一种向金属熔体加入活性轻金属的装置的制作方法

本实用新型涉及一种向金属熔体加入活性轻金属的装置，属于冶金机械技术领域。

背景技术：

向金属熔体中添加活性轻金属并使其参与反应是冶金领域常见的反应过程，在研究工作中，研究影响反应的因素至关重要，而研究并开发向金属熔体中添加活性轻金属混合并反应的小型装置将会使研究更安全、更经济、更方便，从而促进新工艺的研究和开发。

目前，在实验室中需要向金属熔体中添加活性轻金属的操作方法和实验装置，其有着非常明显的缺点，例如，结构复杂、成本高、抗氧化能力差、易对实验人员和设备造成危险等。因此，有必要开发一种结构简单、低成本、抗氧化性、安全性能可靠的新方法，这对相关研究和开发具有特别重要的现实意义。

在授权号为CN201521100938的专利中，发明了一种无水无氧条件下向反应体系加入活性金属试剂的装置。在实际反应中，某些活性金属试剂不只与氧发生反应，在一定条件下还与空气中其他成分反应，如活性金属Mg在高温下可与空气中的N元素反应，因而该装置的应用具有一定的局限性。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种向金属熔体加入活性轻金属的装置。本装置结构简单、制作成本低、强度高、具有良好的抗氧化性和安全性，给冶金研究工作试验带来便利，有利于促进新工艺的研究和开发。本实用新型通过以下技术方案实现。

一种向金属熔体加入活性轻金属的装置，包括坩埚1、支架2、套筒3、定位螺栓4、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7和通气孔8，坩埚1侧面可拆卸连接支架2一侧，支架2另一侧设有套筒3，套筒3内部插入通气管5，并通过定位螺栓4连接，通气管5底部穿过坩埚1并连通位于坩埚1内部的反应罐6顶部，反应罐6表面设有若干均匀分布的通气孔8，反应罐6底部设有可拆卸的反应罐底盖7。

所述坩埚1侧面与支架2通过连接螺栓9可拆卸连接。

所述反应罐6底部设有外螺纹凸台10，与反应罐底盖7顶部的内螺纹凹台11可拆卸连接。

所述坩埚1、支架2、套筒3、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7材料均为铸铁。

所述通气孔8为圆形孔或长条孔。

该向金属熔体加入活性轻金属的装置的工作原理为：

在使用该向金属熔体加入活性轻金属的装置时，将主金属放入坩埚1中，将主金属熔化至液态，并维持反应所需温度，反应罐底盖7与反应罐6螺接，将活性轻金属放置在反应罐6中，通气管5连保护气供给装置，通过通气管5向反应罐6通入保护性气体，置换反应罐6内部空气，旋开定位螺栓4，此时通气管5可在套筒3中滑动，将通气管5向下放，使得反应罐6插入至坩埚1底部，使得液态主金属的液面高度超过反应罐6的高度，停止通气使主金属液体通过通气孔8流入反应罐6，待活性轻金属完全溶解到主金属液体中再次通入保护性气体使反应罐6内部的金属液体全部排出，同时气体鼓入金属液体中产生底吹搅拌作用，随后可通过改变反应温度、气体流速和反应时间进行实验，反应过后需要在反应温度下关闭通气静置，最后降低温度待金属液体冷却至固态，等待反应完成即可，此过程中通入保护性气体可防止活性轻金属与大气成分接触，防止在高温情况下燃烧，保护实验人员的人身安全，并且保证了实验过程中参与反应物质不会被氧化，另外，保护性气体也会充满坩埚1内部，大大减小金属熔体与大气成分反应造成实验损耗，同时，例如像Na、Mg等活性轻金属，加入金属熔体中可能会上浮至金属熔体表面，反应罐保证了易燃轻金属不会使其流出。

本实用新型的有益效果是：

本装置结构简单、制作成本低、强度高、具有良好的抗氧化性和安全性，给冶金研究工作试验带来便利，有利于促进新工艺的研究和开发。

附图说明

图1是本实用新型装置结构示意图；

图2是本实用新型套筒俯视示意图；

图3是本实用新型反应罐与通气管连接示意图；

图4是本实用新型反应罐底盖结构示意图。

图中：1-坩埚，2-支架，3-套筒，4-定位螺栓，5-通气管，6-反应罐，7-反应罐底盖，8-通气孔，9-连接螺栓，10-外螺纹凸台，11-内螺纹凹台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1至4所示，该向金属熔体加入活性轻金属的装置，包括坩埚1、支架2、套筒3、定位螺栓4、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7和通气孔8，坩埚1侧面可拆卸连接支架2一侧，支架2另一侧设有套筒3，套筒3内部插入通气管5，并通过定位螺栓4连接，通气管5底部穿过坩埚1并连通位于坩埚1内部的反应罐6顶部，反应罐6表面设有若干均匀分布的通气孔8，反应罐6底部设有可拆卸的反应罐底盖7。

其中坩埚1侧面与支架2通过连接螺栓9可拆卸连接；反应罐6底部设有外螺纹凸台10，与反应罐底盖7顶部的内螺纹凹台11可拆卸连接；坩埚1、支架2、套筒3、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7材料均为铸铁；通气孔8为圆形孔

实施例2

如图1至4所示，该向金属熔体加入活性轻金属的装置，包括坩埚1、支架2、套筒3、定位螺栓4、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7和通气孔8，坩埚1侧面可拆卸连接支架2一侧，支架2另一侧设有套筒3，套筒3内部插入通气管5，并通过定位螺栓4连接，通气管5底部穿过坩埚1并连通位于坩埚1内部的反应罐6顶部，反应罐6表面设有若干均匀分布的通气孔8，反应罐6底部设有可拆卸的反应罐底盖7。

其中坩埚1侧面与支架2通过连接螺栓9可拆卸连接；反应罐6底部设有外螺纹凸台10，与反应罐底盖7顶部的内螺纹凹台11可拆卸连接；坩埚1、支架2、套筒3、通气管5、反应罐6、反应罐底盖7材料均为铸铁；通气孔8为长条孔。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。