炉还包括一支撑架26，炉体1安装在支撑架26上，支撑架26的下端通过地脚螺丝27安装在地面上。

该真空气氛炉工作时(以气氛下为例)：关闭上部炉门2、下部炉门3和下料开启装置15，升降气缸8伸出，使托盘9和坩埚底盘10位于炉体1的下部位置，打开手动密封门19，将盛放有矿料的坩埚13从手动密封门19放入坩埚底盘10中，然后关闭手动密封门19(如图1和图4所示)；向加热室4内通入保护气氛，并对加热室4进行加热升温至设定温度，升降气缸8收缩使伸缩杆7连同托盘9和坩埚底盘10向上运动，进入加热室4内，盛有矿料的坩埚13置于石墨内套17内，对矿料进行高温熔炼(如图5所示)；矿料熔炼完成后，升降气缸8伸出，将坩埚13缩回至炉体1的下部，使得托盘9上的孔与托盘开闭气缸14活塞杆上的弯钩141相配合，托盘开闭气缸14缩回，将左半托盘91和右半托盘92以及左半底盘101和右半底盘102分开，打开下料开启装置15，坩埚13经由空心的伸缩杆7的内部通道掉入物料冷却装置16内进行快速冷却(如图6所示)；打开上部炉门2进行维护和保养(如图7所示)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。