專利名稱：一種合金熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種合金熔煉爐技術(shù)領(lǐng)域一種合金熔煉爐，涉及一種用于鎂-稀土合金、鎂-鋰合金及易氧化金屬的合 金的熔煉爐。眾議不在合金熔煉過程中，避免合金，特別是化學性質(zhì)活潑金屬的燒損氧化是一 個重要的環(huán)節(jié)。以鎂為例，鎂合金具有優(yōu)異的性能，被稱為"二十一世紀的綠色材料"，應(yīng) 用廣泛。但在熔煉過程中，由于熔液氧化、吸氫以及熔劑和操作工具污染，造 成雜質(zhì)增加，影響產(chǎn)品質(zhì)量。而且由于化學性質(zhì)非?；顫?，在熔點以上溫度， 化學性質(zhì)活潑的金屬會與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，在熔煉過程中，保護熔 體、減小氧化是關(guān)鍵的技術(shù)之一。特別是由于鎂的蒸氣壓大、易揮發(fā)，不適合 在真空爐中熔煉。此外，由于鎂的熱容小，在澆注過程中，長距離輸送，會使 熱量散失，熔液凝固在管道中，造成生產(chǎn)難度大。目前，在金屬的熔煉過程中，主要采用采用熔劑保護和氣體保護方式。鎂 的熔煉過程中，有井式坩堝爐方法，由于是敞開熔煉，氯化物熔劑揮發(fā)，熔體 氧化燒損，造成實收率低，熔劑使用量大，操作環(huán)境差，大量使用熔劑還不利 于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。其中，保護氣體中含有六氟化硫，對臭氧層破壞嚴重，國外 已禁止使用。對于鎂-鋰、鎂-稀土等高活性的合金，常用氯化物熔劑不能用，其 專用熔劑成本高，且效果并不十分理想。澆注時，使用電磁泵抽出，或用勺子 舀出。前者在澆注過程中，會產(chǎn)生攪動，影響產(chǎn)品質(zhì)量，后者熔體攪動較小， 但工作強度高。日本三井金屬礦業(yè)株式會社發(fā)明的鎂合金熔煉方法(申請?zhí)?0131679.6)， 采用二個以上的熔煉爐，有效地分離合金中的熔劑、氧化物等雜質(zhì)，適用于大 規(guī)模的合金熔煉。在小規(guī)模熔煉時，采用一室的密閉坩堝是防止熔體氧化燃燒的好辦法，但 高溫下的密封很難實現(xiàn)，且密閉的坩堝中熔體的攪拌，熔液的導出難度較大。 上海交通大學的申請?zhí)枮?2136199.1的鎂合金熔煉爐專利文獻，公開了一種從 坩堝下部出料熔煉設(shè)備，但它不適用于常見的井式坩堝爐，且采用旋轉(zhuǎn)噴吹裝 置進行攪拌，密封結(jié)構(gòu)比較復雜。清華大學李培杰等人發(fā)明的一種傾轉(zhuǎn)式鎂合 金熔煉爐燒注裝置(申請?zhí)?2256766.6)，可減小鎂液氧化，但結(jié)構(gòu)復雜，需對 常用的井式爐做較大改動。夏成亮發(fā)明的金屬熔化坩堝(申請?zhí)?02395460) 涉及一種盛放和熔化鎂合金的坩堝，可避免使用大量熔劑，但未涉及金屬液的 導出裝置。鄭景純發(fā)明的實用新型一一壓流式高純度鎂和鎂合金熔煉坩堝(申 請?zhí)?12529834)，在澆注過程中，不會產(chǎn)生渦流，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，但其結(jié) 構(gòu)復雜，未涉及坩堝密封裝置，澆注管呈U型且彎頭較多，不利于熔液的流動， 易發(fā)生堵塞。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效提高熔化 效率、減小原料損耗、減小環(huán)境污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量，減化操作過程、改善工 作環(huán)境的鎂合金熔煉設(shè)備。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 一種合金熔煉爐，其特征在于其特征在于其結(jié)構(gòu)組成包括 熔煉爐爐體- 一該爐體為上端敞口的筒狀坩堝堝體結(jié)構(gòu)；爐體頂蓋一該頂蓋為一與熔煉爐爐體坩堝體頂沿配合蓋裝法蘭聯(lián)接的板形 結(jié)構(gòu)；在爐頂頂板上設(shè)有進氣管、排氣管和壓力表管口；冷卻水套一該水套為夾套結(jié)構(gòu)，環(huán)繞爐體位于頂蓋法蘭下部的爐體的上部外壁上；在冷卻水套的殼壁低位處設(shè)有冷卻水進口，對稱高位處設(shè)有冷卻水出 口；排料管一該排料管為一角形通管；水平端穿過熔煉爐爐體堝壁，垂直端伸 入熔煉爐爐體坩堝下部。本實用新型的一種合金熔煉爐，其特征在于在位于爐體外部的其排料管上 包覆有一保套層。本實用新型的一種合金熔煉爐，其特征在于爐體頂蓋與熔煉爐爐體坩堝體 頂沿間夾裝有密封墊。本實用新型的熔煉爐的坩堝結(jié)構(gòu)，可以是一個單體容器，形狀為圓柱體、 帶圓錐底或圓弧底的圓桶形狀；或由兩部分組成的雙體或雙室熔煉坩堝，形狀 不限，兩部分之間由通道連接或由隔板隔開。紺堝壁為一層或多層結(jié)構(gòu)，其材 質(zhì)可多種。單層坩堝壁為鑄鐵、鑄鋼、石墨；多層坩堝的內(nèi)壁，與鎂液接觸， 其材質(zhì)為鑄鐵、鑄鋼、石墨、氧化鋁陶瓷，外層為高溫不銹鋼或其它耐熱材料。本實用新型特別針對低密度的合金，特別是易燒損、高活性的鎂合金，如 鎂-稀土合金、鎂-鋰合金、鎂-鈣合金的熔煉的過程，可以采用惰性氣體及少量
熔劑保護，在常用的井式坩堝爐用密閉的容器熔煉鎂合金，提高熔化效率，減 小原料損耗，減小環(huán)境污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減化操作過程，改善工作環(huán)境。

圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種合金熔煉爐，其結(jié)構(gòu)組成包括熔煉爐爐體l-一該爐體為上端敞口的筒狀坩堝堝體結(jié)構(gòu)；爐體頂蓋2—該頂蓋為一與熔煉爐爐體坩堝體頂沿配合蓋裝法蘭聯(lián)接的板形結(jié)構(gòu)；在爐頂頂板上設(shè)有進氣管3、排氣管4和壓力表管口5;冷卻水套6—該水套為夾套結(jié)構(gòu)，繞爐體位于頂蓋法蘭下部的爐體的上部外壁上；在冷卻水套的殼壁低位處設(shè)有冷卻水進口 7，對稱高位處設(shè)有冷卻水出口 8; 排料管9一該排料管為一角形通管；水平端穿過熔煉爐爐體堝壁，垂直端伸入熔 煉爐爐體坩堝下部；排料管上包覆有一保套層10;爐體頂蓋與熔煉爐爐體坩堝 體頂沿間夾裝有密封墊11。 以熔煉鎂合金為例把合金熔煉爐爐體放入坩堝爐12內(nèi)，把純鎂、合金配料、覆蓋熔劑等原料 加入爐體內(nèi)，放上密封墊，蓋上爐體頂蓋；由冷卻水管，流量10cmVmin lm3/min，由進氣管通入氬氣保護氣體，流量0.1 cmVmin 10mVmin，壓力1 8 個大氣壓，排氣閥半開，封閉出料口；升溫至66(TC 900。C，熱電偶由板式排 氣閥插入測量熔體溫度，待原料完全熔化后，打開出料管口，由出料口吹入保 護氣體，為減小合金中非金屬夾雜的含量，可用保護氣體吹入合金重量的0 10%的精煉熔劑，攪拌2 60分鐘；關(guān)閉出料口，保溫靜置，繼續(xù)由進氣管通入 保護氣體，靜置時間10 100分鐘；若模具距離較遠，加熱保溫套，使其升溫 至20(TC 60(TC，關(guān)閉排氣閥，繼續(xù)由進氣管通入保護性氣體，觀察壓力表， 達到0.01 10個大氣壓，保持壓力，使鎂合金由出料口緩慢流出。澆注結(jié)束后， 停止坩堝爐加熱，打開爐體頂蓋，去掉密封墊，通過吊耳13中，提出爐體，倒 出剩余的鎂合金液并扒出熔渣，清理好的坩堝妥善保管。得到的鑄錠表面質(zhì)量 良好，無明顯的澆注缺陷，化學成分合格。
權(quán)利要求1.一種合金熔煉爐，其特征在于其結(jié)構(gòu)組成包括熔煉爐爐體——該爐體為上端敞口的筒狀坩堝堝體結(jié)構(gòu)；爐體頂蓋-該頂蓋為一與熔煉爐爐體坩堝體頂沿配合蓋裝法蘭聯(lián)接的板形結(jié)構(gòu)；在爐頂頂板上設(shè)有進氣管、排氣管和壓力表管口；冷卻水套-該水套為夾套結(jié)構(gòu)，環(huán)繞爐體位于頂蓋法蘭下部的爐體的上部外壁上；在冷卻水套的殼壁低位處設(shè)有冷卻水進口，對稱高位處設(shè)有冷卻水出口；排料管-該排料管為一角形通管；水平端穿過熔煉爐爐體堝壁，垂直端伸入熔煉爐爐體坩堝下部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種合金熔煉爐，其特征在于在位于爐體外部的 其排料管上包覆有一保套層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種合金熔煉爐，其特征在于爐體頂蓋與熔煉爐 爐體坩堝體頂沿間夾裝有密封墊。
專利摘要一種合金熔煉爐，涉及一種用于鎂-稀土合金、鎂-鋰合金及易氧化金屬的合金的熔煉爐。其特征在于其結(jié)構(gòu)組成包括上端敞口的筒狀坩堝堝體結(jié)構(gòu)的熔煉爐爐體、與熔煉爐爐體坩堝體頂沿配合蓋裝法蘭聯(lián)接的板形結(jié)構(gòu)爐體頂蓋、環(huán)繞爐體位于頂蓋法蘭下部的爐體的上部外壁上的冷卻水套、水平端穿過熔煉爐爐體堝壁垂直端伸入熔煉爐爐體坩堝下部的排料管。本實用新型特別針對低密度的合金的熔煉過程，采用惰性氣體及少量熔劑保護，在常用的井式坩堝爐用密閉的容器熔煉鎂合金，提高熔化效率，減小原料損耗，減小環(huán)境污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減化操作過程，改善工作環(huán)境。
文檔編號C22C1/02GK201046984SQ20072014957
公開日2008年4月16日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者英 張, 張俊紅, 磊 石 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司