防浓差的反射炉浇注系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种反射炉，特别是设及一种防浓差的反射炉诱注系统。
【背景技术】
[0002] 牺牲阳极阴极保护技术简单易行，可大幅延长设备与产品生命周期，且对环境无 污染，可谓目前金属材料防护最佳技术经济途径，已在金属材料防腐领域盛行，为此世界范 围内每年消耗数W万吨的牺牲阳极材料。
[0003] A^Sn-Bi牺牲阳极产品主要应用于各种规格家用、工业热水器内胆防腐保护，直 接关系到百姓身体健康和人身安全。热水器所采用牺牲阳极材料除具备优良电化学性能 夕F，还应无污染，副产物少，对人体安全无毒。传统热水器中牺牲阳极材料主要采用儀合金， 儀合金牺牲阳极适用于高阻环境中，但易在热水器中产生异味，并在碱性水环境中表面易 长水垢，导致儀阳极保护作用失效。M-Sn-Bi牺牲阳极为儀阳极替代产品，可有效克服了儀 阳极的上述缺点，颇受国内外电热水器生产商青睐。
[0004] Sn、Bi和Ga元素为侣阳极材料最有效的表面活化元素。Sn、Bi元素烙点低且比重 大（见表一），烙铸过程中容易出现的问题是：A1与Sn、Bi元素比重相差悬殊，导致烙体中 溶质元素浓度梯度沿深度方向迅速变化，最终造成连铸棒头尾或批次间严重的宏观偏析问 题。问题产品会出现侣阳极表面活化程度不一、活化过程不连续，阳极材料腐蚀不均匀、自 腐蚀速率过高、后续表面不活化等问题。因此如何消除Al-Sn-Bi连铸棒材严重的铸造宏观 偏析问题是目前Al-Sn-Bi牺牲阳极生产亟待解决的一个问题。 【实用新型内容】 阳0化]本实用新型的目的在于提供一种消除M-Sn-Bi合金宏观成分偏析的防浓差的反 射炉诱注系统。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
[0007] 本实用新型是一种防浓差的反射炉诱注系统，包括烙池、诱注口、流槽和闽口；所 述的烙池与流槽衔接，在烙池与流槽之间设有诱注口，闽口设在流槽的末端；所述的诱注口 高度与烙池内液面平齐，诱注口高度h为400-500mm，诱注口下端高出烙池底部10~15mm; 诱注口上宽下窄，呈"V"形，诱注口顶部宽度为18-20mm，诱注口底部宽度为l-3mm，诱注口 不同水平面半宽度与所在深度服从关系式= ^ :，其中，d-诱注口不同水平面处半宽 度，h-深度，g-重力加速度，k> 0. 68~0. 84X10 5m2/s。
[0008] 所述的闽口上开有一水平缝隙，缝隙宽度为15~20mm，长度与流槽宽度一致，缝 隙底边距槽底为12~15mm。
[0009] 采用上述方案后，由于本实用新型在研究高溫下M-Sn-Bi流体运动规律基础 上，根据流体力学伯努利-拉格朗日方程，设计了M-Sn-Bi烙体近似"V"型诱注口，有效 消除了烙体静置过程中由于比重差异、分层而导致的宏观铸造偏析；同时本实用新型根据 A^Sn-Bi烙体在流槽流动过程中流体化学成分-密度-流层高度的对应关系，在流槽中设 计了流体通过选择性高度阀口，保证了M-Sn-Bi流体成分的准确性与一致性，从而最大限 度保证了连铸棒巧成分均一性。
[0010] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的结构示意图； 阳01引图2是图1沿A向的视图；
[0013] 图3是本实用新型诱注口的横截面图；
[0014] 图4是本实用新型闽口和流槽的配合关系图。
【具体实施方式】 阳〇1引一、系统结构
[0016] 如图1、图2所示，本实用新型是一种防浓差的反射炉诱注系统，包括烙池1、诱注 口 2、流槽3和闽口 4。
[0017] 所述的烙池1与流槽3衔接，在烙池1与流槽3之间设有诱注口 2,闽口 4设在流 槽3的末端，该闽口 4位一道液高选择闽口 4。
[0018] 所述的诱注口 3的高度h与烙池1内液面平齐，诱注口 3高度h为400-500mm，诱 注口 3下端高出烙池1底部10~15mm;结合图3所示，诱注口 3上宽下窄，大致呈"V"形， 诱注口 3顶部宽度W1为18-20mm，距离烙池1侧壁距离J为10-15mm，诱注口 3底部宽度为 l-3mm，诱注口 3不同水平面半宽度与所在深度近似服从关系式：d=3?，其中，d-诱注口 不同水平面处半宽度，h-深度，g-重力加速度，k> 0. 68~0. 84X10 5m2/s。
[0019] 结合图4所示，所述的闽口 4上开有一水平缝隙，缝隙宽度W2为15~20mm，长度 与流槽3宽度一致，缝隙底边距流槽3槽底距离L约为12~15mm。M-Sn-Bi烙体自诱注 口注入流槽，A^Sn-Bi烙体通过闽口 4可基本消除流槽3内溶质元素Sn、Bi的沉淀趋势。
[0020] 二、烙铸方法
[0021] 基于本实用新型的结构，所构成的一种化学成分均匀、组织均一、表面持续活化、 电位高、自腐蚀速率低的M-Sn-Bi阳极材料烙铸方法如下： W22] 实施例一
[002引将3吨侣锭投入反射炉烙池1中，加热烙化后升溫至780°C中，分别将6.OKg锡颗 粒和6.OKg祕颗粒依次均匀地投撒至侣烙体中，充分揽拌直至完全混合均匀；烙体保溫静 置30min后从诱注口流出，诱注口 2上大下小，近似呈"V"形，上端与烙体液面平齐，下端接 近烙体底部。诱注口 2不同深度处半宽度d与此处烙体流速满足关系式：d= 此 时选取K值为0. 68X10 5m7s;同时流槽3末端液高选择闽口 4上水平狭缝宽度为15mm，缝 隙底边距槽底约12mm。连铸棒直径120mm，分别从连铸棒头部、中间和尾部取样进行成分分 析，每段取五个点，分析在直读光谱仪上进行，测试范围内成分偏差<0. 020 %，而常规连铸 工艺成分偏差>4.1% W24] 实施例二
[00巧]将3吨侣锭投入反射炉烙池1中，加热烙化后升溫至780°C中，分别将6.OKg锡颗 粒和6.OKg祕颗粒依次均匀地投撒至侣烙体中，充分揽拌直至完全混合均匀；烙体保溫静 置30min后从诱注口 2流出，诱注口 2上大下小，近似呈"V"形，上端与烙体液面平齐，下端 接近烙体底部。诱注口 2不同深度处半宽度d与此处烙体流速满足关系式：d= ^， 此时选取K值为0. 84X10 5m7s;同时流槽3末端液高选择闽口 4上水平狭缝宽度为15mm， 缝隙底边距槽底约15mm。连铸棒直径120mm，分别从连铸棒头部、中间和尾部取样进行成分 分析，每段取五个点，分析在直读光谱仪上进行，测试范围内成分偏差<0. 〇化％，而常规连 铸工艺成分偏差>4.1 %
[0026] 本实用新型的重点就在于：诱注口上宽下窄，大致呈"V"形。
[0027] W上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能W此限定本实用新型实施的 范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实 用新型专利涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种防浓差的反射炉浇注系统，包括熔池、浇注口、流槽和闸门；所述的熔池与流槽 衔接，在熔池与流槽之间设有浇注口，闸门设在流槽的末端；其特征在于：所述的浇注口高 度与熔池内液面平齐，浇注口高度h为400-500mm，浇注口下端高出熔池底部10~15mm;浇 注口上宽下窄，呈"V"形，浇注口顶部宽度为18-20mm，浇注口底部宽度为l-3mm，浇注口不 同水平面半宽度与所在深度服从关系式其中，d-浇注口不同水平面处半宽度， h_深度，g_重力加速度，k~0· 68~0· 84X10 5m2/s。2. 根据权利要求1所述的防浓差的反射炉浇注系统，其特征在于：所述的闸门上开有 一水平缝隙，缝隙宽度为15~20mm，长度与流槽宽度一致，缝隙底边距槽底为12~15mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种防浓差的反射炉浇注系统，包括熔池、浇注口、流槽和闸门；所述的熔池与流槽衔接，在熔池与流槽之间设有浇注口，闸门设在流槽的末端。所述的浇注口高度与熔池内液面平齐，浇注口上宽下窄，呈“V”形，浇注口不同水平面半宽度与所在深度服从关系式：由于本实用新型根据流体力学伯努利-拉格朗日方程，设计了Al-Sn-Bi熔体近似“V”型浇注口，有效消除了熔体静置过程中由于比重差异、分层而导致的宏观铸造偏析；同时本实用新型根据Al-Sn-Bi熔体在流槽流动过程中流体化学成分-密度-流层高度的对应关系，在流槽中设计了流体通过选择性高度阀门，保证了Al-Sn-Bi流体成分的准确性与一致性，从而最大限度保证了连铸棒坯成分均一性。
【IPC分类】B22D35/06
【公开号】CN205074527
【申请号】CN201520796931
【发明人】邹宏辉, 李祥, 黄文辉, 陈冠霖, 卢晓军
【申请人】厦门火炬特种金属材料有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月15日