[發明專利]在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法

在審

• 申請號: 202010248693.1
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111412760A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（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

本發明公開了在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，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，使熔池表面脫離坩堝內壁，排除了坩堝材料對金屬液的污染，為了使電磁場能夠進入銅坩堝的內部，坩堝壁具有分瓣的結構瓣片的方向與坩堝的軸線平行，每一個瓣片中都設置有冷卻水路。本發明利用氬氣氣泡在熔池中的攪動作用，在合金的熔煉過程中對合金液產生攪拌提高合金成分均勻性，從底部吹氬，在熔池底部產生氣體壓力對熔池的懸浮具有輔助作用。

技術領域

本發明涉及合金熔煉技術領域，具體來說，涉及在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法。

背景技術

現有的對金屬合金進行熔煉的方法采用懸浮熔煉技術，現有懸浮熔煉技術的一個重要缺點是熔煉的合金的均勻性較差。

均勻性差的原因：為了增高懸浮力需要提高電磁場頻率，但是隨著頻率提高電磁場的攪拌力減?。粦腋∪蹮捠褂盟溷~坩堝，熔池接近坩堝壁和坩堝底區域的溫度偏低，在操作不當的情況下存在有局部未熔化的合金料。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于提供在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：在懸浮熔煉技術中用吹氬技術提高熔池均勻性的方法，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，排除了坩堝材料對金屬液的污染，為了使電磁場能夠進入銅坩堝的內部，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，為了使坩堝能承受高溫，每一個瓣片中都設置有冷卻水路。

進一步的，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水冷銅坩堝的底部，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水冷銅坩堝的軸線按照螺旋的方向延伸，在這種情況下，氬氣流在坩堝中形成漩渦，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，它對于水冷銅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坩堝的軸線平行，可以是圍繞坩堝的軸線向內聚攏，也可以是圍繞坩堝的軸線按照螺旋的方向延伸。

進一步的，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。

進一步的，所述吹氬過程設計具體步驟如下：