本发明属于锻造领域，具体地说就是一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法，以解决目前的超高温软芯锻造研究中由于运送过程中试样温度太高，外部环境与人为因素复杂，无法精确控制锻造开始时材料固液相分数的问题。该装置包括气体保护加热炉、保温转运炉两大部件，气体保护加热炉和保温转运炉协同并部分独立，气体保护加热炉为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造。本发明可应用于软芯锻造实验，实现精确控制软芯锻造前材料的液相分数，可系统研究液相分数，锻造工艺对软芯锻造后材料微观组织，力学性能的影响等问题。
1.一种软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，该装置包括气体保护加热炉(13)、保温转运炉(14)两大部件，气体保护加热炉(13)和保温转运炉(14)协同并部分独立，气体保护加热炉(13)为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉(14)自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造，具体结构如下：气体保护加热炉(13)包括加热炉炉膛(1)、气体保护加热炉升降装置(2)、气体保护加热炉炉门(3)、气体过压保护阀门(6)、气体保护加热炉载物板(11)，以及电器部分、气氛保护部分，气体保护加热炉(13)上部设置加热炉炉膛(1)，加热炉炉膛(1)的底口设置气体保护加热炉炉门(3)，加热炉炉膛(1)的顶部设置气体过压保护阀门(6)，气体保护加热炉(13)的侧部设置气体保护加热炉升降装置(2)，气体保护加热炉(13)升降装置(2)与气体保护加热炉炉门(3)相对应，加热炉炉膛(1)的外部分别设置电器部分、气氛保护部分；
保温转运炉(14)包括保温转运炉炉膛(5)、保温转运炉取料车(7)、保温转运炉整体转运车(8)、取料车前后移行装置(9)、保温转运炉炉门(10)、保温转运炉升降装置(12)，保温转运炉(14)上部设置保温转运炉炉膛(5)，保温转运炉炉膛(5)的底口设置保温转运炉炉门(10)，保温转运炉整体转运车(8)上设置保温转运炉升降装置(12)于保温转运炉的侧部，保温转运炉升降装置(12)的上部与保温转运炉炉膛(5)相对应；保温转运炉炉膛(5)的下方设置可移动的保温转运炉取料车(7)，位于保温转运炉整体转运车(8)上；
使用时，保温转运炉的保温转运炉取料车(7)位于加热炉炉膛(1)的下部正中垂线位置，保温转运炉取料车(7)顶部设置气体保护加热炉载物板(11)，气体保护加热炉载物板(11)顶部设置气体保护加热炉炉门(3)，气体保护加热炉炉门(3)顶部设置试样(4)。
2.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，加热炉炉膛(1)采用氧化铝莫来纤维制品制造，加热炉炉膛(1)的保温部分采用高温含锆纤维针刺毯；加热炉炉膛(1)的底部垫块架高，以便发热体插到垫块以下部位；加热炉炉膛(1)采用型钢及冷板焊接而成，双层水冷结构，表面喷漆处理。
3.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，电器部分的温度控制系统采用温控仪表、PID调节，自动升温、保温、降温，具有超温、过流、断偶、超压报警功能；温度控制系统的主控系统采用触摸屏+监控，手动/自动控制转换；温度控制系统的执行器采用大功率模块一体化。
4.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，气氛保护部分采用二路独立控制进气，另配两路进气，急冷降温时开启；气氛保护部分，配有转子流量计控制保护性气体流量，配置真空泵、真空压力表、水冷密封法兰、阀门；气体保护加热炉采用氮气、氢气、氩气混合气保护加热，其中H2体积含量10％，具有气压过低报警设置，气压过高报警泄压功能。
5.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，气体保护加热炉升降装置(2)采用配套的减速机、丝杠、电机、直线轴承及光杠，上下行走，平稳可靠。
6.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，保温转运炉取料车(7)通过自动控制在保温转运炉整体转运车(8)上前后移行，保温转运炉(14)通过保温转运炉整体转运车(8)人工推动其送至后续锻造车间；气体保护加热炉炉门(3)及气体保护加热炉载物板(11)在保温转运炉取料车(7)上，与之精密配合。
7.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，保温转运炉炉膛(5)采用氧化铝莫来纤维制品制造，保温转运炉炉膛(5)的保温部分含锆纤维针刺毯；保温转运炉炉膛(5)采用型钢及冷板焊接而成，并做隔热处理。
8.按照权利要求1所述的软芯锻造用加热与运送装置，其特征在于，加热炉炉膛(1)采用硅钼棒加热，长期使用温度为1400-1600℃；保温转运炉炉膛(5)采用碳棒加热，长期使用温度在1100-1300℃，气体保护加热炉炉门(3)与保温转运炉炉门(10)的设计尺寸大小完全一致，加热炉炉膛(1)和保温转运炉炉膛(5)的有效尺寸在600-800mm×300-500mm×300-
9.一种权利要求1至8之一所述的软芯锻造用加热与运送装置的使用方法，其特征在于，在进行软芯锻造实验前对试样进行加热运送，气体保护加热炉(13)对样品进行加热保温后，由保温转运炉(14)对样品进行恒温运送至锻造车间，进行下一步软芯锻造，该方法包括如下步骤：
1)根据试样尺寸，将试样放在气体保护加热炉载物板(11)的正中对称位置处，此时气体保护加热炉处于空炉等待状态；
2)前推保温转运炉(14)，将气体保护加热炉炉门(3)及试样(4)送入气体保护加热炉的加热炉炉膛(1)下部正中垂线位置，气体保护加热炉升降装置(2)与气体保护加热炉载物板(11)的高度，水平方向上一致，启动气体保护加热炉升降装置(2)，升起气体保护加热炉炉门(3)，将试样(4)送入到加热炉炉膛(1)内部并封闭加热炉炉膛(1)，真空系统开启，待达到真空后关闭真空系统，通入保护性气体，之后设置程序进行加热保温；
3)待气体保护加热炉(13)加热保温工艺结束前0.5-2小时，开启保温转运炉炉膛(5)，将其加热至1100-1300℃，真空炉加热保温工艺结束后，开启气体过压保护阀门(6)平衡加热炉炉膛(1)内外气压，启动气体保护加热炉升降装置(2)下降，将气体保护加热炉炉门(3)及加热好的试样(4)稳放于保温转运炉取料车(7)上，并操纵保温转运炉升降装置(12)，将保温转运炉炉膛(5)升起至脱离保温转运炉炉门(10)上平面40-60mm的位置；
4)采用手动操作，将保温转运炉炉门(10)前移至加热炉炉膛(1)下部正中垂线位置，同时启动保温转运炉取料车前后移行装置(9)，使保温转运炉取料车(7)后移，将气体保护加热炉炉门(3)及试样(4)停放于保温转运炉炉膛(5)正中垂线位置，保温转运炉炉门(10)前移与保温转运炉取料车(7)向后移动的操作同时进行；
5)操作保温转运炉升降装置(12)，使保温转运炉炉膛(5)下降与气体保护加热炉炉门(3)上端面封合，气体保护加热炉炉门(3)上有加热后的试样(4)，对试样(4)进行1100-1300℃的保温，同时操作气体保护加热炉升降装置(2)，将保温转运炉炉门(10)升起以封闭气体保护加热炉的加热炉炉膛(1)底口，避免气体保护加热炉(13)的加热炉炉膛(1)内温度的骤降，保温转运炉炉门(10)的上升与保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)的下降以保温绝热试样(4)的操作同时进行；此时气体保护加热炉(13)处于降温状态，而保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)由于隔绝试样(4)的热辐射，能够在一定时间内使得试样维持初始温度；
6)推出保温转运炉(14)，将试样运送至锻造车间，待保温转运炉(14)到达锻造车间后，操作保温转运炉升降装置(12)，将保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)升起，操作保温转运炉取料车(7)前移，使得试样(4)脱出保温转运炉，以方便机械手抓取进行后续锻造过程。
10.按照权利要求9所述的软芯锻造用加热与运送装置的使用方法，其特征在于，试样(4)脱出保温转运炉(14)后，控制冷却时间来确定锻造前试样的液相分数，具体的时间节点由计算机模拟确定。
一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明属于锻造领域，具体地说就是一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法，可应用于软芯锻造实验，实现精确控制软芯锻造前材料的液相分数，可系统研究液相分数，锻造工艺对软芯锻造后材料微观组织，力学性能的影响等问题。
背景技术
[0002] 大型锻件一般由大型钢锭锻造而成。在钢锭内部，由于金属凝固收缩而不可避免地产生大量的显微缩孔和疏松缺陷，这些孔洞型缺陷弥散分布在钢锭心部，破坏材料的连续性，影响锻件的力学性能。同时，由于凝固过程的溶质再分配，凝固末端不但合金浓度高，而且往往富集低熔点物质和杂质元素，形成枝晶偏析，这种偏析在后续的锻造过程只能部分改善，不能完全消除，破坏材料的均质性，影响锻件的组织和性能。
[0003] 国内外一些经典的凝固理论和实验研究指出，钢锭中缩孔疏松缺陷的形成是一个形核、长大的过程。最早的微型疏松往往起源于夹杂物或气泡，在随后的冷却收缩过程中，这些微型疏松在拉应力的作用下急剧长大，形成疏松甚至缩孔、缩裂缺陷。如果能在疏松形成的早期也就是凝固的末期将其愈合，并在后续体积收缩过程中创造一个三向压应力的环境，将有望彻底抑制疏松缺陷的形成和扩展。近年来，在连铸坯制造领域发展出一种轻压下技术，这种技术是通过在连铸方/板坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。一方面可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面，轻压下所产生的挤压作用还可以促进液芯中心富集的溶质元素的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用。连铸坯的轻压下技术能够在一定程度上改善普碳钢和低合金钢坯的中心质量，但对于必须采用模铸方式生产的合金钢却无能为力。事实上，合金钢的凝固区间往往较宽，中心缩孔疏松、枝晶偏析等缺陷更为严重，更需要结合凝固和变形手段，消除或减轻钢坯的中心缺陷。基于此分析及生产实际，相关研究人员于近期开发一种针对消除缩孔疏松及偏析的全新锻造方法—超高温软芯锻造方法，首先将浇注后的钢锭带液芯超高温脱模，然后放置于保温车中均温并运送到锻压机，将钢锭带液芯实施高温保压锻造，使凝固末端树枝晶充分破碎，形成大量等轴晶组织，消除缩孔疏松，减轻枝晶偏析；最后，进行常规锻造，充分细化晶粒和组织。
[0004] 在目前进行超高温软芯锻造技术相关实验研究中，重点研究锻造变形时的液相分数对于材料组织的影响。但由于进行超高温软芯锻造的时候温度太高(接近1500℃)，在由加热炉到锻造压机的过程中外部环境复杂多变，人为因素众多，无法精确控制锻造开始时材料的固液相分数，使得该研究的科学性与重复性大大降低。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种软芯锻造用加热与运送配套装置及其使用方法，以解决目前的超高温软芯锻造研究中由于运送过程中试样温度太高，外部环境与人为因素复杂，无法精确控制锻造开始时材料的固液相分数的问题。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 一种软芯锻造用加热与运送装置，该装置包括气体保护加热炉(13)、保温转运炉(14)两大部件，气体保护加热炉(13)和保温转运炉(14)协同并部分独立，气体保护加热炉(13)为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉(14)自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造，具体结构如下：
[0008] 气体保护加热炉(13)包括加热炉炉膛(1)、气体保护加热炉升降装置(2)、气体保护加热炉炉门(3)、气体过压保护阀门(6)、气体保护加热炉载物板(11)，以及电器部分、气氛保护部分，气体保护加热炉(13)上部设置加热炉炉膛(1)，加热炉炉膛(1)的底口设置气体保护加热炉炉门(3)，加热炉炉膛(1)的顶部设置气体过压保护阀门(6)，气体保护加热炉(13)的侧部设置气体保护加热炉升降装置(2)，气体保护加热炉(13)升降装置(2)与气体保护加热炉炉门(3)相对应，加热炉炉膛(1)的外部分别设置电器部分、气氛保护部分；
[0009] 保温转运炉(14)包括保温转运炉炉膛(5)、保温转运炉取料车(7)、保温转运炉整体转运车(8)、取料车前后移行装置(9)、保温转运炉炉门(10)、保温转运炉升降装置(12)，保温转运炉(14)上部设置保温转运炉炉膛(5)，保温转运炉炉膛(5)的底口设置保温转运炉炉门(10)，保温转运炉整体转运车(8)上设置保温转运炉升降装置(12)于保温转运炉的侧部，保温转运炉升降装置(12)的上部与保温转运炉炉膛(5)相对应；保温转运炉炉膛(5)的下方设置可移动的保温转运炉取料车(7)，位于保温转运炉整体转运车(8)上；
[0010] 使用时，保温转运炉的保温转运炉取料车(7)位于加热炉炉膛(1)的下部正中垂线位置，保温转运炉取料车(7)顶部设置气体保护加热炉载物板(11)，气体保护加热炉载物板(11)顶部设置气体保护加热炉炉门(3)，气体保护加热炉炉门(3)顶部设置试样(4)。
[0011] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，加热炉炉膛(1)采用氧化铝莫来纤维制品制造，加热炉炉膛(1)的保温部分采用高温含锆纤维针刺毯；加热炉炉膛(1)的底部垫块架高，以便发热体插到垫块以下部位；加热炉炉膛(1)采用型钢及冷板焊接而成，双层水冷结构，表面喷漆处理。
[0012] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，电器部分的温度控制系统采用温控仪表、PID调节，自动升温、保温、降温，具有超温、过流、断偶、超压报警功能；温度控制系统的主控系统采用触摸屏+监控，手动/自动控制转换；温度控制系统的执行器采用大功率模块一体化。
[0013] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，气氛保护部分采用二路独立控制进气，另配两路进气，急冷降温时开启；气氛保护部分，配有转子流量计控制保护性气体流量，配置真空泵、真空压力表、水冷密封法兰、阀门；气体保护加热炉采用氮气、氢气、氩气混合气保护加热，其中H2体积含量10％，具有气压过低报警设置，气压过高报警泄压功能。
[0014] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，气体保护加热炉升降装置(2)采用配套的减速机、丝杠、电机、直线轴承及光杠，上下行走，平稳可靠。
[0015] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，保温转运炉取料车(7)通过自动控制在保温转运炉整体转运车(8)上前后移行，保温转运炉(14)通过保温转运炉整体转运车(8)人工推动其送至后续锻造车间；气体保护加热炉炉门(3)及气体保护加热炉载物板(11)在保温转运炉取料车(7)上，与之精密配合。
[0016] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，保温转运炉炉膛(5)采用氧化铝莫来纤维制品制造，保温转运炉炉膛(5)的保温部分含锆纤维针刺毯；保温转运炉炉膛(5)采用型钢及冷板焊接而成，并做隔热处理。
[0017] 所述的软芯锻造用加热与运送装置，加热炉炉膛(1)采用硅钼棒加热，长期使用温度为1400-1600℃；保温转运炉炉膛(5)采用碳棒加热，长期使用温度在1100-1300℃，气体保护加热炉炉门(3)与保温转运炉炉门(10)的设计尺寸大小完全一致，加热炉炉膛(1)和保温转运炉炉膛(5)的有效尺寸在600-800mm×300-500mm×300-500mm。
[0018] 所述的软芯锻造用加热与运送装置的使用方法，在进行软芯锻造实验前对试样进行加热运送，气体保护加热炉(13)对样品进行加热保温后，由保温转运炉(14)对样品进行恒温运送至锻造车间，进行下一步软芯锻造，该方法包括如下步骤：
[0019] 1)根据试样尺寸，将试样放在气体保护加热炉载物板(11)的正中对称位置处，此时气体保护加热炉处于空炉等待状态；
[0020] 2)前推保温转运炉(14)，将气体保护加热炉炉门(3)及试样(4)送入气体保护加热炉的加热炉炉膛(1)下部正中垂线位置，气体保护加热炉升降装置(2)与气体保护加热炉载物板(11)的高度，水平方向上一致，启动气体保护加热炉升降装置(2)，升起气体保护加热炉炉门(3)，将试样(4)送入到加热炉炉膛(1)内部并封闭加热炉炉膛(1)，真空系统开启，待达到真空后关闭真空系统，通入保护性气体，之后设置程序进行加热保温；
[0021] 3)待气体保护加热炉(13)加热保温工艺结束前0.5-2小时，开启保温转运炉炉膛(5)，将其加热至1100-1300℃，真空炉加热保温工艺结束后，开启气体过压保护阀门(6)平衡加热炉炉膛(1)内外气压，启动气体保护加热炉升降装置(2)下降，将气体保护加热炉炉门(3)及加热好的试样(4)稳放于保温转运炉取料车(7)上，并操纵保温转运炉升降装置(12)，将保温转运炉炉膛(5)升起至脱离保温转运炉炉门(10)上平面40-60mm的位置；
[0022] 4)采用手动操作，将保温转运炉炉门(10)前移至加热炉炉膛(1)下部正中垂线位置，同时启动保温转运炉取料车前后移行装置(9)，使保温转运炉取料车(7)后移，将气体保护加热炉炉门(3)及试样(4)停放于保温转运炉炉膛(5)正中垂线位置，保温转运炉炉门(10)前移与保温转运炉取料车(7)向后移动的操作同时进行；
[0023] 5)操作保温转运炉升降装置(12)，使保温转运炉炉膛(5)下降与气体保护加热炉炉门(3)上端面封合，气体保护加热炉炉门(3)上有加热后的试样(4)，对试样(4)进行1100-1300℃的保温，同时操作气体保护加热炉升降装置(2)，将保温转运炉炉门(10)升起以封闭气体保护加热炉的加热炉炉膛(1)底口，避免气体保护加热炉(13)的加热炉炉膛(1)内温度的骤降，保温转运炉炉门(10)的上升与保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)的下降以保温绝热试样(4)的操作同时进行；此时气体保护加热炉(13)处于降温状态，而保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)由于隔绝试样(4)的热辐射，能够在一定时间内使得试样维持初始温度；
[0024] 6)推出保温转运炉(14)，将试样运送至锻造车间，待保温转运炉(14)到达锻造车间后，操作保温转运炉升降装置(12)，将保温转运炉(14)的保温转运炉炉膛(5)升起，操作保温转运炉取料车(7)前移，使得试样(4)脱出保温转运炉，以方便机械手抓取进行后续锻造过程。
[0025] 所述的软芯锻造用加热与运送装置的使用方法，试样(4)脱出保温转运炉(14)后，控制冷却时间来确定锻造前试样的液相分数，具体的时间节点由计算机模拟确定。
[0026] 本发明的软芯锻造用加热与运送装置与现有技术相比，具有以下优点和独特之处：
[0027] 1、采用本发明设计出的软芯锻造加热与运送装置，能够精确定量控制运送的软芯锻造用试样的固液相分数，大大提高该研究的科学性与可重复性。并结合所发明的装置，提出一种基于软芯锻造用加热与运送装置的使用方法。
[0028] 2、本发明在结构上易于组装，安装简便，可实现试样尺寸在400mm×400mm×700mm内，重量在450kg内的软芯锻造实验，相比于传统实验室级别的实验大大增加试样的尺寸，接近实际工业生产，且相比于实际工业生产，能够精确的控制软芯锻造前试样的固液相分数，在操作上由机械装置控制，简单方便，可远离高温试样进行实验的操作，保证实验人员的人身安全问题；在测试上实验的可靠性，稳定性和可控性较高，可避免人为的失误而引起实验结果出现波动的现象发生；测试结果精确可靠，可准确研究变形时的固液相分数对材料组织，力学性能的影响。综上所述，本发明对采用软芯锻造技术研究不同固液相分数对材料组织，力学性能等的影响具有重要的方法指导和应用价值。
[0029] 3、本发明所述的装置和使用方法不仅可以用在实验室级别研究，也可以用在工业生产上进行相关生产及试验。
附图说明
[0030] 图1为软芯锻造用加热与运送装置主要结构示意图；其中，(a)气体保护加热炉主视图；(b)保温转运炉主视图；(c)气体保护加热炉与保温转运炉配套侧视图；
[0031] 图2为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(1)中，气体保护加热炉处空炉等待状态，将试样放置在加热炉炉门载物板正中对称位置(侧视图)；
[0032] 图3为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(2)中，保温转运炉前推，使用升降装置升起炉门，将试样送入到炉体中，开始加热保温(侧视图)；
[0033] 图4为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(3)中，保温转运炉预加热到1100-1300℃，加热炉炉门下降至保温转运炉取料车上，保温转运炉炉膛上升至离开保温转运炉炉门40-60mm(侧视图)；
[0034] 图5为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(4)中，使用前后移行装置，使保温转运炉炉门前移，保温转运炉取料车分别同时后移至气体保护加热炉体下部正中垂线及保温转运炉炉膛下部正中垂线位置(侧视图)；
[0035] 图6为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(5)中，使用保温转运炉升降装置，使保温转运炉炉膛快速下降对试样进行保温，同时升起保温转运炉炉门封闭气体保护加热炉炉口以避免温度骤降(侧视图)；
[0036] 图7-图8为软芯锻造用加热与运送装置使用方法步骤(6)中，推出保温转运炉到锻造车间，使用保温转运炉升降装置，将保温转运炉快速升起，操作保温转运炉取料车前后移行装置使取料车前移，试样脱出保温转运炉，机械手抓取进行后续锻造过程(侧视图)；
[0037] 图中：1-加热炉炉膛；2-气体保护加热炉升降装置；3-气体保护加热炉炉门；4-试样；5-保温转运炉炉膛；6-气体过压保护阀门；7-保温转运炉取料车；8-保温转运炉整体转运车；9-取料车前后移行装置；10-保温转运炉炉门；11-气体保护加热炉载物板；12-保温转运炉升降装置；13-气体保护加热炉；14-保温转运炉；15-机械手；A-前推保温转运炉；B-升起气体保护加热炉炉门；C-升起保温转运炉炉膛；D-气体保护加热炉炉门下降至保温转运炉取料车；E-保温转运炉炉门前移；F-保温转运炉取料车后移；G-下降保温转运炉炉膛进行保温；H-升起保温转运炉炉门封闭底口；I-推出保温转运炉；J-升起保温转运炉炉膛；K-前移保温转运炉取料车。
具体实施方式
[0038] 下面结合附图及实施例详述本发明。
[0039] 如图1所示，本发明软芯锻造用加热与运送装置包括气体保护加热炉13、保温转运炉14两大部件，气体保护加热炉13和保温转运炉14协同并部分独立，具体结构如下：
[0040] 气体保护加热炉13主要包括加热炉炉膛1、气体保护加热炉升降装置2、气体保护加热炉炉门3、气体过压保护阀门6、气体保护加热炉载物板11，以及电器部分、气氛保护部分，气体保护加热炉上部设置加热炉炉膛1，加热炉炉膛1的底口设置气体保护加热炉炉门3，加热炉炉膛1的顶部设置气体过压保护阀门6，气体保护加热炉的侧部设置气体保护加热炉升降装置2，气体保护加热炉升降装置2与气体保护加热炉炉门3相对应，加热炉炉膛1的外部分别设置电器部分、气氛保护部分。使用时，保温转运炉14的保温转运炉取料车7位于加热炉炉膛1的下部正中垂线位置，保温转运炉取料车7顶部设置气体保护加热炉载物板
11，气体保护加热炉载物板11顶部设置气体保护加热炉炉门3，气体保护加热炉炉门3顶部设置试样4。
[0041] 其中，加热炉炉膛1采用氧化铝莫来纤维制品制造，具有使用温度高、寿命长、耐急冷、热性能好等特点。加热炉炉膛1的保温部分采用高温含锆纤维针刺毯，其使用温度高，保温效果好(可加高温涂层)。使用时，将加热炉炉膛1的底部垫块架高，以便发热体插到垫块以下部位。电器部分的温度控制系统采用温控仪表、PID调节，自动升温、保温、降温，具有超温、过流、断偶、超压报警等功能。温度控制系统的主控系统采用触摸屏+监控，可手动/自动控制转换。温度控制系统的执行器采用大功率模块一体化，长期工作稳定可靠、故障率低，维修费用低。气氛保护部分采用二路独立控制进气(炉内预热)，另配两路进气，需要急冷降温时开启。另外，所述的气氛保护部分，配有转子流量计控制保护性气体流量，配置真空泵(8～15L)、真空压力表、水冷密封法兰、阀门等。气体保护加热炉升降装置2采用减速机、丝杠、电机、直线轴承及光杠，上下行走，平稳可靠。气体保护加热炉的加热炉炉膛1采用型钢及冷板焊接而成，双层水冷结构，表面喷漆处理，并与电器组合成一体，占地空间较小。加热炉炉膛1的双层炉套结构、平均表面温升小于55℃，加热炉炉膛1的炉门上下移动配有专用的升降装置。
[0042] 保温转运炉14主要包括保温转运炉炉膛5、保温转运炉取料车7、保温转运炉整体转运车8、取料车前后移行装置9、保温转运炉炉门10、保温转运炉升降装置12等，保温转运炉上部设置保温转运炉炉膛5，保温转运炉炉膛5的底口设置保温转运炉炉门10，保温转运炉整体转运车8上设置保温转运炉升降装置12于保温转运炉的侧部，保温转运炉升降装置12的上部与保温转运炉炉膛5相对应；保温转运炉炉膛5的下方设置可移动的保温转运炉取料车7于保温转运炉整体转运车8上。
[0043] 保温转运炉取料车7可自动控制在保温转运炉整体转运车8上前后移行，气体保护加热炉炉门3及气体保护加热炉载物板11在保温转运炉取料车7上，可与之精密配合。保温转运炉炉膛5采用氧化铝莫来纤维制品制造，保温转运炉炉膛5的保温部分采用高温含锆纤维针刺毯，可有效减少温度损失，保温转运炉炉膛5上下移动配有专用的保温转运炉升降装置12。保温转运炉炉膛5采用型钢及冷板焊接而成，并做隔热处理，可人工推动其送至后续锻造车间。
[0044] 加热炉炉膛1采用高强硅钼棒加热，长期使用温度为1400-1600℃；保温转运炉炉膛5采用碳棒加热，长期使用温度在1100-1300℃，气体保护加热炉炉门3与保温转运炉炉门10的设计尺寸大小完全一致，加热炉炉膛1和保温转运炉炉膛5的有效尺寸在600-800mm×
300-500mm×300-500mm。
[0045] 气体保护加热炉13采用氮气、氢气、氩气混合气(其中，H2体积含量10％)保护加热，具有气压过低报警设置，气压过高报警泄压功能。气体保护加热炉13为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉14可自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造。
[0046] 如图1-图8所示，本发明软芯锻造用加热与运送装置的使用方法，气体保护加热炉对样品进行加热保温后，由保温转运炉对样品进行恒温运送至锻造车间，进行下一步软芯锻造。在进行软芯锻造实验前的加热运送过程，该方法包括如下步骤：
[0047] 1)如图2所示，气体保护加热炉13与保温转运炉14相对，保温转运炉取料车7顶部设置气体保护加热炉载物板11，气体保护加热炉载物板11顶部设置气体保护加热炉炉门3，气体保护加热炉炉门3顶部设置试样4。根据试样尺寸，将试样4放在气体保护加热炉载物板11的正中对称位置处，此时气体保护加热炉处于空炉等待状态，试样如果是高径比较大的试样，尽量使其卧倒在载物板上以保证后续升降，运送过程中的平稳。
[0048] 2)如图3所示，前推保温转运炉(A)，将气体保护加热炉炉门3及试样4送入气体保护加热炉的加热炉炉膛1下部正中垂线位置，气体保护加热炉升降装置2上气体保护加热炉载物板11的高度，水平方向上一致，启动气体保护加热炉升降装置2，升起气体保护加热炉炉门3(B)，将试样4送入到加热炉炉膛1内部并封闭加热炉炉膛1，真空系统开启，待达到预定真空(约10-3Tor)后关闭真空系统，通入保护性气体，之后设置程序进行加热保温。
[0049] 3)如图4所示，待气体保护加热炉加热保温工艺结束前0.5-2小时，开启保温转运炉炉膛5，将其加热至1100-1300℃，真空炉加热保温工艺结束后，开启气体过压保护阀门6平衡加热炉炉膛1内外气压，启动气体保护加热炉升降装置2下降，气体保护加热炉炉门下降至保温转运炉取料车(D)，将气体保护加热炉炉门3及加热好的试样4稳放于保温转运炉取料车7上，并操纵保温转运炉升降装置12，升起保温转运炉炉膛5(C)至脱离保温转运炉炉门10上平面40-60mm的位置。
[0050] 4)如图5所示，采用手动操作，将保温转运炉炉门10前移(E)至加热炉炉膛1下部正中垂线位置，同时启动保温转运炉取料车前后移行装置9，使保温转运炉取料车7后移(F)，将气体保护加热炉炉门3及试样4停放于保温转运炉炉膛5正中垂线位置，保温转运炉炉门10前移与保温转运炉取料车7向后移动的操作同时进行。
[0051] 5)如图6所示，操作保温转运炉升降装置12，使保温转运炉炉膛5快速下降与气体保护加热炉炉门3上端面(气体保护加热炉炉门3上有加热后的试样4)封合，对试样4进行1100-1300℃的保温，同时操作气体保护加热炉升降装置2，将保温转运炉炉门10升起以封闭气体保护加热炉的加热炉炉膛1底口(H)，避免气体保护加热炉的加热炉炉膛1内温度的骤降，保温转运炉炉门10的上升与保温转运炉的保温转运炉炉膛5下降(G)以保温绝热试样
4的操作同时进行。此时气体保护加热炉13处于降温状态，而保温转运炉的保温转运炉炉膛
5由于隔绝试样4的热辐射，能够在一定时间内使得试样维持初始温度。
[0052] 6)如图7和图8所示，推出保温转运炉14(I)，将试样4运送至锻造车间，待保温转运炉14到达锻造车间后，操作保温转运炉升降装置12，将保温转运炉14的保温转运炉炉膛5升起(J)，操作保温转运炉取料车7前移(K)，使得试样4脱出保温转运炉，以方便机械手15抓取进行后续锻造过程。
[0053] 试样4脱出保温转运炉后，控制冷却时间来确定锻造前试样得液相分数，具体的时间节点由计算机模拟确定。
[0054] 本实施例中，所述的“软芯锻造”是指中国发明专利申请：一种钢锭超高温软芯锻造方法(公开号CN105268884A)。
[0055] 实施例结果表明，本发明可应用于软芯锻造实验，实现精确控制软芯锻造前材料的液相分数，可系统研究液相分数，锻造工艺等对软芯锻造后材料微观组织、力学性能等影响。
