一种水冷电炉的制作方法

1.本实用新型涉及机械工程、照明、加热领域，具体涉及一种水冷电炉。


背景技术：

2.电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉，电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制；物料加热快；加热温度高；温度容易控制；生产过程较易实现机械化和自动化；劳动卫生条件好；热效率高；产品质量好，且更加环保，有利于缓解日趋严重的环境问题。
3.利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在感应圈中，因电磁感应在物料中产生涡流，受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料；所以，也可认为感应电炉是一种直接加热式电阻电炉。
4.然而现有的电炉在使用上需要消耗燃料，污染性大；且温度的控制较难，导致使用效果较差的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种水冷电炉，旨在改善现有的电炉使用效果相对较差的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种水冷电炉，包括：
7.炉体，其底部设置有多个感应体，所述炉体的侧面设置有回转轴，所述感应体包括感应线圈、冷却水套和环形熔沟，所述感应线圈外依次套设所述冷却水套和环形熔沟，所述环形熔沟套设在所述冷却水套外形成所述感应线圈的一圈闭合绕组；及
8.炉面板，其与所述炉体的顶面开口密封盖合设置，所述炉面板上设置有用于往所述炉体内加料的加料机构。
9.优选的，还包括架体，所述回转轴可转动设置在所述架体上，所述炉体一侧设置有支脚，所述支脚用于顶抵支撑或分离的设置在所述架体上，且所述支脚与所述回转轴的两端形成三角支撑点。
10.优选的，所述炉面板还包括压铸模具座和升液管，所述压铸模具座用于安装放置压铸模具，所述升液管用于输送所述炉体内熔融的炉料至压铸模具内。
11.优选的，所述炉面板还设置有热偶孔，所述热偶孔用于通过热电偶测量所述炉体内的温度。
12.优选的，所述加料机构包括加料道、密封盖和动力臂，所述加料道一端贯穿并设置在所述炉面板上，所述密封盖设置在所述动力臂的驱动端上，所述动力臂设置在所述炉面板或所述加料道上，且所述动力臂用于带动所述密封盖与所述加料道的入口密封关闭或开启。
13.优选的，所述炉体包括由外到内依次层叠设置有外壳、第一保温层、隔热层、第二
保温层和浇筑层。
14.优选的，还包括为水冷电炉配置并提供电源的电气柜，所述电气柜上设置有控制面板，所述控制面板设置有温控系统、移项调压控制系统和报警系统。
15.优选的，所述电气柜上还设置有多个接触器，一所述接触器对应设置在一所述感应体的电路上，所述接触器用于通过分断操作将对应所述感应体接入或断开所述电气柜的电源。
16.优选的，所述冷却水套设置有水循环系统，所述水循环系统用于为所述冷却水套提供冷却水。
17.优选的，所述水循环系统的管路上设置有过滤器、水压表、流量传感器和指示灯，所述过滤器设置在所述冷却水套的进水口端，所述流量传感器位于所述冷却水套与所述过滤器之间的管路内，所述指示灯与所述流量传感器电连接。
18.采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
19.1、在使用时，炉面板和炉体会进行密封合盖。将多个的电磁体依次开启，并且由低功率逐渐升至满功率运行，在此期间保证环形熔沟均匀升温，避免局部过热。此时通过加料机构往炉体内逐渐投料，根据炉体内的炉料情况，逐渐增加电磁体的功率。而在感应线圈在开启工作时，需要先开启冷却水套进行冷却，保证对感应线圈的冷却效果。实现高效、安全的运行水冷电炉的目的。
附图说明
20.图1为本实用新型所述的水冷电炉在第一视角下的结构示意图；
21.图2为本实用新型所述的水冷电炉在第二视角下的结构示意图；
22.图3为本实用新型所述的水冷电炉的剖视图。
23.附图标记说明：
24.10、炉体；101、感应体；102、回转轴；103、支脚；104、外壳；
25.105、第一保温层；106、隔热层；107、第二保温层；108、浇筑层；
26.109、加热口；
27.1011、感应线圈；1012、冷却水套；1013、环形熔沟；
28.20、炉面板；201、加料机构；202、压铸模具座；203、热偶孔；
29.2011、加料道；2012、密封盖；2013、动力臂；
30.30、架体。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。另外，需要说明的是：
32.术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示本实用新型的装置或者元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可
以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
34.实施例
35.请参照图1、图2和图3所示，本实施提供了一种水冷电炉，包括炉体 10和炉面板20，炉体10的底部设置有多个感应体101，炉体10的侧面设置有回转轴102，感应体101包括感应线圈1011、冷却水套1012和环形熔沟1013，感应线圈1011外依次套设冷却水套1012和环形熔沟1013，环形熔沟1013套设在冷却水套1012外形成感应线圈1011的一圈闭合绕组；炉面板20与炉体 10的顶面开口密封盖2012合设置，炉面板20上设置有用于往炉体10内加料的加料机构201。
36.本实施例中水冷电炉用于进行熔炼金属，例如钢、铁(炉料)。因此水冷电炉的工作环境都较高，炉体10需要良好的密封效果，以便操控炉体10 内的温度。因此，炉体10与炉面板20之间的结合处采用密封垫(例如通过陶瓷纤维制成的耐高温密封垫)进行密封，使得炉体10为一个密封状态进行熔炼金属。
37.具体的，将所有的感应体101依次开启，此时冷却水套1012通入冷却水对感应线圈1011进行冷却，确保感应线圈1011的工作环境的温度在人为设定的范围内，提高感应线圈1011的使用寿命。而感应线圈1011的铁芯由硅钢片叠制而成，为了便于线圈装拆，铁芯由条形铁芯与山字形铁芯两部分组成。进而，用矩形铜管绕制成的感应线圈1011安放于山字形铁芯中间立柱上，并外部套上冷却水套1012(可以采用铜进行制作)和环形熔沟1013，然后打结炉衬(即对炉体的炉衬通过填充耐火材料进行压实，提高结构的稳固性和性能)形成整体。当环形熔沟1013熔化后形成一个闭合的环形熔沟1013，环形熔沟1013在形成后，相当于变压器的二次绕组，匝数为一匝。
38.而感应线圈1011进行工作后，进而逐渐的提高功率加热，使得环形熔沟 1013均匀升温，避免功率突然较大产生局部高温的情况，避免发生环形熔沟 1013断裂的情况发生，达到保护炉体10的使用寿命的目的。在水冷电炉工作前，会预先在炉体10的环形熔沟1013处内添加一些金属材料(例如钢材)；因此在加热后，环形熔沟1013处被加热熔融的金属会流入或填充炉体10的炉膛，继而对炉膛中的炉料进行加热和熔化，直至熔融的金属填充满熔池，并且炉体10内的炉衬充分烧结后，才可以保持最大功率运行加热，同时可以通过加料机构201往炉体10内添加炉料，以确保炉体10内炉料充足，实现高效、安全的生产运行的效果。
39.如图1所示，本实施例中还包括架体30，回转轴102可转动设置在架体 30上，炉体10一侧设置有支脚103，支脚103用于顶抵支撑或分离的设置在架体30上，且支脚103与回转轴102的两端形成三角支撑点，达到稳固放置炉体10在架体30上的目的。而需要倾动炉体10时，可以通过起吊设备锁挂在炉体10的挂环上，并需要调节支脚103与架体30分离(例如螺纹调节支脚103与架体30分离)，形成对炉体10的围绕回转轴102转动而倾动的效果。
40.进一步地，如图1和图2所示，本实施例中炉面板20还包括压铸模具座 202和升液管(未图示)，压铸模具座202用于安装放置压铸模具，升液管用于输送炉体10内熔融的炉料至压铸模具内。在压铸模具座202上安装固定压铸模具，而升液管与压铸模具的进液口连
通，继而将炉体10内的熔融金属液体输送至压铸模具内，进行压铸制造，多余的材料也可回流至炉体10内，实现高效、安全的输送作业。
41.如图1所示，本实施例中炉面板20还设置有热偶孔203，热偶孔203用于通过热电偶测量炉体10内的温度。在热偶孔203上安装热电偶，可以对炉体10内的温度进行实时的监测，以便操作者知晓，并高效、安全的进行生产作业。因为热电偶工作处于高温、易腐蚀环境，极易损坏，因此可以设置多个的热电偶(例如两个热电偶)，以确保热电偶采集的数值准确。
42.如图1、图2和图3所示，本实施例中加料机构201包括加料道2011、密封盖2012和动力臂2013，加料道2011一端贯穿并设置在炉面板20上，密封盖2012设置在动力臂2013的驱动端上，动力臂2013设置在炉面板20或加料道2011上，且动力臂2013用于带动密封盖2012与加料道2011的入口密封关闭或开启，加料道2011和密封盖2012之间通过密封垫(例如通过陶瓷纤维制成的耐高温密封垫)进行密封。加料道2011的入口端可以倾斜朝炉体10外延伸，形成一个倾斜的通道。如此，使得加料道2011的入口位置侧面，便于加料。
43.动力臂2013的动力来源包括一个旋转气缸和顶压气缸(可以为单轴气缸或双轴气缸)，密封盖2012安装在顶压气缸的输出轴上，而顶压气缸安装在一个转动板上，转动板上具有一个转动轴，转动轴可转动的安装在加料道2011 上。旋转气缸安装在加料道2011上，且旋转气缸的输出轴与转动轴连接，进而通过旋转气缸带动转动轴转动，实现驱动密封盖2012的转动的效果，对加料道2011的入口进行让位，而顶压气缸通过顶抵，对加料道2011的入口进行密封封盖。实现了机械动力的开启或关闭加料道2011的效果。
44.如图3所示，本实施例中炉体10的底部等间距设置有多个加热口109，感应体101密封设置在加热口109上，例如加热口可以设置三个，使得感应体101与感应体101之间间隔120
°
。感应体101与加热口109之间通过螺栓进行锁固，并且在接触位置通过密封垫(例如通过陶瓷纤维制成的耐高温密封垫)进行密封，保证炉体10的密封性。而等间距设置的加热口109，使得感应体101等间距进行布置，进而对炉体10进行均匀加热。
45.如图3所示，本实施例中炉体10包括由外到内依次层叠设置有外壳104、第一保温层105、隔热层106、第二保温层107和浇筑层108，并且每层之间可以涂刷一层水玻璃进行粘接。外壳104可以采用钢板进行压制成型，制作成一锅体外形，而锅体的高度可以通过焊接环形钢板进行调节设计。隔热层 106可以采用纳米微孔隔热板，纳米微孔隔热板具有非常低的导热系数和良好的加工特性，使得水冷电炉具有良好的隔热性能。第一保温层105可采用保温棉进行保温，而第二保温层107则可以通过保温材料(例如：岩棉、硅酸铝或纤维毯等)进行制作。浇筑层108是为钢筋混凝土浇筑而成的。
46.本实施例中冷却水套1012设置有水循环系统(未图示)，水循环系统用于为冷却水套1012提供冷却水，冷却水套1012上具有一对的进、出水口，冷却水套内为存储腔，通过水循环系统进行循环供水。同时，为了保护冷却水套1012，可以在冷却水套1012外套设一层云母纸，形成冷却水套1012的一层防护层。
47.具体的，水冷电炉在运行中，是需要保持冷却水的提供，以确保冷却水套1012对感应线圈1011的冷却效果，因此通过水循环系统进行供水。同时，还可以在水循环系统中额外增加备用水源，以便在水循环系统的水管发生故障时，备用水源可以及时补充使用，确保水冷电炉的运行安全。
48.进一步地，本实施例中水循环系统的管路上设置有过滤器、水压表、流量传感器和指示灯(未图示)，过滤器设置在冷却水套1012的进水口端，流量传感器位于冷却水套1012与过滤器之间的管路内，指示灯与流量传感器电连接。整个水循环系统的动力可以通过水泵进行提供，过滤器的安装可以将水中的杂质滤除，以确保冷却效果，并提高冷却水套1012的使用寿命。流量传感器用于检测流进冷却水套1012内的水的流量，并通过指示灯进行显示，当指示灯变少或不亮时(指示灯最少一格)，要及时清理过滤网上的残留物，不及时清理会使感应线圈1011、冷却水套1012缺水造成电炉损坏。
49.而在水压表显示水压正常，且过滤网无残留物，指示灯还是只有一格的情况时，那就要检查管路是否堵塞或流量传感器探头上有污垢，以确保水循环系统运行稳定，提供充足的冷却水，保证水冷电炉的安全、正常运行。
50.本实施例中还包括为水冷电炉配置并提供电源的电气柜(未图示)，电气柜上设置有控制面板，控制面板设置有温控系统、移项调压控制系统和报警系统，报警系统可以为蜂鸣器或警报灯。温控系统为sr10型号的导电温控仪，导电温控仪会将温度上、下限等信号提供给控制面板，当温度超过上、下限时，通过报警系统实现报警，或者相应的控制措施。移项调压控制系统可以为专用的移相控制器，移相控制器可以接收导电温控仪的控制输出信号实现电压(功率)自动调节，同时还具有方便的手动调压功能，即可以进行手动或自动调节的功能。
51.具体的，控制面板内的采用s7-1200型号的可编程控制器(plc集中控制系统)，可以获取温控系统、水循环系统和移项调压控制系统的检测信号，该检测信号则可以通过相应传感器进行检测，例如水压表、流量传感器、温度传感器(热电偶)、电压表等等。进而改变感应体101的工作效率，或者水循环系统的冷却水输送的水量等等，实现水冷电炉的安全、高效运行的目的。
52.进一步地，控制面板还可以连接上位机(例如电脑)，通过上位机进行自动控制，例如：导电温控仪与上位机进行通信，接收炉体10内炉膛温度信号(热电偶检测的信号)，进而反馈信号至感应体101中，使得感应体101 进行电压和输出功率的改变，从而实现自动控温。
53.本实施例中电气柜上还设置有多个接触器(未图示)，一个接触器对应设置在一个感应体101的电路上，接触器用于通过分断操作将对应感应体101 接入或断开电气柜的电源。实现对感应体101进行独立控制，每个感应体101 具有独立的电路进行供电，确保一个损坏时，其它的感应体101仍可以继续工作，提高实用性。
54.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。