專利名稱：一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金精煉設(shè)備，具體為一種鎂合金熔池式坩堝 電阻爐。 技術(shù)背景近年來，鎂合金己是一種具有開發(fā)和應(yīng)用潛力的新型材料，具有 比強度和比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、兼有良好的阻尼減震和電磁屏蔽性能；同時切削加工性能優(yōu)良、鑄造性能好、易回收利用等系列優(yōu)點， 隨著加工技術(shù)的突破和價格的大幅度下降，鎂合金已越來越多的被用 于各種領(lǐng)域。鑒于鎂合金的種種優(yōu)點，鎂材料生產(chǎn)企業(yè)也在日益增多。中國是 世界上鎂資源大國，鎂產(chǎn)量已占全球的(70 80) %，然而卻不是鎂 工業(yè)強國，工藝和設(shè)備的開發(fā)水平與國際先進水平相比差距甚大，而 且由于鎂合金化學性質(zhì)活潑，屬易燃易爆材料，針對鎂合金種種特殊 要求目前市場上能滿足這種要求的生產(chǎn)設(shè)備卻有待開發(fā)，這也是阻礙 我國鎂合金生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的一個重要因素。鎂合金中含有的金屬和非金屬雜質(zhì)會嚴重影響鎂合金的品質(zhì)及產(chǎn) 品的可靠性，因此鎂必需進行精煉處理，精煉的目的是消除合金中的 非金屬夾雜物和溶解的氣體，以獲得較純的金屬，從而提高鎂合金的 的機械性能和耐蝕性能。在鎂合金精煉過程中，有如下幾個重要步驟一、 除氣和除夾雜物除氣的目的在于排除合金中的氣體，這些 氣體和夾雜物在一定條件下增加了鑄件的疏松性，鎂合金性能會因此 而嚴重降低。二、 溫度的控制合理有效的溫度控制也是實現(xiàn)良好鎂合金性能 的重要因素。三、 氣氛的保護鎂合金屬于易燃易爆金屬材料，氣氛的保護可 防止燃燒和有效控制鎂的燒損范圍。 目前鎂合金熔體的精煉方法在工業(yè)上通常采用溶劑精煉法處理， 這種溶劑可將夾雜物吸附或與其它高熔點雜質(zhì)形成高熔點金屬中間化 合物而沉降于爐底。這些難熔雜質(zhì)在鎂合金中的溶解度小，熔點也高， 且比重比鎂大，這種方法雖然可將合金中的可熔雜質(zhì)去掉，但不排除 對熔體的二次污染，更為重要的是夾雜物吸附和沉淀需要較長的時間， 而且采用溶劑精煉法不能有效除氣，同時導(dǎo)致氣體保護困難、耗費量 大、工藝步驟繁瑣，大大降低了生產(chǎn)效率。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠連續(xù)運行并可自動控 制溫度從而達到精煉目的、能夠節(jié)省能耗、對操作者提供了安全可靠 的保護措施的、適用于鎂合金生產(chǎn)所使用的鎂合金熔池式塒堝電阻爐本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明包括爐體、設(shè)置在爐體內(nèi)的池形坩堝、設(shè)置在池形坩堝上 的進料裝置和定量輸出泵，在池形坩堝內(nèi)由隔板隔置成兩個或兩個以 上的相連通的室，其特征在于在爐體內(nèi)壁上設(shè)置有呈上下分立的兩個 為一組的加熱模塊，其中和池形坩堝前后端相對應(yīng)的爐體左右內(nèi)壁上 分別設(shè)置有一組呈上下分立的二個側(cè)面加熱模塊，和池形坩堝兩個側(cè) 端相對應(yīng)的爐體前后內(nèi)壁上分別設(shè)置有和池形坩堝內(nèi)兩個或兩個以上 室的位置相對應(yīng)的兩組或兩組以上的正面加熱模塊。本發(fā)明在池形坩堝內(nèi)由前向后通過設(shè)置的一室隔板、二室隔板和 三室隔板將池形坩堝分設(shè)成加料室、 一級精煉室、二級精煉室和澆鑄 室，在爐體前后內(nèi)壁上分別和池形坩堝內(nèi)的加料室和一級精煉室、二 級精煉室、澆鑄室位置相對應(yīng)，設(shè)置有三組正面加熱模塊。本發(fā)明在池形坩堝的一級精煉室和二級精煉室中設(shè)置有通過通氣 管和通氣攪拌裝置相連通的可旋轉(zhuǎn)并通入精煉氣體的轉(zhuǎn)子。本發(fā)明在池形坩堝內(nèi)設(shè)置有由進料裝置、定量輸出泵組成的進出 料系統(tǒng)，進料裝置安裝在加料室上的爐蓋上，定量輸出泵安裝在澆鑄 室上的爐蓋上。本發(fā)明在一級精煉室、二級精煉室和澆鑄室內(nèi)分別設(shè)置有上液面 熱電耦和下液面熱電耦，在池形坩堝前手端外分別設(shè)置有下爐膛熱電
耦和上爐膛熱電耦。本發(fā)明積極效果如下本發(fā)明裝置在爐體內(nèi)壁上設(shè)置有呈上下分 立的兩個為一組的加熱模塊，其中和池形坩堝前后端相對應(yīng)的爐體左 右內(nèi)壁上分別設(shè)置有一組呈上下分立的二個側(cè)面加熱模塊，和池形坩 堝兩個側(cè)端相對應(yīng)的爐體前后內(nèi)壁上分別設(shè)置有和池形坩堝內(nèi)兩個或 兩個以上室的位置相對應(yīng)的兩組或兩組以上的正面加熱模塊。即是陣 列式加熱方式，從池形坩堝正面看加熱分I 、 II、 III三個溫區(qū)，其中 每個分區(qū)由上下兩個溫區(qū)組成，形成相互獨立的同步加熱區(qū)，以維持 連續(xù)、高質(zhì)量熔體的流動，通過精確調(diào)控工藝參數(shù)，滿足熔體精煉的 熱力學和動力學條件。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比主要有如下優(yōu)點1、 本發(fā)明裝置能夠在短時間內(nèi)去除熔體中各類不同密度和大小的 夾雜物，在連續(xù)澆注時，爐子的生產(chǎn)能力實際上是受到鑄造機和泵的 生產(chǎn)能力的限制。2、 本發(fā)明裝置的精煉過程是在無熔劑的氣氛保護條件下完成的， 在此條件下，鎂的燒損可以控制到較低的范圍。3、 本發(fā)明裝置產(chǎn)能比普通井式坩堝爐大5 6倍，能耗降低15 20%左右，操做時有更好的勞動條件。4、 本發(fā)明裝置能夠為鎂合金熔體精煉同時提供良好的動力學和熱 力學條件。5、 本發(fā)明裝置通過監(jiān)控液面水平、溫度、精煉參數(shù)及澆注速率穩(wěn) 定工藝，能夠通過多級精煉獲得高質(zhì)量的具有極低氧化物、氯離子和 鐵離子的鎂合金錠材料。


附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖 附圖2為本發(fā)明正面加熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖 附圖3為本發(fā)明加熱模塊設(shè)置狀態(tài)示意圖 附圖4為本發(fā)明熱電耦設(shè)置狀態(tài)示意圖在附圖中l(wèi)爐體、2接線槽、3池形坩堝、4一室隔板、5進料裝 置、6上液面熱電耦、7通氣管道、8二室隔板、9通氣攪拌裝置、10 三室隔板、ll定量輸出泵、12下液面熱電耦、13側(cè)加熱模塊、14保 溫棉、15下爐膛熱電耦、16上爐膛熱電耦、17正面加熱模塊、18加 料室、19一級精煉室、20二級精煉室、21澆鑄室、22通氣管、23轉(zhuǎn) 子。
具體實施方式
本發(fā)明實施例如附圖l、 2、 3、 4所示，本發(fā)明裝置由爐體l、池 形坩堝3、溫控系統(tǒng)、氣體保護系統(tǒng)、精煉系統(tǒng)，進出料系統(tǒng)組成。所 述的爐體1包括爐殼、耐熱保溫材料、加熱模板、爐蓋、液面儀及電 控裝置等，其中爐蓋上配備進料口、熱電耦插口、觀察孔、除渣密封 復(fù)合蓋、精煉裝置放置孔、出料口等，所述的液面儀能夠監(jiān)控液面水 平、溫度、精煉參數(shù)及澆注速率穩(wěn)定工藝。在爐殼與加熱模板之間填 充耐熱保溫材料，池形坩堝3安裝在爐體1中心。如附圖3、 4所示，本發(fā)明裝置的溫控系統(tǒng)由電熱模板和熱電耦等 組成，在爐體1內(nèi)壁上和池形坩堝3前后端相對應(yīng)呈上下分立分別設(shè) 置有二個側(cè)面加熱模塊13，在爐體1內(nèi)壁上和池形坩堝3內(nèi)的加料室 18與一級精煉室19、 二級精煉室20、澆鑄室21相對應(yīng)呈上下分立分 別設(shè)置有六個正面加熱模塊17。即和加料室18與一級精煉室19位置 相對應(yīng)設(shè)置有兩個呈上下分立的正面加熱模塊17;和二級精煉室20 位置相對應(yīng)設(shè)置有兩個呈上下分立的正面加熱模塊17;和澆鑄室21 位置相對應(yīng)設(shè)置有兩個呈上下分立的正面加熱模塊17;在一級精煉室 19、 二級精煉室20和澆鑄室21內(nèi)分別設(shè)置有上液面熱電耦6和下液 面熱電耦12，在池形坩堝3前端外分別設(shè)置有下爐膛熱電耦15和上爐 膛熱電耦16，本發(fā)明裝置是陣列式加熱方式，從池形坩堝3的正面看， 加熱分I、 II、 III三個溫區(qū)，其中每個分區(qū)由上下兩個溫區(qū)組成，形 成相互獨立的同步加熱區(qū)，以維持連續(xù)、高質(zhì)量熔體的流動，通過精 確調(diào)控工藝參數(shù)，滿足熔體精煉的熱力學和動力學條件。本發(fā)明中的氣體保護系統(tǒng)由攪拌泵、氣體流量表以及送氣管路組 成，在一級精煉室和二級精煉室中，攪拌排氣泵通過電機帶動旋轉(zhuǎn)并 通入保護氣體，達到排氣和保護的作用效果。在池形坩堝3的一級精 煉室19和二級精煉室20中設(shè)置有通過通氣管22和通氣攪拌裝置9相
連通的可旋轉(zhuǎn)并通入保護氣體達到排氣和保護作用的轉(zhuǎn)子23，氣體保 護系統(tǒng)是由兩個攪拌泵組成，可有效均勻排除溶解在合金中的氣體， 采用氣體保護而不采用溶劑；本發(fā)明中的精煉系統(tǒng)是由隔板將池形坩堝隔開，通過物理效應(yīng)和 攪拌排氣作用達到精煉的效果。在池形坩堝3內(nèi)由前向后通過設(shè)置的 一室隔板4、二室隔板8和三室隔板10將池形柑堝3分設(shè)成加料室18、 一級精煉室19、 二級精煉室20和澆鑄室21。將坩堝分為三個熔室即 加料及一級精煉室、二級精煉室和泵室，每室兩個熱電耦，分別檢測 上下部分熔體的溫度，其中各室由隔板隔開并開有過流孔，內(nèi)隔板主 要作用是使注入的熔體以底注的方式進入一級精煉區(qū)，以平穩(wěn)注入熔 體和阻隔澆注氧化雜質(zhì)，側(cè)隔墻上部開孔，以過流潔凈的熔體，二級 精煉室由隔墻及隔坎組成，阻隔夾雜物，以使精煉好的熔體流入泵室 即澆注室。鎂合金熔體首先通過加料室內(nèi)隔板平穩(wěn)注入l級精煉室，對熔體 進行精煉。當一級精煉室19注入下一批熔體時，精煉處理后的潔凈熔 體經(jīng)隔墻上部的開口溢流到二級精煉室20;同時，精煉裝置對流經(jīng)二 級精煉室20的熔體再次進行凈化處理。上述過程使熔體獲得二級精煉， 從而完成熔劑和氧化夾雜物的提純。經(jīng)二級精煉的熔體通過隔坎與隔 墻之間流槽流入泵室即澆注室21。本發(fā)明中的進出料系統(tǒng)由加料裝置5、定量輸出泵ll組成，加料 裝置5與定量輸出泵11均安裝在爐蓋上，在池形坩堝3內(nèi)設(shè)置有由進 料裝置5、定量輸出泵11組成的進出料系統(tǒng)，進料裝置5安裝在加料 室18上的爐蓋上，定量輸出泵11安裝在澆鑄室21上的爐蓋上。將待 精煉鎂合金熔體進入加料室18，依次流入各室精煉后通過出料系統(tǒng)將 熔體輸出到連續(xù)鑄造機中去，出料系統(tǒng)釆用商品化定量泵，可選擇螺 旋泵、電磁泵或者氣壓泵。
權(quán)利要求
1、一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，其包括爐體(1)、設(shè)置在爐體(1)內(nèi)的池形坩堝(3)、設(shè)置在池形坩堝(3)上的進料裝置(5)和定量輸出泵(11)，在池形坩堝(3)內(nèi)由隔板隔置成兩個或兩個以上的相連通的室，其特征在于在爐體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有呈上下分立的兩個為一組的加熱模塊，其中和池形坩堝(3)前后端相對應(yīng)的爐體(1)左右內(nèi)壁上分別設(shè)置有一組呈上下分立的二個側(cè)面加熱模塊(13)，和池形坩堝(3)兩個側(cè)端相對應(yīng)的爐體(1)前后內(nèi)壁上分別設(shè)置有和池形坩堝(3)內(nèi)兩個或兩個以上室的位置相對應(yīng)的兩組或兩組以上的正面加熱模塊(17)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，其特征 在于在池形坩堝(3)內(nèi)由前向后通過設(shè)置的一室隔板(4)、 二室隔板(8)和三室隔板(10)將池形坩堝(3)分設(shè)成加料室(18)、 一級精 煉室(19)、 二級精煉室(20)和澆鑄室(21)，在爐體(1)前后內(nèi)壁 上分別和池形坩堝(3)內(nèi)的加料室(18)和一級精煉室(19)、 二級 精煉室(20)、澆鑄室(21)位置相對應(yīng)，設(shè)置有三組正面加熱模塊(17)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，其 特征在于在池形坩堝(3)的一級精煉室(19)和二級精煉室(20)中 設(shè)置有通過通氣管(22)和通氣攪拌裝置(9)相連通的可旋轉(zhuǎn)并通入 精煉氣體的轉(zhuǎn)子(23)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，其 特征在于在池形坩堝(3)內(nèi)設(shè)置有由進料裝置(5)、定量輸出泵(11) 組成的進出料系統(tǒng)，進料裝置(5)安裝在加料室(18)上的爐蓋上， 定量輸出泵(11)安裝在澆鑄室(21)上的爐蓋上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，其 特征在于在一級精煉室(19)、 二級精煉室(20)和澆鑄室(21)內(nèi)分 別設(shè)置有上液面熱電耦(6)和下液面熱電耦(12)，在池形坩堝(3) 前手端外分別設(shè)置有下爐膛熱電耦(15)和上爐膛熱電耦(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂合金熔池式坩堝電阻爐，本發(fā)明裝置在爐體內(nèi)壁上設(shè)置有呈上下分立的兩個為一組的加熱模塊，其中和池形坩堝前后端相對應(yīng)的爐體左右內(nèi)壁上分別設(shè)置有一組呈上下分立的二個側(cè)面加熱模塊，和池形坩堝兩個側(cè)端相對應(yīng)的爐體前后內(nèi)壁上分別設(shè)置有和池形坩堝內(nèi)兩個或兩個以上室的位置相對應(yīng)的兩組或兩組以上的正面加熱模塊，從池形坩堝正面看加熱分I、II、III三個溫區(qū)，其中每個分區(qū)由上下兩個溫區(qū)組成，形成相互獨立的同步加熱區(qū)，以維持連續(xù)、高質(zhì)量熔體的流動，通過精確調(diào)控工藝參數(shù)，滿足熔體精煉的熱力學和動力學條件。
文檔編號F27B14/14GK101126602SQ200610102319
公開日2008年2月20日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者唐靖林, 黃雨雯 申請人:石家莊鎂淇科技發(fā)展有限公司