专利名称：一种镁合金熔池式坩埚电阻炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镁合金精炼设备，具体为一种镁合金熔池式坩埚 电阻炉。 技术背景近年来，镁合金己是一种具有开发和应用潜力的新型材料，具有 比强度和比刚度高、导热导电性好、兼有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能；同时切削加工性能优良、铸造性能好、易回收利用等系列优点， 随着加工技术的突破和价格的大幅度下降，镁合金已越来越多的被用 于各种领域。鉴于镁合金的种种优点，镁材料生产企业也在日益增多。中国是 世界上镁资源大国，镁产量已占全球的(70 80) %，然而却不是镁 工业强国，工艺和设备的开发水平与国际先进水平相比差距甚大，而 且由于镁合金化学性质活泼，属易燃易爆材料，针对镁合金种种特殊 要求目前市场上能满足这种要求的生产设备却有待开发，这也是阻碍 我国镁合金生产企业发展的一个重要因素。镁合金中含有的金属和非金属杂质会严重影响镁合金的品质及产 品的可靠性，因此镁必需进行精炼处理，精炼的目的是消除合金中的 非金属夹杂物和溶解的气体，以获得较纯的金属，从而提高镁合金的 的机械性能和耐蚀性能。在镁合金精炼过程中，有如下几个重要步骤一、 除气和除夹杂物除气的目的在于排除合金中的气体，这些 气体和夹杂物在一定条件下增加了铸件的疏松性，镁合金性能会因此 而严重降低。二、 温度的控制合理有效的温度控制也是实现良好镁合金性能 的重要因素。三、 气氛的保护镁合金属于易燃易爆金属材料，气氛的保护可 防止燃烧和有效控制镁的烧损范围。 目前镁合金熔体的精炼方法在工业上通常采用溶剂精炼法处理， 这种溶剂可将夹杂物吸附或与其它高熔点杂质形成高熔点金属中间化 合物而沉降于炉底。这些难熔杂质在镁合金中的溶解度小，熔点也高， 且比重比镁大，这种方法虽然可将合金中的可熔杂质去掉，但不排除 对熔体的二次污染，更为重要的是夹杂物吸附和沉淀需要较长的时间， 而且采用溶剂精炼法不能有效除气，同时导致气体保护困难、耗费量 大、工艺步骤繁琐，大大降低了生产效率。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能够连续运行并可自动控 制温度从而达到精炼目的、能够节省能耗、对操作者提供了安全可靠 的保护措施的、适用于镁合金生产所使用的镁合金熔池式埘埚电阻炉本发明采用如下技术方案本发明包括炉体、设置在炉体内的池形坩埚、设置在池形坩埚上 的进料装置和定量输出泵，在池形坩埚内由隔板隔置成两个或两个以 上的相连通的室，其特征在于在炉体内壁上设置有呈上下分立的两个 为一组的加热模块，其中和池形坩埚前后端相对应的炉体左右内壁上 分别设置有一组呈上下分立的二个侧面加热模块，和池形坩埚两个侧 端相对应的炉体前后内壁上分别设置有和池形坩埚内两个或两个以上 室的位置相对应的两组或两组以上的正面加热模块。本发明在池形坩埚内由前向后通过设置的一室隔板、二室隔板和 三室隔板将池形坩埚分设成加料室、 一级精炼室、二级精炼室和浇铸 室，在炉体前后内壁上分别和池形坩埚内的加料室和一级精炼室、二 级精炼室、浇铸室位置相对应，设置有三组正面加热模块。本发明在池形坩埚的一级精炼室和二级精炼室中设置有通过通气 管和通气搅拌装置相连通的可旋转并通入精炼气体的转子。本发明在池形坩埚内设置有由进料装置、定量输出泵组成的进出 料系统，进料装置安装在加料室上的炉盖上，定量输出泵安装在浇铸 室上的炉盖上。本发明在一级精炼室、二级精炼室和浇铸室内分别设置有上液面 热电耦和下液面热电耦，在池形坩埚前手端外分别设置有下炉膛热电
耦和上炉膛热电耦。本发明积极效果如下本发明装置在炉体内壁上设置有呈上下分 立的两个为一组的加热模块，其中和池形坩埚前后端相对应的炉体左 右内壁上分别设置有一组呈上下分立的二个侧面加热模块，和池形坩 埚两个侧端相对应的炉体前后内壁上分别设置有和池形坩埚内两个或 两个以上室的位置相对应的两组或两组以上的正面加热模块。即是阵 列式加热方式，从池形坩埚正面看加热分I 、 II、 III三个温区，其中 每个分区由上下两个温区组成，形成相互独立的同步加热区，以维持 连续、高质量熔体的流动，通过精确调控工艺参数，满足熔体精炼的 热力学和动力学条件。本发明与现有技术相比主要有如下优点1、 本发明装置能够在短时间内去除熔体中各类不同密度和大小的 夹杂物，在连续浇注时，炉子的生产能力实际上是受到铸造机和泵的 生产能力的限制。2、 本发明装置的精炼过程是在无熔剂的气氛保护条件下完成的， 在此条件下，镁的烧损可以控制到较低的范围。3、 本发明装置产能比普通井式坩埚炉大5 6倍，能耗降低15 20%左右，操做时有更好的劳动条件。4、 本发明装置能够为镁合金熔体精炼同时提供良好的动力学和热 力学条件。5、 本发明装置通过监控液面水平、温度、精炼参数及浇注速率稳 定工艺，能够通过多级精炼获得高质量的具有极低氧化物、氯离子和 铁离子的镁合金锭材料。
附图1为本发明结构示意图 附图2为本发明正面加热模块结构示意图 附图3为本发明加热模块设置状态示意图 附图4为本发明热电耦设置状态示意图在附图中l炉体、2接线槽、3池形坩埚、4一室隔板、5进料装 置、6上液面热电耦、7通气管道、8二室隔板、9通气搅拌装置、10 三室隔板、ll定量输出泵、12下液面热电耦、13侧加热模块、14保 温棉、15下炉膛热电耦、16上炉膛热电耦、17正面加热模块、18加 料室、19一级精炼室、20二级精炼室、21浇铸室、22通气管、23转 子。
具体实施方式
本发明实施例如附图l、 2、 3、 4所示，本发明装置由炉体l、池 形坩埚3、温控系统、气体保护系统、精炼系统，进出料系统组成。所 述的炉体1包括炉壳、耐热保温材料、加热模板、炉盖、液面仪及电 控装置等，其中炉盖上配备进料口、热电耦插口、观察孔、除渣密封 复合盖、精炼装置放置孔、出料口等，所述的液面仪能够监控液面水 平、温度、精炼参数及浇注速率稳定工艺。在炉壳与加热模板之间填 充耐热保温材料，池形坩埚3安装在炉体1中心。如附图3、 4所示，本发明装置的温控系统由电热模板和热电耦等 组成，在炉体1内壁上和池形坩埚3前后端相对应呈上下分立分别设 置有二个侧面加热模块13，在炉体1内壁上和池形坩埚3内的加料室 18与一级精炼室19、 二级精炼室20、浇铸室21相对应呈上下分立分 别设置有六个正面加热模块17。即和加料室18与一级精炼室19位置 相对应设置有两个呈上下分立的正面加热模块17;和二级精炼室20 位置相对应设置有两个呈上下分立的正面加热模块17;和浇铸室21 位置相对应设置有两个呈上下分立的正面加热模块17;在一级精炼室 19、 二级精炼室20和浇铸室21内分别设置有上液面热电耦6和下液 面热电耦12，在池形坩埚3前端外分别设置有下炉膛热电耦15和上炉 膛热电耦16，本发明装置是阵列式加热方式，从池形坩埚3的正面看， 加热分I、 II、 III三个温区，其中每个分区由上下两个温区组成，形 成相互独立的同步加热区，以维持连续、高质量熔体的流动，通过精 确调控工艺参数，满足熔体精炼的热力学和动力学条件。本发明中的气体保护系统由搅拌泵、气体流量表以及送气管路组 成，在一级精炼室和二级精炼室中，搅拌排气泵通过电机带动旋转并 通入保护气体，达到排气和保护的作用效果。在池形坩埚3的一级精 炼室19和二级精炼室20中设置有通过通气管22和通气搅拌装置9相
连通的可旋转并通入保护气体达到排气和保护作用的转子23，气体保 护系统是由两个搅拌泵组成，可有效均匀排除溶解在合金中的气体， 采用气体保护而不采用溶剂；本发明中的精炼系统是由隔板将池形坩埚隔开，通过物理效应和 搅拌排气作用达到精炼的效果。在池形坩埚3内由前向后通过设置的 一室隔板4、二室隔板8和三室隔板10将池形柑埚3分设成加料室18、 一级精炼室19、 二级精炼室20和浇铸室21。将坩埚分为三个熔室即 加料及一级精炼室、二级精炼室和泵室，每室两个热电耦，分别检测 上下部分熔体的温度，其中各室由隔板隔开并开有过流孔，内隔板主 要作用是使注入的熔体以底注的方式进入一级精炼区，以平稳注入熔 体和阻隔浇注氧化杂质，侧隔墙上部开孔，以过流洁净的熔体，二级 精炼室由隔墙及隔坎组成，阻隔夹杂物，以使精炼好的熔体流入泵室 即浇注室。镁合金熔体首先通过加料室内隔板平稳注入l级精炼室，对熔体 进行精炼。当一级精炼室19注入下一批熔体时，精炼处理后的洁净熔 体经隔墙上部的开口溢流到二级精炼室20;同时，精炼装置对流经二 级精炼室20的熔体再次进行净化处理。上述过程使熔体获得二级精炼， 从而完成熔剂和氧化夹杂物的提纯。经二级精炼的熔体通过隔坎与隔 墙之间流槽流入泵室即浇注室21。本发明中的进出料系统由加料装置5、定量输出泵ll组成，加料 装置5与定量输出泵11均安装在炉盖上，在池形坩埚3内设置有由进 料装置5、定量输出泵11组成的进出料系统，进料装置5安装在加料 室18上的炉盖上，定量输出泵11安装在浇铸室21上的炉盖上。将待 精炼镁合金熔体进入加料室18，依次流入各室精炼后通过出料系统将 熔体输出到连续铸造机中去，出料系统釆用商品化定量泵，可选择螺 旋泵、电磁泵或者气压泵。
权利要求
1、一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，其包括炉体(1)、设置在炉体(1)内的池形坩埚(3)、设置在池形坩埚(3)上的进料装置(5)和定量输出泵(11)，在池形坩埚(3)内由隔板隔置成两个或两个以上的相连通的室，其特征在于在炉体(1)内壁上设置有呈上下分立的两个为一组的加热模块，其中和池形坩埚(3)前后端相对应的炉体(1)左右内壁上分别设置有一组呈上下分立的二个侧面加热模块(13)，和池形坩埚(3)两个侧端相对应的炉体(1)前后内壁上分别设置有和池形坩埚(3)内两个或两个以上室的位置相对应的两组或两组以上的正面加热模块(17)。
2、 根据权利要求l所述的一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，其特征 在于在池形坩埚(3)内由前向后通过设置的一室隔板(4)、 二室隔板(8)和三室隔板(10)将池形坩埚(3)分设成加料室(18)、 一级精 炼室(19)、 二级精炼室(20)和浇铸室(21)，在炉体(1)前后内壁 上分别和池形坩埚(3)内的加料室(18)和一级精炼室(19)、 二级 精炼室(20)、浇铸室(21)位置相对应，设置有三组正面加热模块(17)。
3、 根据权利要求1或2所述的一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，其 特征在于在池形坩埚(3)的一级精炼室(19)和二级精炼室(20)中 设置有通过通气管(22)和通气搅拌装置(9)相连通的可旋转并通入 精炼气体的转子(23)。
4、 根据权利要求1或2所述的一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，其 特征在于在池形坩埚(3)内设置有由进料装置(5)、定量输出泵(11) 组成的进出料系统，进料装置(5)安装在加料室(18)上的炉盖上， 定量输出泵(11)安装在浇铸室(21)上的炉盖上。
5、 根据权利要求1或2所述的一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，其 特征在于在一级精炼室(19)、 二级精炼室(20)和浇铸室(21)内分 别设置有上液面热电耦(6)和下液面热电耦(12)，在池形坩埚(3) 前手端外分别设置有下炉膛热电耦(15)和上炉膛热电耦(16)。
全文摘要
本发明涉及一种镁合金熔池式坩埚电阻炉，本发明装置在炉体内壁上设置有呈上下分立的两个为一组的加热模块，其中和池形坩埚前后端相对应的炉体左右内壁上分别设置有一组呈上下分立的二个侧面加热模块，和池形坩埚两个侧端相对应的炉体前后内壁上分别设置有和池形坩埚内两个或两个以上室的位置相对应的两组或两组以上的正面加热模块，从池形坩埚正面看加热分I、II、III三个温区，其中每个分区由上下两个温区组成，形成相互独立的同步加热区，以维持连续、高质量熔体的流动，通过精确调控工艺参数，满足熔体精炼的热力学和动力学条件。
文档编号F27B14/14GK101126602SQ200610102319
公开日2008年2月20日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者唐靖林, 黄雨雯 申请人:石家庄镁淇科技发展有限公司