[實用新型]一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置

有效

• 申請號: 201520910688.7
• 申請日: 2015-11-16
• 公開（公告）號: CN205188402U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 張奎;李興剛;李永軍;石國梁;馬鳴龍;袁家偉
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C23/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本實用新型屬于冶金設備技術領域，特別涉及一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣 裝置。

背景技術

鎂合金熔煉存在如下難點：(1)由于鎂合金熔體自身的氧化膜封閉能力差， 因此需要熔劑或氣體保護。與氣體保護相比，熔劑保護成本低且操作簡單，因 而在工業化生產中廣泛采用。但熔劑覆蓋層很容易在攪拌過程中破損，破損后 會造成液面氧化同時增加熔劑用量，增大了最終產品中氧化夾雜和熔劑夾雜的 出現幾率。(2)由于多數合金元素的密度大于鎂，因此合金元素容易沉底，特 別是Zr和稀土元素，從而造成原材料浪費；(3)鎂合金高溫熔體的吸氫能力非 常強，在凝固過程中容易形成氣孔和疏松，另外，當熔體含稀土元素時，由于 稀土元素與氫的結合力較大，不僅增大了熔體的氫含量，而且容易形成高熔點 的稀土氫化物，該相呈方塊狀并分布于晶界，會降低材料塑性。因此，防止液 面氧化、攪拌和吹氣精煉是鎂合金熔煉非常關鍵的工序，防止液面氧化可以減 少氧化夾雜并降低精煉難度，攪拌可以實現濃度場和溫度場在整個坩堝內的均 勻分布，吹氣精煉的作用主要是除氫。

目前，熔煉用攪拌器的設計主要集中于攪拌器形狀的改進，目的是增大與 熔體的接觸面積，提高攪拌均勻性，但這與鎂合金熔煉特有的防止液面氧化相 沖突。攪拌過程中，熔體總的運動方式是沿著坩堝內壁旋轉流動，流動的激烈 程度由電機轉速控制，要提高攪拌均勻性，需要加快熔體流動，但過快的熔體 流動將破壞熔劑保護層，從而加速液面氧化。鎂合金熔煉最佳的攪拌效果是： 熔體在表面保護層封閉的環境內循環流動，而現有的攪拌器很難達到這一目的。

當前，最成熟的吹氣精煉技術是旋轉噴吹技術，即：惰性氣體通過旋轉噴 吹桿，并經由旋轉噴頭上的氣孔進入熔體中，旋轉噴頭高速旋轉，對惰性氣體 進行剪切和破碎，產生大量微氣泡，微氣泡進入熔體后，憑借氫在熔體和微氣 泡中的分壓差，使得熔體中的氫不斷擴散進入微氣泡中，并隨著微氣泡上浮到 液面而逸出，從而實現除氫的目的。為了提高凈化效果，需要對氣泡進行充分 破碎即增大熔體中氣泡的比表面積，以及延長氣泡在熔體中的停留時間。

實用新型內容

本實用新型是針對目前鎂合金工業化熔煉中存在的熔劑保護層易破損、溫 度場不均勻、合金元素易沉底(特別是稀土元素和Zr)、熔體吸氫嚴重等難題， 提供了一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置。

一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置，其包括防護筒11和位于防護筒11內的 旋轉噴吹主軸3，以及支撐平臺和安裝在支撐平臺上的變頻電機6；

所述防護筒11包括上緣、筒身和底板，其上緣緊密連接在支撐平臺上，筒 身上部和下部開孔；

所述主軸3的中心為通孔，其底端封口，并通過軸承與防護筒11的底板連 接，主軸3的頂端穿過支撐平臺，并通過旋轉接頭2與進氣管1連通，主軸3 與支撐平臺之間通過軸承連接；主軸3上安裝皮帶輪4，皮帶輪4位于支撐平臺 上方，并通過皮帶5與變頻電機6連接，帶動主軸3的旋轉；主軸3下部對應 防護筒11下部開孔的位置，沿圓周方向開多組排氣孔13，主軸3的排氣區安裝 2～6個碎氣葉片14，呈等分角分布在主軸3的圓周上；主軸3的中部和下部各 安裝一組攪拌葉片12，下部一組攪拌葉片12位于排氣孔13上方，中部一組攪 拌葉片12位于防護筒11上部開孔的下方，每組包含2～6個攪拌葉片12，呈等 分角分布在主軸3的圓周上。

所述支撐平臺包括上支撐板7和下支撐板9，上支撐板7和下支撐板9之間， 左右兩側設置隔熱層8；防護筒11的上緣緊密連接在下支撐板9上；主軸3的 頂端依次穿過下支撐板9和上支撐板7，通過旋轉接頭2與進氣管1連通，主軸 3與上支撐板7、下支撐板9之間通過軸承連接。

優選地，所述防護筒11的筒身上部開孔的上緣與液面之間的距離≥200 mm，下部開孔位于筒身底端。

優選地，所述排氣孔13的氣孔方向為傾斜向下，傾斜角度為30～60°，進一 步優選為45°。

優選地，所述碎氣葉片14的傾斜角度為0～60°，進一步優選為45°。

優選地，所述攪拌葉片12的傾斜角度為30～60°，進一步優選為45°。

優選地，所述支撐平臺上開孔，用于添加合金料和熔劑，以及清除表面浮 渣。

本實用新型的有益效果為：