[發(fā)明專利]在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法

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• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111412760A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 李碚;姜愛民
• 申請（專利權）人: 深圳市賽邁特懸浮冶金科技有限公司
• 主分類號: F27D27/00
• 分類號: F27D27/00;F27D19/00;F27D21/00;F27D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，具體方法步驟包括吹氬管的設計、氬氣處理、吹氬過程設計、泄壓要求設計和坩堝縫隙處理，懸浮熔煉采用分瓣的水冷銅坩堝，在真空或充氬的爐體中，利用超音頻電源的電磁場把水冷銅坩堝中的金屬加熱到熔點以上的溫度，電磁場對熔池產生懸浮力，使熔池表面脫離水冷銅坩堝內壁，排除了水冷銅坩堝材料對金屬液的污染，為了使電磁場能夠進入水冷銅坩堝的內部，水冷銅坩堝壁具有分瓣的結構瓣片的方向與水冷銅坩堝的軸線平行，為了使水冷銅坩堝能承受高溫，每一個坩堝瓣片中都設置有冷卻水路。

2.根據權利要求1所述的在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，所述吹氬管的設計具體步驟如下：

在設計吹氬管吹氬管的管口裝設在坩堝的底部，其中吹氬管可以是1支管，在這種情況下，它一般位于坩堝底的中心，吹氬管也可以是多支管，在這種情況下，各支管一般圍繞坩堝底的中心對稱分布，同時，在坩堝底的中心仍然可以裝有吹氬管，吹氬管的方向可以是與水冷銅坩堝的軸線同軸，在這種情況下，氬氣流是向上射出的，吹氬管的方向也可以是以圍繞水冷銅坩堝的軸線向內聚攏，在這種情況下，氬氣流向水冷銅坩堝的中心集中射出，這樣可以對熔池產生比較大的沖擊力，吹氬管的方向還可以是以圍繞坩堝的軸線按照螺旋的方向延伸，在這種情況下，氬氣流在水冷銅坩堝中形成漩渦，一些水冷銅坩堝在坩堝底設置有可以移動的坩堝塞，這是在懸浮熔煉技術中采用的重要結構，它對于坩堝的冷卻水路的設計有重要作用，也可用于為熔煉過程提供底鑄條件，在這種情況下，吹氬管可以裝在坩堝塞的中心區(qū)域且裝在坩堝塞中的吹氬管，可以是一支，可以是多支，它們的方向可以是與水冷銅坩堝的軸線平行，可以是圍繞水冷銅坩堝的軸線向內聚攏，也可以是圍繞水冷銅坩堝的軸線按照螺旋的方向延伸。

3.根據權利要求1所述的在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，所述氬氣處理的具體步驟如下：

為防止大量氬氣進入熔池后降低熔池溫度，吹進水冷銅坩堝的氬氣采用熱氬氣，加熱氬氣的方法包括：

(1)在爐體外面加熱氬氣：令氬氣管通過一個加熱爐即可加熱氬氣，但是，在這種方法里，氬氣的溫度不能太高，否則氬氣管道在進入爐體時，會把密封裝置燒壞；

(2)在爐體內部加熱氬氣：加熱氬氣管道的爐子可以是電阻爐、感應爐，或者其它類型的加熱爐，這種方法可以將氬氣加熱到很高的溫度。

4.根據權利要求1所述的在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，所述吹氬過程設計具體步驟如下：

(1)爐體抽真空和充氬后，打開吹氬管的吹氬閥門，使氬氣形成微正壓，保持向水冷銅坩堝吹氬的狀態(tài)防止金屬熔化后液態(tài)金屬被吸入吹氬管；

(2)啟動感應電源，加熱坩堝中的金屬料，然后增大加熱功率，使金屬料熔化，由于吹氬管中的氬氣保持著正壓，它防止了金屬也流入吹氬管，堵塞吹氬管，這時增大吹氬管中氬氣的壓力，使氬氣從吹氬管的管口射入坩堝中的金屬熔池，使氬氣泡在熔池中翻滾，產生攪拌作用；

(3)在吹氬過程中要調整壓力，使壓力足夠大以便有足夠多的氬氣泡產生攪拌作用，但是壓力也不能過大，防止激烈翻滾的氬氣泡將金屬液噴出坩堝；

(4)氬氣管內的氬氣在熔煉過程中一直保持正壓，防止出現負壓時將液態(tài)金屬吸入吹氬管。

5.根據權利要求1所述的在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，所述泄壓要求設計具體為向水冷銅坩堝內部吹氬，為了防止氬氣在爐體內的壓力越來越大造成危險，需要在爐體上設置電磁泄壓閥，泄壓閥受壓力傳感器控制，當爐內壓力達到某設定值時，泄壓閥自動開啟泄放氬氣。

6.根據權利要求1所述的在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，其特征在于，所述坩堝縫隙處理包括在制造水冷銅坩堝時用高穩(wěn)定性的絕緣材料將所有的坩堝瓣片縫隙填充封閉，絕緣材料可以采用氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂或云母材料。