本實用新型涉及一種熔煉爐，特別涉及一種適用于多品種、小批量鎂合金金屬屑處理的熔煉爐，屬于金屬熔煉回收與處理技術領域。

背景技術：

鎂合金在熔煉、加工過程中不可避免會產(chǎn)生大量的金屬屑，對于難以回收利用的鎂屑，一般采用溶解、掩埋進行無害化處理，對于可回收利用的鎂屑，通常采用熔煉和升華的方法進行回收，實現(xiàn)鎂合金材料加工、使用過程中綠色循環(huán)利用。

從經(jīng)濟和成本角度考慮，目前極少采用升華方法對鎂屑進行回收處理，大量的鎂屑通過金屬熔煉爐進行熔煉加以回收利用。由于未采用封閉處理，熔煉回收過程中產(chǎn)生大量的煙氣和粉塵，污染周邊環(huán)境。同時為提高生產(chǎn)效率，不同合金牌號的鎂屑通常不經(jīng)分揀、甄別，直接倒入熔煉爐中，加之熔煉爐容量較大，熔煉回收過程耗時也相應增加。

因此，提供一種適用于鎂合金金屬屑處理的小型、密閉、能夠對不同牌號鎂合金屑進行處理的鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置就成為該技術領域急需解決的技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種適用于多品種、小批量鎂合金金屬屑處理的金屬屑密閉熔煉處理裝置。

本實用新型的技術方案如下：

一種鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置，其特征在于：包括控制系統(tǒng)、熔化裝置、加熱裝置、冷卻裝置、加熱坩堝裝置和連續(xù)加料裝置；所述控制系統(tǒng)分別與所述熔化裝置、加熱裝置、冷卻裝置、加熱坩堝裝置和連續(xù)加料裝置電連接；所述熔化裝置分別與所述加熱裝置和冷卻裝置相連接；所述加熱坩堝裝置位于所述熔化裝置之上；所述加熱坩堝裝置與所述連續(xù)加料裝置相連接。

優(yōu)選地，所述鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置還設有移動真空系統(tǒng)，分別與所述連續(xù)加料裝置和所述控制系統(tǒng)相連接。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)采用PID控制，三項交流電380V，最高使用溫度900℃。

優(yōu)選地，所述加熱坩堝裝置包括爐蓋開啟機構、安全閥、坩堝蓋板、加料壓板和坩堝；所述安全閥和加料壓板設置于所述坩堝蓋板上；所述爐蓋開啟機構位于所述坩堝一側并與所述坩堝蓋板相連接。

優(yōu)選地，所述坩堝蓋板下面設有金屬隔熱反射屏。

優(yōu)選地，所述坩堝選用耐熱鋼制成，厚度約為10～40mm，優(yōu)選20mm。

優(yōu)選地，所述坩堝選的高度為500～1200mm，優(yōu)選700mm。

優(yōu)選地，所述坩堝選的直徑為300～700mm，優(yōu)選400mm。

優(yōu)選地，所述加熱裝置為電阻絲或交流感應線圈，加熱功率為15-40kw，優(yōu)選25kw。

優(yōu)選地，所述加熱感應線圈的高度，從坩堝底部算起，為0～1/2坩堝高度，優(yōu)選1/3高度，加熱線圈處坩堝具有一定錐度，方便鎂液傾倒和匯流。

優(yōu)選地，所述連續(xù)加料裝置包括(充)放氣閥(也可以稱之為充放氣閥)、料倉、管道隔離閥、料倉蓋、真空閥及連接管道；所述料倉下部通過管道隔離閥和連接管道與加熱坩堝裝置中的坩堝相連接，所述料倉上部通過真空閥與所述移動真空系統(tǒng)相連接，所述與加熱坩堝裝置中的坩堝相連接的管道也通過真空閥與所述移動真空系統(tǒng)相連接；所述(充)放氣閥設置在所述料倉蓋上。

優(yōu)選地，所述移動真空系統(tǒng)包括軟連接、過濾器、真空壓力表、(充)放氣閥(也可以稱之為充放氣閥)、真空管道、壓差閥、機械泵和移動小車；所述機械泵一端與所述移動小車相連接，另端通過壓差閥和真空管道與過濾器相連接，所述真空壓力表和(充)放氣閥設置在所述過濾器的蓋上；所述過濾器的另一側通過軟連接與所述連續(xù)加料裝置中的真空閥連接。

優(yōu)選地，所述坩堝的容量約為7-20公斤鎂屑，優(yōu)選10公斤。

本實用新型的優(yōu)點在于：(1)鎂合金屑在梯度加熱的坩堝內進行熔煉處理，首先在底部進行熔化，上部的鎂屑待下部熔化后順序進入熔化的鎂合金熔液中，上部的鎂屑起到一定的封閉、阻擋作用，減少熔煉過程中氧化燒損，同時上部鎂合金屑通過傳導、輻射得到預熱；(2)對于較為干燥、干凈的鎂合金屑，回收熔煉過程可在一定的真空度下進行，減少氧化燒損現(xiàn)象，提高回收的鎂合金熔體純度；(3)對于較為潮濕、污染較重的鎂合金屑，拆除真空機械泵，回收熔煉過程可在非密閉環(huán)境下進行，依靠上部的鎂屑的屏蔽、阻擋作用，減少熔煉回收過程的氧化燒損；(4)回收熔煉過程中可以進行連續(xù)加料，直至鎂合金屑處理完畢或坩堝盛滿，提高回收效率。

下面通過附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明，但并不意味著對本實用新型保護范圍的限制。

附圖說明

圖1為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中加熱坩堝裝置的結構示意圖。

圖3為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中連續(xù)加料裝置的結構示意圖。

圖4為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中移動真空系統(tǒng)的結構示意圖。

主要部件名稱

1 控制系統(tǒng) 2 熔化爐

3 三分之一加熱器 4 爐蓋開啟機構

5 安全閥 6 坩堝

7 加料壓板 8 (充)放氣閥

9 加料系統(tǒng) 9-1 充放氣閥

9-2 料倉 9-3 管道隔離閥

9-4 料倉蓋 9-5 真空閥

9-6 真空閥 10 金屬隔熱反射屏

11 真空閥 12 軟連接

13 水冷系統(tǒng) 14 過濾器

15 機械泵 16 移動小車

17 坩堝蓋板 18 壓差閥

19 真空管道 20 真空壓力表

21 (充)放氣閥

具體實施方式

如圖1所示，為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置的結構示意圖；其中，1為控制系統(tǒng)，2為熔化爐，3為三分之一加熱器，4為爐蓋開啟機構，5為安全閥，6為坩堝，7為加料壓板，8為充放氣閥，9為加料系統(tǒng)，10為金屬隔熱反射屏，11為真空閥，12為軟連接，13為水冷系統(tǒng)，14為過濾器，15為機械泵，16為移動小車；本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置包括控制系統(tǒng)、熔化裝置、加熱裝置、水冷卻裝置、鎂合金屑加熱坩堝裝置、鎂合金屑連續(xù)加料裝置和移動真空系統(tǒng)；控制系統(tǒng)分別與熔化裝置、加熱裝置、冷卻裝置、鎂合金屑加熱坩堝裝置、鎂合金屑連續(xù)加料裝置和移動真空系統(tǒng)電連接；熔化裝置分別與加熱裝置和冷卻裝置相連接；鎂合金屑加熱坩堝裝置位于熔化裝置之上；鎂合金屑加熱坩堝裝置與鎂合金屑連續(xù)加料裝置相連接；鎂合金屑連續(xù)加料裝置與移動真空系統(tǒng)相連接?？刂葡到y(tǒng)1采用PID控制，三項交流電380V，最高使用溫度900℃，熔化裝置為熔化爐2。

如圖2所示，為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中加熱坩堝裝置的結構示意圖；鎂合金屑加熱坩堝裝置包括爐蓋開啟機構4、安全閥5、坩堝蓋板17、加料壓板7和坩堝6；安全閥5和加料壓板7設置于坩堝蓋板17上；爐蓋開啟機構4位于坩堝6一側并與坩堝蓋板17相連接。坩堝蓋板17下面設有金屬隔熱反射屏10，坩堝6選用耐熱鋼制成，厚度約為10～40mm，優(yōu)選20mm；坩堝6的高度為500～1200mm，優(yōu)選700mm。堝選的直徑為300～700mm，優(yōu)選400mm。加熱裝置為三分之一加熱器3，具體為電阻絲或交流感應線圈，加熱功率為15-40kw，優(yōu)選25kw。加熱感應線圈的高度，從坩堝底部算起，為0～1/2坩堝高度，優(yōu)選1/3高度(三分之一加熱器3)，加熱線圈處坩堝具有一定錐度，方便鎂液傾倒和匯流。坩堝的容量約為7-20公斤鎂屑，優(yōu)選10公斤。

如圖3所示，為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中連續(xù)加料裝置的結構示意圖；鎂合金屑連續(xù)加料裝置包括充放氣閥8、料倉9-2、管道隔離閥9-3、料倉蓋9-4、真空閥9-5、真空閥9-6、真空閥11及連接管道；料倉9-2的下部通過管道隔離閥9-3和連接管道與鎂合金屑加熱坩堝裝置中的坩堝6相連接，料倉9-2上部通過真空閥9-5和真空閥9-6與移動真空系統(tǒng)中的軟連接12相連接，與鎂合金屑加熱坩堝裝置中的坩堝6相連接的管道通過真空閥11與移動真空系統(tǒng)中的軟連接12相連接；(充)放氣閥9-1設置在料倉蓋9-4上。

如圖4所示，為本實用新型鎂合金金屬屑密閉熔煉處理裝置中移動真空系統(tǒng)的結構示意圖；移動真空系統(tǒng)包括軟連接12、過濾器14、真空壓力表20、(充)放氣閥21、真空管道19、壓差閥18、機械泵15和移動小車16；機械泵15一端與移動小車16相連接，另一端通過壓差閥18和真空管道19與過濾器14相連接，真空壓力表19和(充)放氣閥21設置在過濾器14的蓋上；過濾器14的另一側通過軟連接12與鎂合金屑連續(xù)加料裝置中的真空閥11相連接。

實施例1：

在對干燥、污染程度較輕的超高強度稀土鎂合金EW75M鎂合金屑進行熔煉處理時，首先打開爐蓋，將EW75M鎂合金屑加入熔煉坩堝內，用加料壓板將金屬屑壓實到適宜程度，關閉爐蓋，設置熔煉溫度為850℃。同時在連續(xù)加料裝置的料倉內加入后續(xù)欲添加的鎂屑，關閉并蓋緊料倉蓋，關閉管道隔離閥，打開三個真空閥門，開啟機械真空泵，待真空度達到10Pa左右，關閉真空閥門(真空閥11)及機械泵，之后坩堝內立即充入工業(yè)純氬氣，至微正壓狀態(tài)，加熱坩堝至預定溫度適當時間后，通過加料壓板下壓未熔化鎂屑，直至坩堝內鎂屑全部熔化完畢。添加鎂合金屑時，打開加料管道隔離閥，加料倉內鎂屑在重力作用下進入坩堝，關閉加料管道隔離閥，為下次加料做準備。

需要再一次加入鎂合金屑，關閉真空閥(真空閥9-5、9-6)，打開充放氣閥(充放氣閥9-1)，使料倉與周圍壓力平衡，打開料倉蓋，加入鎂合金屑，關閉料倉蓋，打開真空閥(真空閥9-6、真空閥11)，開啟機械泵，對加料倉進行抽真空，待真空度達到10Pa左右，關閉真空閥門(真空閥11)及真空機械泵，隨即立即充入工業(yè)純氬，至微正壓，打開真空閥(真空閥9-5)，使料倉及坩堝之間壓力平衡，再次等待加熱坩堝至預定溫度后，通過加料壓板下壓未熔化鎂屑，直至坩堝內鎂屑全部熔化完畢。如此反復，直至欲處理鎂屑全部熔化完畢，待鎂合金液凝固完畢，吊出坩堝，倒出鎂合金錠。

實踐表明，本發(fā)明的梯度加熱鎂合金屑熔煉坩堝，可以實現(xiàn)一定真空度下鎂合金屑的順序熔化，上部的鎂屑在鎂合金熔液表面慢慢滲入鎂合金熔液內，未熔化的鎂合金屑起到一定的封閉、阻擋作用，減少熔煉過程中氧化燒損，提高鎂合金液的純凈度；本發(fā)明的連續(xù)加料裝置，可以在熔煉過程中實現(xiàn)鎂合金屑的連續(xù)加入，而不必每次加料時打開爐蓋。

實施例2：

在對污染程度較重的普通變形鎂合金AZ31M鎂合金屑進行熔煉處理時，拆除移動真空系統(tǒng)(機械泵)，關閉管道隔離閥和真空閥門(真空閥9-5、9-6、11)，打開爐蓋，將AZ31M鎂合金屑加入熔煉坩堝內，用加料壓板將金屬屑壓實到適宜程度，關閉爐蓋，設置熔煉溫度為750℃。在連續(xù)加料裝置的料倉內加入后續(xù)欲添加的鎂屑，料倉蓋可開也可關閉。開啟加熱裝置進行加熱，加熱至預定溫度適當時間后，通過加料壓板下壓未熔化鎂屑，直至坩堝內鎂屑全部熔化完畢。

如欲再次添加鎂合金屑，打開管道隔離閥，加料倉內鎂屑在重力作用下不斷進入坩堝，然后關閉管道隔離閥，直至本次加入的鎂合金屑熔化完畢。如此反復，直至欲處理鎂屑全部熔化，待鎂合金液凝固完畢，吊出坩堝，倒出鎂合金錠。

實踐表明，本發(fā)明中的梯度加熱鎂合金屑熔煉坩堝，也可以實現(xiàn)非真空大氣環(huán)境下鎂合金屑的順序熔化，上部的鎂屑在鎂合金熔液表面慢慢滲入鎂合金熔液內，未熔化的鎂合金屑起到一定的封閉、阻擋作用，減少熔煉過程中氧化燒損，提高鎂合金液的純凈度；本發(fā)明中的連續(xù)加料裝置，可以在熔煉過程中實現(xiàn)鎂合金屑的連續(xù)加入，而不必每次加料時打開爐蓋。

本實用新型設計帶有移動機械真空泵，對于污染程度不同的鎂合金屑，靈活實現(xiàn)具有一定真空度和大氣環(huán)境下鎂合金屑的熔煉回收。通過閥門和膠管，實現(xiàn)與熔煉坩堝的軟連接。

本實用新型設計的連續(xù)加料裝置，可以在一定真空度和大氣環(huán)境下實現(xiàn)鎂合金屑連續(xù)加入過程，不需要打開爐蓋，確保熔煉回收過程連續(xù)穩(wěn)定性。

本實用新型針對實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不同牌號、不同污染程度且數(shù)量不多的鎂合金屑，為了及時得到處理，設計了專門的、具有梯度加熱的、帶有真空系統(tǒng)的鎂合金屑加熱坩堝裝置、與移動真空系統(tǒng)和坩堝系統(tǒng)連接的鎂合金屑連續(xù)加料裝置和移動真空系統(tǒng)，使得鎂合金屑在坩堝底部首先加熱熔化，隨后上部的鎂屑在加料壓板的作用下向下移動，實現(xiàn)坩堝內鎂屑真空或大氣狀態(tài)下的順序熔化，當坩堝內的鎂屑全部熔化完畢后，通過鎂合金屑連續(xù)加料裝置進行加料，直至處理完畢或坩堝盛滿。