專利名稱：鎂合金熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔煉爐，尤其涉及一種專用于鎂合金的熔煉爐，屬于金屬材料及冶金類技術(shù)領(lǐng)域。
另一方面，當(dāng)前隨著鎂合金應(yīng)用的日益增加，報(bào)廢的鎂合金零件日益增多，從而對(duì)鎂合金的廢料提出了再生回用的要求。鎂合金的再生技術(shù)對(duì)于合理回收廢料，節(jié)約資源，降低鎂鑄件的成本和環(huán)境污染，延長(zhǎng)鎂合金生產(chǎn)周期具有重要意義。由于鎂廢料中往往含有大量氧化物及Fe，Ni，Cu等雜質(zhì)元素，這些元素顯著降低鎂合金的力學(xué)性能和抗蝕性。因此，去除氧化物和雜質(zhì)元素是鎂廢料回收要考慮的主要問(wèn)題。
由于鎂的化學(xué)活性很強(qiáng)，在空氣中容易氧化，且生成的氧化膜是疏松的，不能起保護(hù)作用，特別是高溫情況下，氧化反應(yīng)放出的熱量若不能及時(shí)散發(fā)，則很容易燃燒，因此，在熔煉鎂合金時(shí)，對(duì)鎂合金的保護(hù)和凈化處理是提高鎂液質(zhì)量的關(guān)鍵。目前已有的鎂合金熔煉爐，大多采用爐內(nèi)熔劑凈化或過(guò)濾凈化的單一的凈化方法，在實(shí)際使用過(guò)程中，難以得到高品質(zhì)的鎂合金，尤其不適用于鎂合金廢料的回收凈化處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種鎂合金專用熔煉爐，集熔劑精煉、吹氣凈化、過(guò)濾凈化及氣體保護(hù)于一體，安全、高效地完成鎂合金的熔煉、保護(hù)和凈化處理，尤其適用于鎂合金回用料的再生處理。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的鎂合金熔煉爐，由加熱爐體、旋轉(zhuǎn)噴吹凈化裝置、過(guò)濾凈化裝置和保護(hù)氣體輸入裝置等幾部分組成，加熱系統(tǒng)采用電阻絲加熱，旋轉(zhuǎn)噴吹凈化裝置利用氬氣對(duì)鎂熔體進(jìn)行吹氣凈化，過(guò)濾凈化裝置采用鎂合金專用的MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器，保護(hù)氣體輸入裝置可以向鎂液表面吹入SF6或SO2等保護(hù)性氣體，以防止鎂液熔煉過(guò)程中氧化、燃燒。
本發(fā)明的爐體呈園形結(jié)構(gòu)，爐殼為鋼板焊接而成，內(nèi)襯保溫耐火磚，熔煉爐采用電阻絲加熱，在爐體的底部有一個(gè)容納覆蓋熔劑的熔池，以保證鎂合金在完全封閉和氣體保護(hù)條件下熔煉，防止鎂合金在熔化過(guò)程中氧化和燃燒，而一旦坩堝發(fā)生漏液也有保護(hù)措施。坩堝上裝有起密封作用的坩堝蓋，熱電偶通過(guò)坩堝蓋上的小孔插入鎂液中，以測(cè)定熔體的溫度。另外，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置和保護(hù)氣體輸入裝置以及節(jié)流閥裝置均裝在坩堝蓋上，坩堝蓋上還設(shè)有一個(gè)熔劑加入口。利用旋轉(zhuǎn)噴吹凈化裝置端部的石墨轉(zhuǎn)子在熔池底部吹入氬氣，產(chǎn)生的細(xì)小氬氣泡在上浮過(guò)程中對(duì)鎂熔體進(jìn)行凈化處理。利用保護(hù)氣體輸入裝置，可向鎂熔體表面吹入保護(hù)氣體，防止其氧化燃燒。坩堝的出口端裝有過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)裝有鎂合金專用的MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器，對(duì)鎂液做進(jìn)一步的凈化處理，對(duì)夾雜物清除有顯著的效果。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，思路新穎，將熔化、精煉、除氣、過(guò)濾和氣體保護(hù)等裝置結(jié)合成一體，具有多級(jí)復(fù)合凈化功能，整個(gè)系統(tǒng)使用安全，操作方便。處理后的鎂熔體純潔度高，而且成本低，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明熔煉爐還可采用熔劑對(duì)鎂熔體進(jìn)行精煉處理，有效去除鎂熔體中的夾雜物，大大提高鎂合金的品質(zhì)，是鎂合金的熔煉及其凈化處理的理想裝置，適合我國(guó)鎂加工企業(yè)的需要，尤其適用于鎂合金的精煉以及舊料回用再生處理，有推廣應(yīng)用價(jià)值。


及
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的鎂合金熔煉爐由加熱爐體1、坩堝3、測(cè)溫?zé)犭娕?、旋轉(zhuǎn)噴吹裝置6、保護(hù)氣體輸入裝置7、節(jié)流閥8和過(guò)濾裝置10等組成。爐體1呈園形結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯保溫耐火磚，采用電阻絲加熱。在爐體1的底部有一個(gè)容納覆蓋熔劑的熔池2。在熔池之上放置熔化坩堝3，坩堝上裝有起密封作用的坩堝蓋4，熱電偶5通過(guò)坩堝上的小孔插入坩堝3內(nèi)的鎂液中。另外，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置6和保護(hù)氣體輸入裝置7以及節(jié)流閥8均裝在坩堝蓋上，坩堝蓋上還設(shè)有一個(gè)熔劑加入口9。過(guò)濾裝置10安裝在坩堝的出口端。
以鎂合金回用舊料處理的工作過(guò)程為例，工作時(shí)先將坩堝蓋4移開，在坩堝底部撒上一部分覆蓋劑，再將烘干過(guò)的爐料加入坩堝內(nèi)，再在爐料表面撒上一部分覆蓋劑，之后蓋上坩堝蓋。然后加熱升溫，當(dāng)爐料開始熔化時(shí)，打開保護(hù)氣體輸入裝置7，吹入SF6、CO2與空氣的混合保護(hù)氣體或SO2保護(hù)氣體，對(duì)鎂熔體進(jìn)行保護(hù)，防止其燃燒。對(duì)于鎂合金廢料回用處理，待鎂合金熔化后，升溫到730-740℃，打開坩堝蓋上的熔劑加入口9，加入鎂合金精煉劑，同時(shí)打開旋轉(zhuǎn)噴吹裝置6，并吹入氬氣，一方面噴頭的旋轉(zhuǎn)以及噴出的氬氣有攪拌鎂液的作用，促進(jìn)了鎂液與熔劑的良好接觸，提高其精煉效果；另一方面，氬氣對(duì)鎂熔體也有凈化作用。這樣處理一段時(shí)間后，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)噴吹裝置6，使鎂液靜置一段時(shí)間后，打開節(jié)流閥8，鎂液通過(guò)過(guò)濾裝置10流出，由于過(guò)濾裝置10內(nèi)裝有鎂合金專用MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器，能較好地過(guò)濾掉鎂熔體內(nèi)的熔劑等夾雜物，故進(jìn)一步提高了鎂液的凈化效果。
坩堝蓋4具有非常重要的功能，因?yàn)橐环矫?，在它上面有必需的熔劑加入?和測(cè)溫?zé)犭娕?的入口；另一方面，它阻隔了金屬鎂與周圍的空氣。干燥的壓縮空氣同SF6混合產(chǎn)生一種高效的保護(hù)性氣體。CO2也可以作為第三種成分部分代替加入其中。一旦坩堝3由于長(zhǎng)期使用及鎂液腐蝕作用而發(fā)生鎂合金液泄漏，泄漏的合金液直接漏入熔煉爐底的熔池2內(nèi)，熔池2內(nèi)的熔劑迅速將其覆蓋，避免發(fā)生燃燒等危險(xiǎn)。坩堝蓋4起密封作用，把保護(hù)氣體封閉在坩堝3內(nèi)。
本發(fā)明的一個(gè)重要部分是旋轉(zhuǎn)噴吹裝置6，其作用是利用其端部的石墨轉(zhuǎn)子在坩堝底部吹入氬氣，產(chǎn)生的細(xì)小氣泡在上浮過(guò)程中對(duì)熔體起攪拌作用，帶動(dòng)一些質(zhì)量輕的雜質(zhì)上浮，促進(jìn)雜質(zhì)分離，同時(shí)有顯著的去氫作用。
通過(guò)坩堝蓋4上的保護(hù)氣體輸入裝置7可以向鎂液表面吹入SF6或SO2等保護(hù)性氣體，以防止鎂液熔煉過(guò)程中氧化、燃燒。
坩堝出口處安裝的過(guò)濾裝置10內(nèi)裝有鎂合金專用的MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器，對(duì)夾雜物清除有顯著的效果。鎂液經(jīng)過(guò)泡沫陶瓷過(guò)濾器后，其內(nèi)的夾雜物的去除率超過(guò)95％以上。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金熔煉爐，其特征在于加熱爐體(1)底部有容納覆蓋熔劑的熔池(2)，熔池(2)之上放置熔化坩堝(3)，熱電偶(5)通過(guò)坩堝蓋(4)上的小孔插入坩堝(3)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置(6)和保護(hù)氣體輸入裝置(7)以及節(jié)流閥(8)均裝在坩堝蓋(4)上，坩堝蓋(4)上設(shè)有熔劑加入口(9)，坩堝(1)的出口端安裝過(guò)濾裝置(10)。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的鎂合金熔煉爐，其特征在于過(guò)濾裝置(10)內(nèi)裝有鎂合金專用的MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器。
全文摘要
一種鎂合金熔煉爐，加熱爐體底部有容納覆蓋熔劑的熔池，熔池之上放置熔化坩堝，熱電偶通過(guò)坩堝蓋上的小孔插入坩堝內(nèi)鎂液中，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置和保護(hù)氣體輸入裝置以及節(jié)流閥均裝在坩堝蓋上，坩堝蓋上設(shè)有熔劑加入口，坩堝出口端安裝過(guò)濾裝置。本發(fā)明采用電阻絲加熱，旋轉(zhuǎn)噴吹裝置可利用氬氣對(duì)鎂熔體進(jìn)行吹氣凈化，過(guò)濾凈化裝置采用鎂合金專用的MgO泡沫陶瓷過(guò)濾器，保護(hù)氣體輸入裝置可向鎂液表面吹入SF
文檔編號(hào)F27B14/04GK1390963SQ02136199
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者吳國(guó)華, 彭立明, 曾小勤, 丁文江 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)