专利名称：镁合金熔炼炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种熔炼炉，尤其涉及一种专用于镁合金的熔炼炉，属于金属材料及冶金类技术领域。
另一方面，当前随着镁合金应用的日益增加，报废的镁合金零件日益增多，从而对镁合金的废料提出了再生回用的要求。镁合金的再生技术对于合理回收废料，节约资源，降低镁铸件的成本和环境污染，延长镁合金生产周期具有重要意义。由于镁废料中往往含有大量氧化物及Fe，Ni，Cu等杂质元素，这些元素显著降低镁合金的力学性能和抗蚀性。因此，去除氧化物和杂质元素是镁废料回收要考虑的主要问题。
由于镁的化学活性很强，在空气中容易氧化，且生成的氧化膜是疏松的，不能起保护作用，特别是高温情况下，氧化反应放出的热量若不能及时散发，则很容易燃烧，因此，在熔炼镁合金时，对镁合金的保护和净化处理是提高镁液质量的关键。目前已有的镁合金熔炼炉，大多采用炉内熔剂净化或过滤净化的单一的净化方法，在实际使用过程中，难以得到高品质的镁合金，尤其不适用于镁合金废料的回收净化处理。
发明内容
本发明的目的是开发一种镁合金专用熔炼炉，集熔剂精炼、吹气净化、过滤净化及气体保护于一体，安全、高效地完成镁合金的熔炼、保护和净化处理，尤其适用于镁合金回用料的再生处理。
为实现这样的目的，本发明的镁合金熔炼炉，由加热炉体、旋转喷吹净化装置、过滤净化装置和保护气体输入装置等几部分组成，加热系统采用电阻丝加热，旋转喷吹净化装置利用氩气对镁熔体进行吹气净化，过滤净化装置采用镁合金专用的MgO泡沫陶瓷过滤器，保护气体输入装置可以向镁液表面吹入SF6或SO2等保护性气体，以防止镁液熔炼过程中氧化、燃烧。
本发明的炉体呈园形结构，炉壳为钢板焊接而成，内衬保温耐火砖，熔炼炉采用电阻丝加热，在炉体的底部有一个容纳覆盖熔剂的熔池，以保证镁合金在完全封闭和气体保护条件下熔炼，防止镁合金在熔化过程中氧化和燃烧，而一旦坩埚发生漏液也有保护措施。坩埚上装有起密封作用的坩埚盖，热电偶通过坩埚盖上的小孔插入镁液中，以测定熔体的温度。另外，旋转喷吹装置和保护气体输入装置以及节流阀装置均装在坩埚盖上，坩埚盖上还设有一个熔剂加入口。利用旋转喷吹净化装置端部的石墨转子在熔池底部吹入氩气，产生的细小氩气泡在上浮过程中对镁熔体进行净化处理。利用保护气体输入装置，可向镁熔体表面吹入保护气体，防止其氧化燃烧。坩埚的出口端装有过滤系统，过滤系统内装有镁合金专用的MgO泡沫陶瓷过滤器，对镁液做进一步的净化处理，对夹杂物清除有显著的效果。
本发明结构紧凑合理，思路新颖，将熔化、精炼、除气、过滤和气体保护等装置结合成一体，具有多级复合净化功能，整个系统使用安全，操作方便。处理后的镁熔体纯洁度高，而且成本低，生产效率高。本发明熔炼炉还可采用熔剂对镁熔体进行精炼处理，有效去除镁熔体中的夹杂物，大大提高镁合金的品质，是镁合金的熔炼及其净化处理的理想装置，适合我国镁加工企业的需要，尤其适用于镁合金的精炼以及旧料回用再生处理，有推广应用价值。
及
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步详细说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
如图1所示，本发明的镁合金熔炼炉由加热炉体1、坩埚3、测温热电偶5、旋转喷吹装置6、保护气体输入装置7、节流阀8和过滤装置10等组成。炉体1呈园形结构，内衬保温耐火砖，采用电阻丝加热。在炉体1的底部有一个容纳覆盖熔剂的熔池2。在熔池之上放置熔化坩埚3，坩埚上装有起密封作用的坩埚盖4，热电偶5通过坩埚上的小孔插入坩埚3内的镁液中。另外，旋转喷吹装置6和保护气体输入装置7以及节流阀8均装在坩埚盖上，坩埚盖上还设有一个熔剂加入口9。过滤装置10安装在坩埚的出口端。
以镁合金回用旧料处理的工作过程为例，工作时先将坩埚盖4移开，在坩埚底部撒上一部分覆盖剂，再将烘干过的炉料加入坩埚内，再在炉料表面撒上一部分覆盖剂，之后盖上坩埚盖。然后加热升温，当炉料开始熔化时，打开保护气体输入装置7，吹入SF6、CO2与空气的混合保护气体或SO2保护气体，对镁熔体进行保护，防止其燃烧。对于镁合金废料回用处理，待镁合金熔化后，升温到730-740℃，打开坩埚盖上的熔剂加入口9，加入镁合金精炼剂，同时打开旋转喷吹装置6，并吹入氩气，一方面喷头的旋转以及喷出的氩气有搅拌镁液的作用，促进了镁液与熔剂的良好接触，提高其精炼效果；另一方面，氩气对镁熔体也有净化作用。这样处理一段时间后，关闭旋转喷吹装置6，使镁液静置一段时间后，打开节流阀8，镁液通过过滤装置10流出，由于过滤装置10内装有镁合金专用MgO泡沫陶瓷过滤器，能较好地过滤掉镁熔体内的熔剂等夹杂物，故进一步提高了镁液的净化效果。
坩埚盖4具有非常重要的功能，因为一方面，在它上面有必需的熔剂加入口9和测温热电偶5的入口；另一方面，它阻隔了金属镁与周围的空气。干燥的压缩空气同SF6混合产生一种高效的保护性气体。CO2也可以作为第三种成分部分代替加入其中。一旦坩埚3由于长期使用及镁液腐蚀作用而发生镁合金液泄漏，泄漏的合金液直接漏入熔炼炉底的熔池2内，熔池2内的熔剂迅速将其覆盖，避免发生燃烧等危险。坩埚盖4起密封作用，把保护气体封闭在坩埚3内。
本发明的一个重要部分是旋转喷吹装置6，其作用是利用其端部的石墨转子在坩埚底部吹入氩气，产生的细小气泡在上浮过程中对熔体起搅拌作用，带动一些质量轻的杂质上浮，促进杂质分离，同时有显著的去氢作用。
通过坩埚盖4上的保护气体输入装置7可以向镁液表面吹入SF6或SO2等保护性气体，以防止镁液熔炼过程中氧化、燃烧。
坩埚出口处安装的过滤装置10内装有镁合金专用的MgO泡沫陶瓷过滤器，对夹杂物清除有显著的效果。镁液经过泡沫陶瓷过滤器后，其内的夹杂物的去除率超过95％以上。
权利要求
1.一种镁合金熔炼炉，其特征在于加热炉体(1)底部有容纳覆盖熔剂的熔池(2)，熔池(2)之上放置熔化坩埚(3)，热电偶(5)通过坩埚盖(4)上的小孔插入坩埚(3)内，旋转喷吹装置(6)和保护气体输入装置(7)以及节流阀(8)均装在坩埚盖(4)上，坩埚盖(4)上设有熔剂加入口(9)，坩埚(1)的出口端安装过滤装置(10)。
2.如权利要求1所说的镁合金熔炼炉，其特征在于过滤装置(10)内装有镁合金专用的MgO泡沫陶瓷过滤器。
全文摘要
一种镁合金熔炼炉，加热炉体底部有容纳覆盖熔剂的熔池，熔池之上放置熔化坩埚，热电偶通过坩埚盖上的小孔插入坩埚内镁液中，旋转喷吹装置和保护气体输入装置以及节流阀均装在坩埚盖上，坩埚盖上设有熔剂加入口，坩埚出口端安装过滤装置。本发明采用电阻丝加热，旋转喷吹装置可利用氩气对镁熔体进行吹气净化，过滤净化装置采用镁合金专用的MgO泡沫陶瓷过滤器，保护气体输入装置可向镁液表面吹入SF
文档编号F27B14/04GK1390963SQ02136199
公开日2003年1月15日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日
发明者吴国华, 彭立明, 曾小勤, 丁文江 申请人:上海交通大学