一种熔炼炉的制作方法

本发明涉及纳米晶软磁合金制备领域，尤其涉及一种熔炼炉。

背景技术：

1、纳米软磁软磁合金是一类在纳米尺度下具有良好软磁性能的材料，为了提高材料的软磁性能、抗腐蚀性能和耐磁蚀性能，通常会添加一定比例的合金元素，例如硼元素。

2、在使用熔炼炉进行纳米晶软磁合金熔炼过程中，由于炉体内熔体之间温度的不均匀，通常需要对液态金属进行充分混合,使金属液中的合金成分均匀。但是，现有的熔炼炉在制备纳米晶软磁合金时存在以下不足之处：第一、缺少回流功能，在熔炼时，部分添加元素易挥发，进而造成熔炼形成的合金比例发生变化；第二、在熔炼时，金属容易被氧化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种熔炼炉，用于解决现有技术中在熔炼时，合金添加元素易挥发，进而造成熔炼形成的合金比例变化的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种熔炼炉，包括炉体、搅拌机构、回流机构、双轴电机、底座、温度监测处理控制系统。其中，炉体内设有熔炼腔、安装腔、料管，熔炼腔用于熔炼纳米晶软磁合金，安装腔其内安装有加热器，炉体上设有料管；搅拌机构转动安装在炉体的内顶面，用于对熔炼腔内的液态纳米晶软磁合金进行搅拌；回流机构位于炉体上方并与熔炼腔连通，用于将熔炼时挥发的合金添加元素冷却成液体后回流至熔炼腔内；双轴电机安装在回流机构上，用于带动搅拌机构转动；底座包括两个转轴、第一液压缸，两个转轴的其中一端均与底座的内壁转动连接，两个转轴的另一端与炉体固定连接，第一液压缸的一端与底座铰接，第一液压缸的另一端与炉体铰接；温度监测处理控制系统用于根据熔炼腔内各区域液态纳米晶软磁合金的温度判断混合状态，以及根据混合状态控制启动第一液压缸或增加双轴电机的运行时间，其中，混合状态包括混合充分和混合不充分。

4、优选的，回流机构包括筒体、多个通气管、多个排气管、冷凝器、凸台，筒体内设有气体腔和冷却液腔，冷却液腔用于承装冷却液；通气管的一端与熔炼腔连通，通气管的另一端与气体腔连通；排气管的一端与气体腔连通，另一端延伸到筒体外；冷凝器安装在筒体的顶面，用于对冷却液腔内的冷却液进行冷却；凸台安装在筒体的内底面。

5、优选的，回流机构还包括击打组件、第一轴杆、第二锥齿轮，击打组件包括横杆、橡胶杆、橡胶球、第一锥齿轮，横杆与筒体的内壁转动连接，橡胶杆与横杆固定连接，橡胶球设置在橡胶杆远离横杆的一端，第一锥齿轮固定套设在横杆上；第一轴杆贯穿凸台和筒体的底面并与两者转动连接，第一轴杆下端与双轴电机的上动力输出轴固定连接；第二锥齿轮与第一轴杆的上端固定连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接；其中，横杆转动时，橡胶杆带动橡胶球转动并使其击打筒体内顶面，使筒体内顶面产生振动。

6、优选的，炉体还包括齿环、封堵机构，齿环设置于炉体的内顶面中心位置；封堵机构设置于料管上，用于封堵料管。

7、优选的，搅拌机构包括第二轴杆、转动板、竖杆、多个搅拌叶片、齿轮，第二轴杆贯穿炉体顶面并与其转动连接，第二轴杆上端与双轴电机的下动力输出轴固定连接；转动板与第二轴杆的下端固定连接；竖杆贯穿转动板并与其转动连接；多个搅拌叶片均安装在竖杆侧面；齿轮固定套设在竖杆上端，并与齿环啮合连接；其中，第二轴杆转动时，转动板带动竖杆以第二轴杆为圆心进行转动，同时，竖杆在齿轮和齿环的作用下进行自转，使多个搅拌叶片以竖杆为圆心进行转动。

8、优选的，封堵机构包括固定架、连接板、封堵板、第二液压缸，固定架安装在料管上，其竖向部分上贯穿开设有通槽；连接板贯穿通槽并与通槽转动连接；封堵板与连接板的竖向部分固定连接；第二液压缸的一端与固定架铰接，另一端与连接板铰接；其中，第二液压缸的延伸端延伸时，连接板逆时针转动，封堵板向上移动并与料管分离。

9、优选的，底座还包括安装槽、气泵、伸缩管，安装槽设置在底座顶部；气泵安装在安装槽内；伸缩管的一端与气泵的出气端连接，其另一端与与熔炼腔连通。

10、优选的，搅拌叶片的数量为三个，且等距安装在竖杆侧面。

11、优选的，通气管的数量为四个，且等距安装在所述筒体底面。

12、优选的，温度监测处理控制系统包括温度监测模块、数据处理模块、控制模块，温度监测模块用于监测熔炼腔内多个区域的液态纳米晶软磁合金温度；数据处理模块用于对温度监测模块传输的各区域温度数据进行分析，并判断液态纳米晶软磁合金的混合状态为混合充分或混合不充分；控制模块用于根据混合状态做出增加双轴电机的运行时间或启动第一液压缸和第二液压缸的指令；其中，混合状态包括混合充分和混合不充分；

13、温度监测处理控制系统的工作流程包括以下步骤：

14、步骤一、温度监测模块监测熔炼腔内多个区域的液态纳米晶软磁合金温度，并将采集到的多个温度数据t1传递给数据处理模块；

15、步骤二、数据处理模块将多个温度数据t1分别与预设值t2进行对比，并分别计算偏差值δt＝t2-t1；

16、步骤三、数据处理模块将数值最大的偏差值δt与允许的误差范围进行比较，如果δt小于允许的误差范围，则判断液态纳米晶软磁合金混合充分；如果δt大于允许的误差范围，则判断液态纳米晶软磁合金混合不充分；

17、步骤四、若数据处理模块判断出液态纳米晶软磁合金混合不充分，则通过控制模块增加双轴电机的运行时间，进而增加搅拌机构的搅拌时间；、

18、步骤五、重复步骤一到步骤四，直至数据处理模块判断出液态纳米晶软磁合金混合充分；

19、步骤六、控制模块控制启动第一液压缸和第二液压缸，第二液压缸的延伸端延伸，使封堵板与料管分离，使第一液压缸的延伸端收缩，使炉体向一侧倾斜，进而将熔炼腔内的液态纳米晶软磁合金经料管倒出；其中，若判断出液态纳米晶软磁合金混合不充分，则使用以下公式来计算增加的双轴电机运行时间：

20、

21、式中，t为双轴电机运行时间，m为液态纳米晶软磁合金的质量，c为液态纳米晶软磁合金的比热容，δt为温度偏差值，p为双轴电机的功率，k为搅拌机构的搅拌效率系数。

22、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

23、1、本发明中的熔炼炉通过设置炉体、熔炼腔和回流机构，在进行纳米晶软磁合金熔炼时，部分合金添加元素会挥发并进入到回流机构内，回流机构会将挥发的合金添加元素冷却成液体，受重力影响液体会向下流动，进而重新流到熔炼腔内，从而避免熔炼形成的合金比例发生变化。

24、2、本发明中的温度监测处理控制系统通过设置温度监测模块、数据处理模块和控制模块，通过对液态纳米晶软磁合金进行温度数据收集和分析，并根据分析判定结果，控制驱动机构以优化混合搅拌策略，以提高熔炼过程的效率，同时，也能降低能耗和成本。

技术特征：

1.一种熔炼炉，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述回流机构包括：

3.根据权利要求2所述的熔炼炉，其特征在于，所述回流机构还包括：

4.根据权利要求3所述的熔炼炉，其特征在于，所述炉体还包括：

5.根据权利要求4所述的熔炼炉，其特征在于，所述搅拌机构包括：

6.根据权利要求5所述的熔炼炉，其特征在于，所述封堵机构包括：

7.根据权利要求1或2所述的熔炼炉，其特征在于，所述底座还包括：

8.根据权利要求5所述的熔炼炉，其特征在于，所述搅拌叶片的数量为三个，且等距安装在所述竖杆侧面。

9.根据权利要求2所述的熔炼炉，其特征在于，所述通气管的数量为四个，且等距安装在所述筒体底面。

10.根据权利要求6所述的熔炼炉，其特征在于，所述温度监测处理控制系统包括：

技术总结
本发明公开了一种熔炼炉，涉及纳米晶软磁合金制备领域，包括：炉体、搅拌机构、回流机构、双轴电机、底座、温度监测处理控制系统，炉体内设置有熔炼腔和安装腔，搅拌机构转动安装在炉体内顶面，用于对熔炼腔内的液态纳米晶软磁合金进行搅拌，炉体内还设有回流机构、双轴电机、底座和温度监测处理控制系统。本发明中的熔炼炉通过设置炉体、熔炼腔和回流机构，在进行纳米晶软磁合金熔炼时，部分合金添加元素会挥发并进入到回流机构内，回流机构会将挥发的合金添加元素冷却成液体，受重力影响液体会向下流动，进而重新流到熔炼腔内，从而避免熔炼形成的合金比例发生变化。

技术研发人员：皮金斌,毛志勇,毛圣华,黄剑荣
受保护的技术使用者：江西艾特磁材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17