本實(shí)用新型屬于金屬鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種熔煉合金原料用的裝置。

背景技術(shù)：

在合金熔煉的過程中，需要將不同的合金原料加入到熔煉爐中進(jìn)行加熱融化，然后再鑄造成鑄錠。目前，大型熔煉爐加料的方式是利用人工或者機(jī)械的方式將所有原料混合后加入熔煉爐的熔煉坩堝內(nèi)，再進(jìn)行加熱，由于熔煉爐內(nèi)無法進(jìn)行有效的混勻，往往導(dǎo)致合金熔液均勻性欠佳，從而影響合金鑄錠的品質(zhì)。上述傳統(tǒng)加料方式在大裝載量的非晶合金熔煉過程中的缺點(diǎn)尤為突出，主要的原因在于非晶合金成分較為復(fù)雜、不同合金成分熔化溫度不同，且非晶合金成型能力與合金熔液均勻性密切相關(guān)。非晶合金鑄造過程為真空鑄造，所以難以通過機(jī)械攪拌等方法進(jìn)行合金熔液的混勻，現(xiàn)有技術(shù)中往往通過改善加料方法來達(dá)到混勻的目的。

現(xiàn)有技術(shù)中，以真空熔煉鋯基非晶合金為例，在處理大裝載量的鋯基非晶合金熔煉過程，常用加料方法有如下兩種：

（1）將鋯金屬原料先裝填入熔煉坩堝中，然后在鋯金屬原料中掏出一塊空白的空間，然后在該空間內(nèi)加入其它合金原料，然后再在原料表面上覆蓋一層鋯金屬原料。

（2）將非鋯金屬原料的其他合金原料鋪設(shè)于熔煉坩堝底部，然后再在其上裝載鋯金屬原料。

由于不同合金原料的熔點(diǎn)與熔化速度不同，所以上述兩種加料方法都無法達(dá)到滿意效果。方法（1）中，處于熔煉坩堝底層的鋯金屬原料由于坩堝底部為低溫區(qū)，故底層的鋯金屬原料往往有不能完全熔化形成合金的現(xiàn)象。方法（2）中，由于熔煉坩堝底層溫度較低、熔煉速度慢，導(dǎo)致邊角處的合金原料無法與其他金屬形成低熔點(diǎn)合金，若其他合金原料中還包含有Ni、Fe等本身熔點(diǎn)就比較高的原料，就會(huì)導(dǎo)致無法熔化形成合金。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種能夠有效提升非晶合金熔煉過程溶液均勻性、進(jìn)而提升非晶合金合金化程度的熔煉裝置，同時(shí)，應(yīng)用該熔煉裝置還能夠加快熔煉速度、降低能耗。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種熔煉裝置，包括熔煉坩堝、加熱裝置，其中：

還包括加料筒和加料斗；

所述加料筒為中空柱狀，設(shè)于熔煉坩堝中心位置；

所述加料斗為漏斗狀，其底部與加料筒頂部相連；

加料前加料筒與加料斗設(shè)于熔煉坩堝內(nèi)，加料完畢后取出，然后加熱裝置對(duì)熔煉坩堝進(jìn)行熔煉加熱，使合金原料熔融合金化。

本發(fā)明中的熔煉裝置用于熔煉非晶合金的工藝中，在熔煉裝料的過程中，將熔煉溫度低的合金原料裝載于加料筒內(nèi)，熔煉溫度高的合金原料裝載于熔煉坩堝與加料筒之間。

在熔煉坩堝中，坩堝中心部位為相對(duì)高溫區(qū)，底部及側(cè)邊區(qū)域?yàn)橄鄬?duì)低溫區(qū)，按照上述方法加料完畢、去除加料筒與加料斗，進(jìn)行熔煉時(shí)，中空加料筒在熔煉坩堝的中心定位出一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，裝載于其中的熔煉溫度較低（即熔點(diǎn)較低）的合金原料在該區(qū)域內(nèi)呈柱狀分布并首先開始熔化，由于熔煉坩堝中心區(qū)域?yàn)楦邷貐^(qū)，處于其中的低溫原料合金首先開始熔化，熔化后的低溫原料合金熔液裹挾著熱量向外輻射，逐漸與外側(cè)熔煉溫度較高的合金原料相融合，并進(jìn)一步熔化混合。與傳統(tǒng)加料方式混合過程不同，低溫原料合金熔液具備較好的流動(dòng)性，能夠有效與外側(cè)的合金原料進(jìn)行混勻，提升合金化程度。

由于熔煉裝置處于熔煉爐的高溫環(huán)境中，加料筒與加料斗皆由金屬材料制成，如可使用不銹鋼、耐熱鋼等耐熱性能好、易加工的常見金屬材料。

在實(shí)際使用過程中，加料筒與加料斗分開設(shè)立為宜，需要加料斗時(shí)將其放在加料筒上，加料完畢后即可先取出，便于后續(xù)將加料筒取出。實(shí)際使用過程中還可在往加料筒中加完料之后將加料斗反扣于加料筒上，這樣在向熔煉坩堝與加料筒之間的空間加料時(shí)，通過倒立斗狀的加料斗便于均勻向周圍分散。加料斗采用圓形漏斗狀為宜，加料斗底部與加料筒相接的方式不做限定，能夠滿足可扣于加料筒頂端方便加料即可。進(jìn)一步地，所述加料斗斜邊與垂直方向形成的角度為15-45°最佳。

進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)選，加料筒內(nèi)體積容量為熔煉坩堝的40-60%為宜，加料筒壁厚為1-50mm。從實(shí)際熔煉工藝的狀況考慮，加料筒體積容量過大與現(xiàn)實(shí)合金配比不符合，過小則效果不明顯，同時(shí)加料筒的尺寸和壁厚根據(jù)所使用的熔煉裝載量有關(guān)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)明目的，加料筒的厚度越薄，越便于加工以及實(shí)際生產(chǎn)中的吊裝。

為便于加料完畢后、熔煉開始前取出加料筒，加料筒側(cè)壁上還設(shè)有吊耳，所述吊耳為相對(duì)設(shè)置的2個(gè)為宜，且吊耳位于加料筒前端，便于機(jī)械吊裝。

本實(shí)用新型中的熔煉裝置尤其適用于裝載量為100kg以上的真空熔煉爐。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

1、本實(shí)用新型提供了一種簡(jiǎn)單易得的金屬熔煉裝置，該熔煉裝置應(yīng)用于非晶合金熔煉過程中能夠有效提升非晶合金熔煉過程溶液均勻性、進(jìn)而提升非晶合金合金化程度。

2、使用本實(shí)用新型中熔煉裝置與通常加料的工藝方法相比能夠加快熔煉速度、降低能耗。

附圖說明

圖1 為本實(shí)用新型中熔煉裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及使用方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本實(shí)施例中的熔煉裝置如附圖1所示，包括熔煉坩堝1，還包括加料筒2、加料斗3，加料筒2為中空柱狀，設(shè)于熔煉坩堝中心位置，加料斗3為圓形漏斗狀，其底部扣于加料筒2頂部。為便于吊裝，加料筒2側(cè)壁上還設(shè)有相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)吊耳4，吊耳位于加料筒前端偏上的位置，吊耳形狀和根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。熔煉坩堝外側(cè)還設(shè)有加熱裝置，該加熱裝置采用現(xiàn)有技術(shù)中熔煉設(shè)備中使用的任一加熱裝置即可，在本實(shí)施例中的示意圖中未標(biāo)出。

加料筒2與加料斗3為獨(dú)立的部件，由不銹鋼制成，加料筒內(nèi)體積容量為熔煉坩堝的50%，本實(shí)施例中的熔煉裝置應(yīng)用于200kg裝載量的熔煉坩堝內(nèi)，加料筒壁厚設(shè)為15mm。加料斗斜邊與垂直方向形成的角度為20°。

利用上述裝置進(jìn)行鋯基非晶合金Zr55Ni10Al15Cu15Be5的熔煉，步驟如下：

（1）加料前將加料筒2放置于熔煉坩堝正中心位置，將加料斗3底部扣于加料筒2頂部；

（2）將除了鋯金屬以外的其他金屬原料通過加料斗3加入到加料筒2內(nèi)空間201內(nèi)，加料筒內(nèi)原料添加完畢后，將加料斗3翻轉(zhuǎn)，倒扣于加料筒2上；

（3）將鋯金屬原料添加至熔煉坩堝1與加料筒2之間的空間101內(nèi)；

（4）鋯金屬原料添加完畢后，直接取出加料斗3，然后用吊帶穿過吊耳4，用行車將加料筒2吊出，至此加料完畢；

（5）加熱裝置對(duì)熔煉坩堝進(jìn)行熔煉加熱，使合金原料熔融合金化。

上述熔煉過程設(shè)于真空環(huán)境或者惰性氣氛中進(jìn)行。

在熔煉坩堝中，坩堝中心部位為相對(duì)高溫區(qū)，底部及側(cè)邊區(qū)域?yàn)橄鄬?duì)低溫區(qū)，按照上述方法加料完畢、去除加料筒與加料斗，進(jìn)行熔煉時(shí)，加料筒內(nèi)的熔煉溫度較低的合金原料Al、Cu、Be在該區(qū)域內(nèi)呈柱狀分布并首先開始熔化，由于熔煉坩堝中心區(qū)域?yàn)楦邷貐^(qū)，處于其中的低溫原料合金首先開始熔化，熔化后的低溫原料合金熔液裹挾著熱量向外輻射，逐漸與外側(cè)熔煉溫度較高的鋯金屬原料相融合，并進(jìn)一步熔化混合。與傳統(tǒng)加料方式混合過程不同，低溫原料合金熔液具備較好的流動(dòng)性，能夠有效與外側(cè)的合金原料進(jìn)行混勻，提升合金化程度。

使用本實(shí)施例中的熔煉裝置進(jìn)行熔煉時(shí)，與通常的加料方法相比，能耗降低8-15%，可有效避免高熔點(diǎn)合金原料不熔的現(xiàn)象發(fā)生。

最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。