[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備和工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196892.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107289782B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳榮石;馬躍群;侯丹輝;吳軍偉;韓恩厚;柯偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: F27B19/04
• 分類號: F27B19/04;C22B26/22;C22C1/02;C22C23/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備和工藝，屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備采用多臺熔爐及配套坩堝聯(lián)合作業(yè)，所述多臺熔爐由熔化爐、凈化爐和保溫靜置爐組成；熔化爐及其坩堝的作用為熔化鎂或鎂合金之用；鎂或鎂合金熔體通過保溫管路被移送到凈化爐及其坩堝內(nèi)，穿過浸沒在熔融熔劑內(nèi)的篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)和熔劑層，其中的夾雜物被去除干凈；凈化后的熔體通過保溫管路移送到保溫靜置爐及其坩堝內(nèi)進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。本發(fā)明對鎂或鎂合金熔體凈化徹底，降低了操作工人的操作難度，可連續(xù)自動生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，對環(huán)境的污染比傳統(tǒng)工藝小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備和工藝。

背景技術(shù)

鎂或鎂合金因具有密度小、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽性強(qiáng)、阻尼和減震性能高、導(dǎo)熱性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性高、優(yōu)良的鑄造性能、良好的加工性能、儲量豐富等一系列優(yōu)良特性，在電子產(chǎn)品、交通運(yùn)輸、航空航天及武器制造等工業(yè)中得到快速發(fā)展。

目前的鎂合金熔鑄設(shè)備根據(jù)熔體處理工藝可分為無熔劑冶煉型和熔劑精煉凈化型。無熔劑冶煉型通常用于鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的熔體制備。其坩堝通常為多室結(jié)構(gòu)，根據(jù)功能可分為熔化室、沉降室(或過濾凈化室)、保溫靜置室等；其特點(diǎn)有：在熔化室內(nèi)添加預(yù)制好的母合金錠重熔，無合金化及精煉等攪拌操作，液面可保持靜止無擾動；整個坩堝的阻燃防護(hù)通常采用含六氟化硫的混合氣體來實(shí)現(xiàn)；簡單的壓鑄坩堝其結(jié)構(gòu)僅僅利用鎂或鎂合金熔體中夾雜物密度與鎂熔體有差異的特點(diǎn)，依靠夾雜物的重力自然沉降或上浮來凈化熔體；復(fù)雜的壓鑄坩堝除了這種凈化方式外，還設(shè)計(jì)了過濾板進(jìn)行過濾凈化；熔化坩堝結(jié)構(gòu)接近準(zhǔn)密閉，環(huán)境污染較輕；工人無需特殊冶煉技能及專門培訓(xùn)。目前的無熔劑冶煉型設(shè)備其缺點(diǎn)是：熔體中懸浮的夾雜物較多且與熔體的密度差不大，僅僅依靠重力自然沉降、上浮或過濾等手段，尺寸細(xì)小的夾雜物去除不徹底，故壓鑄件產(chǎn)品內(nèi)的夾雜物也較多，只能用于不承力的非結(jié)構(gòu)民品件。

對于內(nèi)部質(zhì)量要求較高的承力結(jié)構(gòu)鑄件(例如航空航天零部件)，其熔鑄設(shè)備通常采用熔劑精煉凈化型。熔劑精煉凈化型的基本工藝過程是：用熔煉爐完成原料熔化、合金化以及精煉作業(yè)；精煉操作時，一邊對熔體進(jìn)行攪拌，一邊向熔體表面撒入主要有鹵鹽組成的固體粉末熔劑。熔劑遇高溫鎂熔體熔化，熔融的熔劑與非金屬夾雜物充分接觸并被捕獲。熔體精煉完畢后將進(jìn)入保溫靜置過程。保溫靜置過程可以在精煉坩堝(坩堝可以在原來的熔化爐內(nèi)，也可以吊轉(zhuǎn)到另外的保溫靜置爐內(nèi))，也可以將精煉后的熔體利用泵體或其它方式輸送到另外的保溫靜置坩堝內(nèi)進(jìn)行。在保溫靜置過程中，熔劑包裹的非金屬夾雜物密度大于鎂合金熔體，會慢慢沉降到熔體下部，這個沉降過程通常至少需要三十分鐘左右。保溫靜置完畢后進(jìn)入澆注過程。目前的澆注過程分為將坩堝傾轉(zhuǎn)式澆注和保溫管路輸送式澆注兩種。其中，傾轉(zhuǎn)式澆注的缺點(diǎn)為：熔體內(nèi)仍然有懸浮細(xì)小夾雜殘留會隨鎂液澆注流出；坩堝晃動可能導(dǎo)致表面熔劑保護(hù)層破損而致使熔體氧化；坩堝底沉積的夾雜也可能隨液流澆注進(jìn)入鑄件，工藝控制有一定難度；工人需長期培訓(xùn)，精心操作；有一定危險(xiǎn)性和煙氣造成的環(huán)境污染。相對而言，保溫管路輸送式澆注比較先進(jìn)，但是受到精煉方法的限制，依然無法徹底清除鎂液中殘留的懸浮細(xì)小夾雜物。

由上可見，目前工業(yè)上采用的兩種鎂或鎂合金熔鑄工藝及設(shè)備均無法生產(chǎn)高潔凈化鎂或鎂合金熔體，需要開發(fā)更先進(jìn)的設(shè)備和工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備和工藝。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備，該設(shè)備包括熔化爐、凈化爐和保溫靜置爐；所述熔化爐用于鎂或鎂合金的熔化及合金化，熔化爐內(nèi)的鎂或鎂合金熔體(可通過保溫管路Ⅰ)移送到凈化爐內(nèi)進(jìn)行凈化處理，凈化后的熔體(可通過保溫管路Ⅱ)移送到保溫靜置爐內(nèi)進(jìn)行后續(xù)澆注作業(yè)。

所述熔化爐、凈化爐和保溫靜置爐內(nèi)均設(shè)置相應(yīng)的配套坩堝，各步操作均在相應(yīng)的坩堝內(nèi)進(jìn)行。