CN201046984Y - 一种合金熔炼炉 - Google Patents
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Abstract
一种合金熔炼炉，涉及一种用于镁－稀土合金、镁－锂合金及易氧化金属的合金的熔炼炉。其特征在于其结构组成包括：上端敞口的筒状坩埚埚体结构的熔炼炉炉体、与熔炼炉炉体坩埚体顶沿配合盖装法兰联接的板形结构炉体顶盖、环绕炉体位于顶盖法兰下部的炉体的上部外壁上的冷却水套、水平端穿过熔炼炉炉体埚壁垂直端伸入熔炼炉炉体坩埚下部的排料管。本实用新型特别针对低密度的合金的熔炼过程，采用惰性气体及少量熔剂保护，在常用的井式坩埚炉用密闭的容器熔炼镁合金，提高熔化效率，减小原料损耗，减小环境污染，提高产品质量，减化操作过程，改善工作环境。
Description
技术领域
一种合金熔炼炉，涉及一种用于镁-稀土合金、镁-锂合金及易氧化金属的合金的熔炼炉。
背景技术
在合金熔炼过程中，避免合金，特别是化学性质活泼金属的烧损氧化是一个重要的环节。
以镁为例，镁合金具有优异的性能，被称为“二十一世纪的绿色材料”，应用广泛。但在熔炼过程中，由于熔液氧化、吸氢以及熔剂和操作工具污染，造成杂质增加，影响产品质量。而且由于化学性质非常活泼，在熔点以上温度，化学性质活泼的金属会与空气中的氧气发生剧烈反应，在熔炼过程中，保护熔体、减小氧化是关键的技术之一。特别是由于镁的蒸气压大、易挥发，不适合在真空炉中熔炼。此外，由于镁的热容小，在浇注过程中，长距离输送，会使热量散失，熔液凝固在管道中，造成生产难度大。
目前，在金属的熔炼过程中，主要采用采用熔剂保护和气体保护方式。镁的熔炼过程中，有井式坩埚炉方法，由于是敞开熔炼，氯化物熔剂挥发，熔体氧化烧损，造成实收率低，熔剂使用量大，操作环境差，大量使用熔剂还不利于产品质量稳定。其中，保护气体中含有六氟化硫，对臭氧层破坏严重，国外已禁止使用。对于镁-锂、镁-稀土等高活性的合金，常用氯化物熔剂不能用，其专用熔剂成本高，且效果并不十分理想。浇注时，使用电磁泵抽出，或用勺子舀出。前者在浇注过程中，会产生搅动，影响产品质量，后者熔体搅动较小，但工作强度高。
日本三井金属矿业株式会社发明的镁合金熔炼方法(申请号00131679.6)，采用二个以上的熔炼炉，有效地分离合金中的熔剂、氧化物等杂质，适用于大规模的合金熔炼。
在小规模熔炼时，采用一室的密闭坩埚是防止熔体氧化燃烧的好办法，但高温下的密封很难实现，且密闭的坩埚中熔体的搅拌，熔液的导出难度较大。上海交通大学的申请号为02136199.1的镁合金熔炼炉专利文献，公开了一种从坩埚下部出料熔炼设备，但它不适用于常见的井式坩埚炉，且采用旋转喷吹装置进行搅拌，密封结构比较复杂。清华大学李培杰等人发明的一种倾转式镁合金熔炼炉烧注装置(申请号02256766.6)，可减小镁液氧化，但结构复杂，需对常用的井式炉做较大改动。夏成亮发明的金属熔化坩埚(申请号002395460)涉及一种盛放和熔化镁合金的坩埚，可避免使用大量熔剂，但未涉及金属液的导出装置。郑景纯发明的实用新型——压流式高纯度镁和镁合金熔炼坩埚(申请号012529834)，在浇注过程中，不会产生涡流，大大提高产品质量，但其结构复杂，未涉及坩埚密封装置，浇注管呈U型且弯头较多，不利于熔液的流动，易发生堵塞。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高熔化效率、减小原料损耗、减小环境污染、提高产品质量，减化操作过程、改善工作环境的镁合金熔炼设备。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种合金熔炼炉，其特征在于其特征在于其结构组成包括：
熔炼炉炉体---该炉体为上端敞口的筒状坩埚埚体结构；
炉体顶盖-该顶盖为一与熔炼炉炉体坩埚体顶沿配合盖装法兰联接的板形结构；在炉顶顶板上设有进气管、排气管和压力表管口；
冷却水套-该水套为夹套结构，环绕炉体位于顶盖法兰下部的炉体的上部外壁上；在冷却水套的壳壁低位处设有冷却水进口，对称高位处设有冷却水出口；
排料管-该排料管为一角形通管；水平端穿过熔炼炉炉体埚壁，垂直端伸入熔炼炉炉体坩埚下部。
本实用新型的一种合金熔炼炉，其特征在于在位于炉体外部的其排料管上包覆有一保套层。
本实用新型的一种合金熔炼炉，其特征在于炉体顶盖与熔炼炉炉体坩埚体顶沿间夹装有密封垫。
本实用新型的熔炼炉的坩埚结构，可以是一个单体容器，形状为圆柱体、带圆锥底或圆弧底的圆桶形状；或由两部分组成的双体或双室熔炼坩埚，形状不限，两部分之间由通道连接或由隔板隔开。坩埚壁为一层或多层结构，其材质可多种。单层坩埚壁为铸铁、铸钢、石墨；多层坩埚的内壁，与镁液接触，其材质为铸铁、铸钢、石墨、氧化铝陶瓷，外层为高温不锈钢或其它耐热材料。
本实用新型特别针对低密度的合金，特别是易烧损、高活性的镁合金，如镁-稀土合金、镁-锂合金、镁-钙合金的熔炼的过程，可以采用惰性气体及少量熔剂保护，在常用的井式坩埚炉用密闭的容器熔炼镁合金，提高熔化效率，减小原料损耗，减小环境污染，提高产品质量，减化操作过程，改善工作环境。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
一种合金熔炼炉，其结构组成包括：熔炼炉炉体1---该炉体为上端敞口的筒状坩埚埚体结构；炉体顶盖2-该顶盖为一与熔炼炉炉体坩埚体顶沿配合盖装法兰联接的板形结构；在炉顶顶板上设有进气管3、排气管4和压力表管口5；冷却水套6-该水套为夹套结构，绕炉体位于顶盖法兰下部的炉体的上部外壁上；在冷却水套的壳壁低位处设有冷却水进口7，对称高位处设有冷却水出口8；排料管9-该排料管为一角形通管；水平端穿过熔炼炉炉体埚壁，垂直端伸入熔炼炉炉体坩埚下部；排料管上包覆有一保套层10；炉体顶盖与熔炼炉炉体坩埚体顶沿间夹装有密封垫11。
以熔炼镁合金为例
把合金熔炼炉炉体放入坩埚炉12内，把纯镁、合金配料、覆盖熔剂等原料加入炉体内，放上密封垫，盖上炉体顶盖；由冷却水管，流量10cm3/min～1m3/min，由进气管通入氩气保护气体，流量0.1cm3/min～10m3/min，压力1～8个大气压，排气阀半开，封闭出料口；升温至660℃～900℃，热电偶由板式排气阀插入测量熔体温度，待原料完全熔化后，打开出料管口，由出料口吹入保护气体，为减小合金中非金属夹杂的含量，可用保护气体吹入合金重量的0～10％的精炼熔剂，搅拌2～60分钟；关闭出料口，保温静置，继续由进气管通入保护气体，静置时间10～100分钟；若模具距离较远，加热保温套，使其升温至200℃～600℃，关闭排气阀，继续由进气管通入保护性气体，观察压力表，达到0.01～10个大气压，保持压力，使镁合金由出料口缓慢流出。浇注结束后，停止坩埚炉加热，打开炉体顶盖，去掉密封垫，通过吊耳13中，提出炉体，倒出剩余的镁合金液并扒出熔渣，清理好的坩埚妥善保管。得到的铸锭表面质量良好，无明显的浇注缺陷，化学成分合格。
Claims (3)
1.一种合金熔炼炉，其特征在于其结构组成包括：
熔炼炉炉体——该炉体为上端敞口的筒状坩埚埚体结构；
炉体顶盖-该顶盖为一与熔炼炉炉体坩埚体顶沿配合盖装法兰联接的板形结构；在炉顶顶板上设有进气管、排气管和压力表管口；
冷却水套-该水套为夹套结构，环绕炉体位于顶盖法兰下部的炉体的上部外壁上；在冷却水套的壳壁低位处设有冷却水进口，对称高位处设有冷却水出口；
排料管-该排料管为一角形通管；水平端穿过熔炼炉炉体埚壁，垂直端伸入熔炼炉炉体坩埚下部。
2.根据权利要求1所述的一种合金熔炼炉，其特征在于在位于炉体外部的其排料管上包覆有一保套层。
3.根据权利要求1所述的一种合金熔炼炉，其特征在于炉体顶盖与熔炼炉炉体坩埚体顶沿间夹装有密封垫。
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