一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金实验设备技术领域，特别涉及一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉。
【背景技术】
[0002]由于镁合金具有密度小、比强度高、比弹性模量大、散热好、减震性高、承受冲击载荷能力大、耐有机物和碱的腐蚀性好等性能，在航空、航天、运输、化工等领域具有美好的应用前景，因此得到了各大院所、研究机构的广泛研究。然而，由于实验研究较工业实践应用规模小，至今未能有专门为镁合金熔炼相关研究开发的镁合金熔炼炉。目前，各大院所、研究机构所使用的镁合金研究用熔炼炉大多是采用传统铝合金研究用熔炉做简单改造替代，不能满足镁合金熔炼的特点。
[0003]镁合金在高温环境下，化学活性极其活泼。与氧接触后，液态镁或高温固态镁的表面很容易产生一层疏松氧化膜，这种氧化膜的产生不但不会对新鲜镁产生保护作用，而且还为进一步氧化镁熔体或固态镁提供了通道，加剧了氧化。。对于镁溶液，由于镁合金增气压较高，容易在表面产生镁蒸汽，镁氧化放出的热量在氧化表面聚集，引燃镁蒸汽，会引发燃爆事故。每年各实验室的镁合金燃爆事故层出不穷。因此，无论从实验室安全还是从提升实验室镁合金熔炼质量出发，都应该在熔炼镁合金时增加对镁合金溶液表面的保护。
[0004]目前实验室用镁合金熔炼炉其炉膛大多为多孔氧化铝陶瓷内衬，其结构疏松，强度不高。而镁合金熔炼中会使用到低碳钢或者不锈钢材料作为坩祸内衬，其重量较重，在熔炼过程的氧化程度高，会经常取出进行清理。在取出过程中难以避免会碰伤或损坏炉膛。此夕卜，不致密的炉膛还会导致保护气体从炉膛泄露，增加保护气体用量，并有可能损坏炉体中外漏的电子元器件。
[0005]中国发明专利(申请号:02136199.1)提出了一种多级复合精华功能的镁合金熔炉，主要用于镁合金的精炼以及旧料回收再生处理。其构造较为复杂，也不适用于实验室镁合金熔炼原材料大多比较洁净，无需进行高强度精炼的特点，尤其是建造成本过高。
[0006]中国发明专利(专利号:ZL200510059000.x, ZL200610089498.9)提出一种真空熔炼方法和真空镁合金熔炉，提出在坩祸上部抽真空后，反充入一定浓度和压强的保护气体可有效防止镁合金的氧化，其防氧化效果较好，但真空及保压结构复杂，同样不适用于低成本实验室研究。中国实用新型专利(CN102052838A，CN 102052836A,ZL200620035018.6)其特征在于在钢制熔炼坩祸底部加装漏液检测探头，通过漏液检测探头控制钢制坩祸与炉膛间隙之间的漏液情况，并在漏液发生的情况下开通保护气体，对其漏液进行保护防止其燃烧产生事故。
[0007]中国实用新型专利(ZL200620102523.8)其特征在于水平开启炉盖，工频加热方式等，具有典型的工业应用特征，不满足实验室小型、低成本应用特征。CN203286888 U提出的全密闭式镁合金真空熔炼炉，强调其全密闭特征下的磁力耦合搅拌。CN203848668 U提出了一种工业镁合金熔炼炉的砌筑方法。
[0008]上述发明或者实用新型在精炼、真空保护、漏液或者在炉盖开启，炉内熔体搅拌，甚至炉体砌筑方面做出改进，但是没有关注实验室镁合金熔炉的小型、易用、功能多变的特征，使其在应用到研究院所、研究机构实验室时，使用、维护成本过高。所以上述设备几乎无法在实验室获得应用。因此有必要针对实验室镁合金熔炼的特点，采用新型低成本炉体结构，保证镁合金实验过程中的熔炼稳定性，安全性以及减少对周边电子元器件的损坏。
[0009]
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉，已解决现有熔炼炉的在实验室应用中的缺陷。
[0011]本发明的技术方案是，一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉，所述熔炼炉具有炉盖和炉壳，炉壳内具有炉膛，在炉膛内还设有坩祸，
在所述熔炼炉炉口还设有用于将保护气体输送到镁合金熔体表面的气帘发生装置， 在所述炉壳壳壁上装设有控温热电偶、保护气体输入口和加热电极，
所述气帘发生装置通过所述的保护气体输入口与外部的保护气体输入装置相连。
[0012]所述气帘发生装置被集成安装在位于炉口的炉膛顶部，处于炉顶钢板下方，由侧面开孔金属管制成。
[0013]所述的炉膛是内侧高导热高密度炉膛。
[0014]本发明提出了一种镁合金气体保护熔炼炉，包括加热炉、高导热高密度炉膛、保护气体输入装置、炉内气帘产生装置。所述内侧高导热高密度炉膛用于在其内部放置熔炼坩祸，在其顶部安置有保护性气体气帘产生装置，在熔炼过程中保护气体通过气帘均匀分布在高密度炉膛内部，熔炼坩祸顶部，从而保护镁合金熔体不与氧气接触；同时内侧高密度材质可避免保护气体通过炉膛向外侧渗透。使用本发明能有效避免熔炼镁合金与氧气接触，减少熔体氧化的产生，从而影响实验过程中的镁合金熔体质量。
[0015]本发明针对现有镁合金实验炉对镁合金熔炼特征考虑不充分，大多采用无气体保护，多孔陶瓷炉膛的铝合金熔炼炉改装的不足，提供的一种低成本，高可靠性的气体保护熔炼炉。
[0016]本发明可用于实验室镁合金熔炼相关的小型气体保护炉，为实验室镁合金熔炼提供低成本，高可靠性，高安全性的气体保护，从而可以获得氧化程度低，纯净度高的高质量镁合金熔体，为实验可靠性提供保证。
[0017]
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例中实验室用镁合金气体保护熔炼炉的炉盖打开状态的正视图和顶视图。
[0019]图2是本发明实施例中实验室用镁合金气体保护熔炼炉的纵剖面。
[0020]图3是本发明实施例中实验室用镁合金气体保护熔炼炉的电极及热电偶面横剖面图。
[0021]图4是本发明实施例中实验室用镁合金气体保护熔炼炉气帘发生装置的侧视图和正视图。
[0022]其中，I 炉盖，2 气帘发生装置，3 尚导热尚密度炉腾，4 i甘祸，5——炉壳，6——加热电极，7——控温热电偶，8——保护气体输入口。
[0023]
【具体实施方式】
[0024]本发明的实验室用镁合金气体保护熔炼炉，包括加热炉、高导热高密度炉膛、炉内气帘产生装置和保护气体输入装置。所述加热炉由热电偶控温，电阻加热，使得炉膛可以稳定控制在某一温度；所述高导热高密度炉膛可将加热炉产生的热量传递到炉膛内部坩祸中，同时还有利于阻止保护气体进入炉体内部损坏炉体电子元器件；所述保护气体气帘产生装置安装在加热炉顶部，可将保护气体稳定的输送到镁合金熔体的表面，以及炉膛内部其他空间；所述保护气体输入装置与保护气体气帘产生装置相连可按要求对保护气体进行混合，并控制气体流量。
[0025]气帘产生装置被集成安装在炉膛顶部，炉顶钢板下方，炉口附近。可由一侧面开孔，或侧面开口金属管制成，其气路入口可安装在炉体外壳上便于与气体输送装置连接。在一定输入气压条件下，气体可被均匀分布到金属管侧孔或侧开口输出到炉膛中起到气体保护作用。保护气体可以是C02，SF6, C3F5H3, C3F6等气体经稀释、混合构成。
[0026]如图1一4，实验室用镁合金气体保护熔炼炉包括加热炉、高导热高密度炉膛、保护气体输入装置、炉内气帘产生装置。加热炉通过炉壳插入的控温热电偶控温，通过电阻加热，使得高导热高密度炉膛可以稳定控制在某一温度；并且高导热高密度炉膛有利于将加热炉产生的热量传递到炉膛内部坩祸中并阻止保护气体经炉膛渗入炉体内部，损坏电子元器件。在加热炉顶部有一保护气体气帘产生装置，该装置被集成安装在炉膛顶部，炉顶钢板下方，炉口附近。可由一侧面开孔，或侧面开口金属管制成，其气路入口可安装在炉壳上便于与外部气体输送装置连接。在一定输入气压条件下，气体可被均匀分布到金属管侧孔或侧开口输出到炉膛中的镁合金熔体的表面，以及炉膛内部其他空间，对镁合金熔体进行保护。该保护气体可以是C02，SF6, C3F5H3, C3F6等气体经稀释、混合构成。
【主权项】
1.一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉，其特征在于，所述熔炼炉具有炉盖和炉壳，炉壳内具有炉膛，在炉膛内还设有坩祸， 在所述熔炼炉炉口还设有用于将保护气体输送到镁合金熔体表面的气帘发生装置， 在所述炉壳壳壁上装设有控温热电偶、保护气体输入口和加热电极， 所述气帘发生装置通过所述的保护气体输入口与外部的保护气体输入装置相连。2.如权利要求1所述的实验室用镁合金气体保护熔炼炉，其特征在于，所述气帘发生装置被集成安装在位于炉口的炉膛顶部，处于炉顶钢板下方，由侧面开孔金属管制成。3.如权利要求1所述的实验室用镁合金气体保护熔炼炉，其特征在于，所述的炉膛是内侧高导热高密度炉膛。
【专利摘要】本发明公开了一种实验室用镁合金气体保护熔炼炉，所述熔炼炉具有炉盖和炉壳，炉壳内具有炉膛，在炉膛内还设有坩埚，在所述熔炼炉炉口还设有用于将保护气体输送到镁合金熔体表面的气帘发生装置，在所述炉壳壳壁上装设有控温热电偶、保护气体输入口和加热电极，所述气帘发生装置通过所述的保护气体输入口与外部的保护气体输入装置相连。所述气帘发生装置被集成安装在位于炉口的炉膛顶部，处于炉顶钢板下方，由侧面开孔金属管制成。所述的炉膛是内侧高导热高密度炉膛。本发明针对现有镁合金实验炉对镁合金熔炼特征考虑不充分，大多采用无气体保护，多孔陶瓷炉膛的铝合金熔炼炉改装的不足，提供的一种低成本，高可靠性的气体保护熔炼炉。
【IPC分类】F27B17/02
【公开号】CN105091589
【申请号】CN201510501216
【发明人】夏明许
【申请人】共慧冶金设备科技(苏州)有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月14日