稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，是將稀土永磁原料在真空或保護氣氛下感應加熱成熔融合金工藝、速凝工藝和無氧出料在發(fā)明設(shè)備中一次完成，設(shè)備包括交替工作的帶有感應爐體的雙室門、室殼體、維修門、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和控制柜。感應爐體鋼制框架與室門的支架通過轉(zhuǎn)軸連接，爐體由坩堝、鋼制框架、耐熱磚和銅制感應線圈組成。室殼體內(nèi)有急冷銅輥、中間包、抽真空裝置、惰性氣體導入裝置、測溫機構(gòu)、壓力控制和安全閥。收料罐在室殼體的下方，通過隔離插板閥與其連接，收料罐是水冷夾套的環(huán)形罐體，罐腔內(nèi)有隔板。發(fā)明的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備提高了產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率，同時簡化了工藝，減少了設(shè)備投資。
【專利說明】稀土永磁合金真空感應溶煉速凝設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空感應熔煉速凝設(shè)備，特別是涉及一種用于釹鐵硼稀土永磁合金和稀土儲氫合金熔煉的真空熔煉速凝設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]釹鐵硼稀土永磁快淬磁粉與樹脂等混合，可做成粘結(jié)磁體。廣泛應用于電子、電器、電機等，有著越來越廣泛的用處。稀土儲氫合金是鎳氫電池的負極材料。廣泛應用于電動工具、混合動力汽車等，有著越來越廣泛的用處。
[0003]現(xiàn)有的釹鐵硼稀土永磁快淬磁粉制造工藝和真空熔煉速凝設(shè)備是將稀土永磁合金的原料或稀土儲氫合金原料，放到真空熔煉速凝設(shè)備的熔煉坩堝內(nèi)，在真空和保護氣氛下將原料加熱熔化成熔融的合金，然后通過中間包在可控的速度下，澆鑄到帶水冷的銅冷卻輥的外表面上形成合金薄片，冷卻后的合金薄片掉到水平旋轉(zhuǎn)的水冷轉(zhuǎn)盤上進行二次冷卻，待合金片冷卻后，打開真空速凝設(shè)備的爐門，將合金片取出。
[0004]目前使用的真空熔煉速凝工藝和設(shè)備與先前的鑄錠工藝和設(shè)備相比，產(chǎn)品的性能有了很大的提高，但是產(chǎn)品仍然存在許多問題。在生產(chǎn)稀土永磁合金薄片時，由于二次冷卻不均勻，冷卻速度低，產(chǎn)品的金相結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)晶粒分布不均和過細的小晶粒的現(xiàn)象，并經(jīng)常有α-鐵析出。在生產(chǎn)稀土儲氫合金時，還有少量的錳析出現(xiàn)象。這些現(xiàn)象嚴重影響著產(chǎn)品的性能，之后合金薄片還要在真空熱處理爐中進行真空熱處理，以消除錳析出和使晶粒均勻化?，F(xiàn)有設(shè)備裝料和出料操作不方便，設(shè)備維護困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備。
[0006]
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明與現(xiàn)有的真空感應加熱速凝爐相比，采用的雙室門分別帶有I個感應爐交替工作，大大地提高了生產(chǎn)效率；稀土合金真空速凝制薄片、冷卻和出料在一個設(shè)備的保護氣氛中完成，出料罐帶有水冷夾套，提高冷卻效率，防止合金碎片順時集積而粘連；也可以吊裝放入水冷槽中冷卻,二次冷卻速度快,冷卻均勻,產(chǎn)品性能高,一致性好。避免現(xiàn)有真空感應加熱速凝爐生產(chǎn)的合金薄片攪拌不均勻、冷卻慢和薄片粘連的問題，避免了物流存在的薄片被氧化的問題，在節(jié)能的前提下大大提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的一致性，同時提高設(shè)備使用壽命，縮短了設(shè)備維護保養(yǎng)時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是發(fā)明的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1中的室殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖3是圖2中的收料罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是圖3的A-A剖視圖。
[0011]圖中:1、1#室門；2、感應爐；3、支撐框架；4、2#室門；5、室殼體；6、真空系統(tǒng)；7、維修門；8、控制柜；9、中頻感應電源；10、鋼制框架；11、傾動機構(gòu)；12、1#觀察窗；13、感應線圈；14、坩堝；15、耐熱磚及鎂砂；16、2#觀察窗；17、中間包；18、急冷銅輥；19、粉碎輥；20、3#觀察窗；21、導料筒；22、真空隔離閥門；23、收料罐；24、轉(zhuǎn)軸；25、導流嘴；26、手動蝶閥；27、水冷夾套；28、翅片；29、車輪；30、水冷芯管；31、充氣管路，32.進水口，33.出水口，34.卷揚機，35.隔板。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0013]實施例:如圖1所示，本發(fā)明包括具有可交替工作的雙室門(分別為1#室門I和2#室門4)的真空感應熔煉速凝室、收料罐23和真空隔離閥門22，所述速凝室置于收料罐23上方，其導料筒21出口與收料罐23之間有真空隔離閥門22相接，真空感應熔煉速凝室還連接有真空系統(tǒng)6 (現(xiàn)有結(jié)構(gòu))、惰性氣體導入管路、鎧裝測溫熱電偶、真空規(guī)、壓力表和安全閥，所述交替工作的雙室門各帶有一個可傾動的感應爐2。
[0014]所述速凝室是一個真空室，一端為兩個室門1、4交替工作，中部為室殼體5，另一端設(shè)有維修門7 ;兩室門均帶有水冷夾層，其室門內(nèi)設(shè)有感應爐2 ;感應爐2包括坩堝14、鋼制框架10、耐熱磚及鎂砂15和銅制感應線圈13，坩堝14外周依次為耐火磚及鎂砂15、銅制感應線圈10和鋼制框架10，坩堝14側(cè)面用鎂砂搗制，坩堝14通過鋼制框架10置于爐體底部，坩堝出口為導流嘴25 ;感應爐2與1#室門I和2#室門4上的支撐框架3通過轉(zhuǎn)軸24相連，感應爐2上有傾動機構(gòu)11,所述傾動機構(gòu)11由鋼絲滑輪組組成，滑輪分別固定在室門和感應爐鋼制框架10上，鋼絲纏繞在滑輪組上，端部連接在爐內(nèi)卷揚機34上，卷揚傾動。傾動機構(gòu)11可以使感應爐2繞支撐框架3上的轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)。維修門7上的3#觀察窗20上設(shè)有攝像頭，實時觀察坩堝14和急冷銅輥18狀況，室殼體5上有1#、2#觀察窗12、16、安全閥和測溫熱電偶，所述測溫熱電偶為移動式鎧裝熱電偶，測溫時，熱電偶可以探到鋼水中，不用時，遠離坩堝14。感應線圈13通過中頻感應電源9連接控制柜8。
[0015]如圖2所示，所述速凝室殼體內(nèi)部還設(shè)有中間包17、急冷銅輥18和導料筒21，中間包17置于坩堝導流嘴25和急冷銅輥18之間，中間包17由鋼制的框架和耐火材料組成，在中間包17底部設(shè)有噴嘴，噴嘴與急冷銅輥18的間隙采用直線導軌可手動三維調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述三維調(diào)節(jié)機構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，是在三軸方向上分別設(shè)置相互配合的直線滑軌組件，中間包固定在三軸中一軸的臺板上，該臺板沿X軸、Y軸和Z軸方向移動。急冷銅輥18置于室殼體5內(nèi)中間包17的下方，導料筒21在急冷銅輥18的下方，導料筒21下方設(shè)有真空隔離閥門22，對接收料罐23。所述導料筒21外壁上盤有水冷管，導料筒21內(nèi)設(shè)有粉碎輥19。
[0016]如圖3、圖4所示，所述收料罐23是帶有水冷夾套27的環(huán)形罐體，中部有與水冷夾套27相通的水冷芯管30，罐體上開有與水冷夾套27相通的進、出水口 32、33，罐腔體內(nèi)水冷芯管30與罐體內(nèi)壁間設(shè)置有多個帶翅片28的隔板35，罐體外底部設(shè)有在預埋的軌道上往復行走的車輪29 ;在收料罐23收料口端設(shè)置有手動蝶閥26，罐體側(cè)壁上連接有充氣管路31。[0017]本發(fā)明還可以設(shè)有一個外部附屬的水冷槽，用于收料罐23吊裝入水槽中，罐體與水直接接觸冷卻。
[0018]本發(fā)明在工作時，在真空和/或保護氣氛下，用設(shè)在真空室外的中頻感應電源9給感應線圈13通電，開始對坩堝14內(nèi)的爐料加熱，待爐料熔化并達到充分合金化后，通過爐體傾動機構(gòu)11，熔融的合金沿著坩堝14的導流嘴25流出，澆鑄到下方的中間包17內(nèi)。中間包17在和急冷銅輥18接觸的地方設(shè)有噴嘴，中間包內(nèi)的熔融的合金通過噴嘴噴鑄到旋轉(zhuǎn)的急冷銅棍18的外表面上，熔融合金在急冷銅棍18表面上冷卻,形成合金薄片。薄片隨著急冷銅輥18的旋轉(zhuǎn)掉到下方的導料筒21內(nèi)。導料筒21內(nèi)設(shè)有粉碎輥19，合金薄片通過粉碎輥19后被打碎成小碎片掉到導料筒21下方真空隔離閥門22下方的收料罐23內(nèi)。澆鑄完成后，關(guān)閉真空隔離閥門22，裝有碎片的收料罐23移動到一端，另一個收料罐23與真空隔離閥門22對接。至此，完成一爐產(chǎn)品生產(chǎn)。收料罐23帶有水冷夾套27，罐腔體中部水冷芯管30與水冷夾套27連通，罐腔體內(nèi)有隔板35。當真空室壓力與大氣平衡后，打開1#室門1，關(guān)閉2#室門4，通過真空系統(tǒng)6 (現(xiàn)有結(jié)構(gòu))抽真空，充氮氣，真空室內(nèi)感應爐加熱，開始下一爐工作。
[0019]本發(fā)明的使用過程:
在大氣壓力下，將已經(jīng)按材料成分和重量百分比配料后的R-Fe-B-M (R為Nd、Pr、Dy、Tb稀土類元素的一種或兩種以上，M為Co、Al、Cu、Zr、Ga中的一種或兩種以上)原料，裝入真空感應熔煉速凝設(shè)備的1#室門I和2#室門4中的坩堝14內(nèi)。手動關(guān)閉1#室門I或2#室門4，關(guān)閉維修門7和真空隔離閥門22，通過羅茨泵和雙機并聯(lián)滑閥泵機組的真空系統(tǒng)6降壓到規(guī)定壓力(例如5Pa以下)，打開保護氣體導入閥充入爐內(nèi)保護氣體，在真空和保護氣氛下，啟動中頻感應電源9，利用感應加熱將原料熔煉成熔融合金。
[0020]經(jīng)充分合金化后(例如精煉30分鐘)，在設(shè)定的溫度下(例如1460°C )，通過坩堝傾動機構(gòu)11，熔融的合金沿著坩堝14的導流嘴25流出，澆鑄到下方的中間包17內(nèi)。通過中間包17上的噴嘴將合金液體噴鑄到旋轉(zhuǎn)的急冷銅輥18的外表面上冷卻。旋轉(zhuǎn)急冷銅輥18的轉(zhuǎn)速可根據(jù)工藝要求設(shè)定。
[0021]經(jīng)過旋轉(zhuǎn)急冷銅輥18冷卻的合金薄片，通過導料筒21掉入位于下方的水冷收料罐23內(nèi)，導料筒21上設(shè)有粉碎輥19，在導料筒21壁上繞有水冷管。導料筒21下方是真空隔離閥門22.收料罐23帶有水冷夾套27，罐腔體內(nèi)中部有水冷芯管30與水冷夾套27相通，罐腔體中部有水冷芯管30與水冷夾套27內(nèi)壁間有隔板35，提高冷卻效率，防止合金碎片順時集積而粘連。
[0022]本專業(yè)的普通技術(shù)人員應能了解本發(fā)明的實質(zhì)，并認識到本發(fā)明的具體實施細節(jié)可以在權(quán)利要求保護范圍內(nèi)做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:包括具有可交替工作的雙室門的真空感應熔煉速凝室、收料罐和真空隔離閥門，所述真空感應熔煉速凝室置于收料罐上方，其導料筒出口與收料罐之間有真空隔離閥門相接，真空感應熔煉速凝室還連接有真空系統(tǒng)、惰性氣體導入管路、測溫熱電偶、壓力表、真空規(guī)和安全閥，所述交替工作的雙室門，每個室門帶有一個可傾動的感應爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述的雙室門帶有水冷夾層，雙室門內(nèi)各懸掛有帶傾動機構(gòu)的感應爐，感應爐包括坩堝、鋼制框架、耐熱磚和銅制感應線圈，坩堝置于感應爐內(nèi)部，坩堝出口為導流嘴，坩堝外周依次為耐火磚、銅制感應線圈和鋼制框架，感應爐的鋼制框架與室門的支撐框架通過轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，所述傾動機構(gòu)分別連接在室門和感應爐框架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述速凝室殼體內(nèi)部還有中間包、急冷銅輥和導料筒，中間包置于坩堝導流嘴和急冷銅輥之間，中間包上連接有三維調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)節(jié)中間包的噴嘴和急冷銅輥的間隙，急冷銅輥置于室殼體內(nèi)中間包的下方，導料筒在急冷銅輥的下方，導料筒下方設(shè)有真空隔離閥門，對接收料罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述導料筒外壁上盤有水冷管，導料筒內(nèi)設(shè)有粉碎輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁合金真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述速凝室殼體還設(shè)有維修門，維修門上的3#觀察窗設(shè)有攝像頭，室殼體頂板上分設(shè)有1#、2#觀察窗、安全閥和測溫熱電偶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金粉真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述收料罐是帶有水冷夾套的環(huán)形罐體，其中部設(shè)有與水冷夾套連通的水冷芯管，罐腔體內(nèi)水冷芯管與罐體內(nèi)壁間設(shè)置有多個帶翅片的隔板，罐體外底部有在預埋的軌道上往復行走的車輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀土永磁合金粉真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述收料罐體側(cè)壁上連接有連通內(nèi)腔的充氣管路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀土永磁合金粉真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:在所述收料罐收料口端設(shè)置有手動蝶閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金粉真空感應熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:還設(shè)有用于冷卻出料罐的水冷槽。
【文檔編號】B22D11/10GK103801667SQ201210445449
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】陳曉東, 孫寶玉 申請人:沈陽中北真空科技有限公司