專利名稱：真空感應熔煉爐的筑爐方法
技術領域：
本發明涉及ー種真空感應熔煉爐的筑爐方法，屬于制備儲氫合金的技術領域。
背景技術：
目前，真空感應熔煉爐普遍存在單個坩堝使用壽命不高、有效資源浪費的現象。真空感應熔煉爐坩堝的使用壽命除與坩堝的自身材料有關外，與筑爐及烘爐的エ藝方法也密切相關，筑爐對所使用的耐火材料的材質、耐火材料的放置位置及放置順序要求高，烘爐時采用高功率加熱，易縮短熔煉爐坩堝的使用壽命。

發明內容
本發明的目的是提供ー種真空感應熔煉爐的筑爐方法，其可以提高熔煉爐坩堝的 使用壽命、降低材料成本、節約資源。為此，本發明提供了ー種真空感應熔煉爐的筑爐方法，其筑爐方法步驟如下(I)將預先混合均勻好的打爐料分層放進感應線圈底部，每層搗實數遍，直至打結實后的打爐料的上層面與爐ロ的距離與坩堝高度一致；(2)將坩堝吊入感應線圏內，放置在感應線圈的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應線圈的距離相等，且坩堝開ロ處與爐嘴ロ對正；(3)將打爐料分層均勻地填充在感應線圈與坩堝的間隙內，每層搗實數遍；(4)當搗制后的打爐料離線圈ロ預定距離時，用濕打爐料填充，最后，在濕打爐料的上層表面設置一系列排氣孔；(5)用濕打爐料將爐嘴與坩堝ロ連接起來。優選地，所使用的打爐料為電熔鎂砂；每層的厚度為70 80mm ;至少搗實3遍；用平錘搗實；用工具扎排氣孔；濕打爐料以打爐料與水玻璃按8 : I 9 : I的比例混合調制而成；所述預定距離為190 210mm ;和/或,所述一系列排氣孔為繞打爐料ー圈姆隔80 IOOmm設置一個排氣孔，軸向深度140 150mm。優選地，電熔鎂砂的MgO的含量為95%以上；所述預定距離為200mm ;濕打爐料以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調制而成；和/或,繞打爐料的一圈姆隔IOOmm設置ー個排氣孔，排氣孔的深度為150mm。優選地，繞打爐料的一圈設置的排氣孔與相鄰圈設置的排氣孔之間的徑向距離為IOOmm0優選地，進ー步地，先在坩堝底部加墊，然后將石墨芯懸置在坩堝中心；通過先小功率預熱、中功率加熱、再大功率加熱，然后改小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結牢固；通過抽真空驗證爐內的真空壓カ；最后，熔煉爐內的壓カ恢復至常壓狀態，打開爐門和爐蓋，取出石墨芯。優選地，以30 50KW功率預熱2 3小時，40 60KW功率加熱3 4小時，50 70KW功率加熱2 3小時，然后，將功率調至30 50KW進行降溫，同時將熔煉爐合爐抽真空，降溫I I. 5小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內壓カ恢復至常壓，開爐取出石墨芯。優選地，以40kW功率預熱2小時，50kW功率加熱3小時，60kW功率加熱2小時，然后，將功率調至40kW進行降溫，同時，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內的壓カ恢復至常壓，開爐取出石墨芯。優選地，所述加墊為與坩堝材質相同的耐火材料；和/或，所述石墨芯為圓柱形實體，直徑350 450mm,高120 140cm,所述石墨芯上有一橫穿的小孔,所述小孔距離石墨芯的上端250 300mm。優選地，所述加墊為廢坩堝材料；所述小孔的孔徑為25 35mm ;和/或，所述石墨芯的直徑400_、高135cm。優選地，所述石墨芯上有一橫穿的小孔，孔徑為30mm，孔距石墨芯的上端300mm。 根據本發明，可以提高熔煉爐坩堝的使用壽命10爐以上，節約了資源，降低了材料成本。


圖I為根據本發明的真空感應熔煉爐筑爐后的截面圖。圖2為根據本發明的真空感應熔煉爐筑爐系統的結構圖。
具體實施例方式在圖I中，附圖標記I表示打爐料，附圖標記2表示感應線圈，附圖標記3表示;t甘堝，附圖標記4表示打爐料與水玻璃的混合物，附圖標記5表示石墨芯，附圖標記6表示爐體底部，附圖標記D表不i甘禍的聞度，附圖標記d表不濕打爐料填充的聞度。如圖2所示，根據本發明的真空感應熔煉爐的筑爐系統100，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述筑爐系統包括打爐料注入裝置10，其包括注入量控制器11、注入搗實器12、和注入總高度控制器13，該打爐料注入裝置10是將預先混合均勻好的打爐料分層注入感應線圈2底部的裝置，并且通過搗實器使每層搗實數遍，注入量控制器控制每層的厚度，而注入總高度控制器使得打結實后的打爐料的上層面與爐ロ的距離與坩堝3高度一致；坩堝吊裝與定位裝置20，其坩堝吊入感應線圈2內，放置在感應線圈2的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應線圈2的距離相等，且坩堝開ロ處與爐嘴ロ 21對正；打爐料填充裝置30，其包括填充量控制器31、填充搗實器32、和填充總高度控制器33，該打爐料填充裝置是將打爐料分層均勻地填充在感應線圈與坩堝的間隙內的裝置，并且通過填充搗實器使每層搗實數遍，填充量控制器控制每層的厚度，而填充總高度控制器使得經搗制的打爐料離線圈ロ預定距離d ；濕打爐料填充裝置40，其當搗制后的打爐料離線圈ロ預定距離時，用濕打爐料繼續填充感應線圈與坩堝的間隙；濕打爐料扎孔裝置50，其在濕打爐料的上層表面上設置一系列的排氣孔；爐嘴與坩堝ロ密封裝置60，其通過濕打爐料連接爐嘴與坩堝ロ。在根據本發明的筑爐中，使用含95%以上MgO的電熔鎂砂做為打爐料I ;而在在根據本發明的烘爐中，使用直徑400mm、高135cm的圓柱實體石墨芯5做為加熱體,石墨芯5上有一橫穿的小孔，孔徑為30mm,孔距石墨芯5的上端300mm。“橫穿的小孔”做吊裝用，目的是使石墨芯懸置在坩堝內，而石墨芯的尺寸是根據坩堝的尺寸而定，直徑小于坩堝的直徑，小孔距石墨芯下端的高度小于坩堝內壁的高度；小孔的尺寸依吊裝工具而定，使吊裝工具穿入即可。在一個實施例中，筑爐方法的具體步驟如下(I)將預先混合均勻好的打爐料I放進感應線圈2的底部，每70 80mm厚即用平錘搗實，每次至少搗3遍，打結實后的打爐料I的上層面與爐ロ的距離要與坩堝3的高度D
—致。·(2)將坩堝3吊入感應線圈2內，放置在感應線圈2的中心位置處，使坩堝3的外壁四周與感應線圈2的距離相等，且坩堝3的開ロ處需與爐嘴ロ對正。(3)將打爐料I均勻填充在感應線圈2與坩堝3的間隙內，每次只能填充70 80mm厚,然后用平錘搗實,姆次至少搗三遍。(4)當搗制后的打爐料I離線圈ロ的距離d達到200mm時，需用濕打爐料4填充，濕打爐料4是以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調制而成。最后，繞濕打爐料4的一圈姆隔IOOmm用工具扎ー個排氣孔,軸向深度150mm。濕打爐料4填充后的上層面為孔的插入點，孔深度的方向為軸向，孔深度的選擇并不要求扎透，孔的直徑為2-3_，扎孔的目的主要是為了讓填充好的濕打爐料內部的封閉氣泡盡可能消失，防止在烘爐過程中，加熱造成打爐料內部氣壓過大而引起破裂。扎孔是一個有效的預防措施。(5)在熔煉爐導流槽的側面及底部涂抹水玻璃，把攪拌好的物料放入爐嘴不銹鋼槽內，將爐嘴放平，爐嘴應對準澆ロ，使用攪拌好的物料將爐嘴與坩堝ロ連接起來。簡言之，將爐嘴放入熔煉爐上固定好的區域內，使爐嘴對準坩堝ロ，并用濕打爐料連接爐嘴與坩堝ロ。坩堝用來容納物料，而熔煉爐是執行加熱、抽真空、充入氣體等所有エ藝操作的設備。熔煉物料時，這兩者缺ー不可，在“用熔煉爐熔煉物料”中，熔煉爐是包括坩堝在內的一個統稱。坩堝ロ是ー個U型結構，爐嘴兩邊側面是直角梯形結構，底部是ー個弧形結構，而前后兩端為大小不同的U型結構，其中尺寸較大的U型與坩堝ロ的U型相吻合而與坩堝ロ相連接。在另外ー個實施例中，搗制后的打爐料在離線圈ロ的距離d達到190 210mm時，用濕打爐料4填充，濕打爐料是將打爐料與水玻璃按8 : I 9 : I的比例混合調制而成。最后，繞打爐料一圈姆隔80 IOOmm用工具扎ー個排氣孔,深度140 150mm。優選地，所述的筑爐方法中使用的打爐料為電熔鎂砂，主要成分為MgO，含量為95%以上。在一個實施例中，烘爐方法的具體步驟如下(I)先在坩堝3的底部放幾塊廢坩堝材料，然后，將石墨芯放置在坩堝到中心，石墨芯5不要與坩堝3的底部和坩堝壁直接接觸。坩堝底部放入廢坩堝材料，也可以放入與坩堝材質相同的其他耐火材料，目的是進ー步保證石墨芯不與坩堝底部直接接觸，直接接觸會在大功率加熱時燙壞坩堝。(2)以40kW功率預熱2小時，50kW功率加熱3小時，60kW功率加熱2小時，然后，將功率調至40kW進行降溫，同時，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內的壓カ恢復至常壓，開爐取出石墨芯5。“熔煉爐合爐”是指熔煉爐的爐蓋、爐門等關閉，使熔煉爐爐體處于封閉的狀態。在另外ー個實施例中，30 50kW功率預熱2 3小時，40 60kW功率加熱3 4小吋，50 70kW功率加熱2 3小時，然后，將功率調至30 50kW進行降溫，同吋，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I I. 5小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內壓カ恢復至常壓，開爐取出石墨芯。優選地,所述烘爐方法中使用的石墨芯為圓柱實體,直徑350 450mm,高120 140cm,石墨芯上有一橫穿的小孔，孔徑為25 35mm,孔距石墨芯上端250 300mm。

通過先小功率預熱、中功率加熱、再大功率加熱，然后，小功率降溫，前3步緩慢加功率、后I步降低功率是為了使打爐料與新坩堝在溫度作用下粘結牢固。抽真空是為了檢查爐內的真空壓カ是否在正常范圍。最后，熔煉爐爐內壓力恢復至常壓狀態，爐門、爐蓋等才能打開取出石墨芯。至此，烘爐結束。
權利要求
1.一種真空感應熔煉爐的筑爐方法，尤其是，用于制備儲氫合金，其特征在于，所述筑爐方法的主要實施步驟如下 (1)將預先混合均勻好的打爐料分層放進感應線圈底部，每層搗實數遍，直至打結實后的打爐料的上層面與爐口的距離與坩堝高度一致； (2)將坩堝吊入感應線圈內，放置在感應線圈的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應線圈的距離相等，且坩堝開口處與爐嘴口對正； (3)將打爐料分層均勻地填充在感應線圈與坩堝的間隙內，每層搗實數遍； (4)當搗制后的打爐料離線圈口預定距離時，用濕打爐料填充，最后，在濕打爐料的上層表面設置一系列排氣孔； (5)用濕打爐料將爐嘴與坩堝口連接起來。
2.如權利要求I所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，所使用的打爐料為電熔鎂砂；每層的厚度為70 80mm;至少搗實3遍；用平錘搗實；用工具扎排氣孔；濕打爐料以打爐料與水玻璃按8 r9 I的比例混合調制而成；所述預定距離為190 210mm;和/或，所述一系列排氣孔為繞打爐料一圈每隔80 IOOmm設置一個排氣孔,軸向深度140 150mm。
3.如權利要求2所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，電熔鎂砂的MgO的含量為95%以上；所述預定距離為200mm ;濕打爐料以每IOOkg打爐料配12kg水玻璃的比例混合調制而成；和/或，繞打爐料的一圈每隔IOOmm設置一個排氣孔,排氣孔的深度為150mm。
4.如權利要求2或3所述的筑爐方法，其特征在于，繞打爐料的一圈設置的排氣孔與相鄰圈設置的排氣孔之間的徑向距離為100mm。
5.如權利要求I所述的筑爐方法，其特征在于，進一步地，先在坩堝底部加墊，然后將石墨芯懸置在坩堝中心；通過先小功率預熱、中功率加熱、再大功率加熱，然后改小功率降溫，以使打爐料與坩堝粘結牢固；通過抽真空驗證爐內的真空壓力；最后，熔煉爐內的壓力恢復至常壓狀態，打開爐門和爐蓋，取出石墨芯。
6.如權利要求5所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，以30 50KW功率預熱2 3小時，40 60KW功率加熱3 4小時，50 70KW功率加熱2 3小時，然后，將功率調至30 50KW進行降溫，同時將熔煉爐合爐抽真空，降溫I I. 5小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內壓力恢復至常壓，開爐取出石墨芯。
7.如權利要求5所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，以40kW功率預熱2小時，50kff功率加熱3小時，60kW功率加熱2小時，然后，將功率調至40kW進行降溫，同時，將熔煉爐合爐抽真空，降溫I小時后，將功率調至零，0. 5 I小時后，將熔煉爐內的壓力恢復至常壓，開爐取出石墨芯。
8.如權利要求5所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，所述加墊為與坩堝材質相同的耐火材料；和/或，所述石墨芯為圓柱形實體，直徑350 450mm,高120 140cm,所述石墨芯上有一橫穿的小孔，所述小孔距離石墨芯的上端250 300mm。
9.如權利要求8所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，所述加墊為廢坩堝材料；所述小孔的孔徑為25 35mm ;和/或，所述石墨芯的直徑400mm、高135cm。
10.如權利要求8所述的筑爐方法，其特征在于，優選地，所述石墨芯上有一橫穿的小孔，孔徑為30mm,孔距石墨芯的上端300mm。
全文摘要
一種真空感應熔煉爐的筑爐方法，步驟如下將預先混合均勻好的打爐料分層放進感應線圈底部，每層搗實數遍，直至打結實后的打爐料的上層面與爐口的距離與坩堝高度一致；將坩堝吊入感應線圈內，放置在感應線圈的中心位置處，使坩堝外壁四周與感應線圈的距離相等，且坩堝開口處與爐嘴口對正；將打爐料分層均勻地填充在感應線圈與坩堝的間隙內，每層搗實數遍；當搗制后的打爐料離線圈口預定距離時，用濕打爐料填充，最后，在濕打爐料的上層表面設置一系列排氣孔；用濕打爐料將爐嘴與坩堝口連接起來。本發明可以提高熔煉爐坩堝的使用壽命、降低材料成本、節約資源。
文檔編號F27D1/16GK102788510SQ20121029893
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者任權兵, 馮蘭, 李成德, 郭庭輝 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司