[发明专利]压流式镁合金熔炼保温炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金熔炼设备，尤其涉及一种压流式镁合金熔炼保温炉，属于有色金属技术领域。

背景技术

镁合金具有很多优点，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，近年来镁合金的研究和应用日益受到材料学界和工业界的重视。随着成本降低以及技术瓶颈的突破，镁和镁合金成为汽车、电子、通信等行业对镁合金薄板带材需求日益强烈。镁合金铸轧技术具有短流程、低成本和高效率等优势，是镁合金板带加工技术的主要发展方向。

近年来，针对镁合金铸轧技术进行研发，制备出不同规格的镁合金铸轧板坯，取得了阶段性的成绩。但是，国内现有镁合金铸轧技术研发仍处于应用前夕的实验室研究阶段，铸轧机及辅助装备均借鉴于铝合金铸轧装备。由于镁合金热物理性能与铝合金有较大差异，铝合金铸轧装备难以满足镁合金铸轧工艺要求。因此，镁合金专业铸轧机及辅助装备的研发，成为镁合金铸轧工艺开发的瓶颈之一，迫切需要进行开发。

镁及镁合金化学性质活泼，在熔融状态下很容易氧化，熔铸过程中如不能采用有效的保护、净化和熔体输送措施，则造成熔体夹杂物增多，熔体冶金质量较低，用于铸造或压铸则可能造成废品率增加，最终导致资源浪费和品质降低。镁合金氧化生成的氧化膜很疏松，难以起到隔绝空气的保护作用；同时，在高温环境中，镁液氧化反应放出的热量如果不能及时散发出去，则容易燃烧、爆炸引起事故。所以，镁合金熔炼、铸造过程中，其熔体保护、处理及输送工艺及装置均应针对其易于氧化燃烧特性进行设计与开发。对于镁合金铸轧工艺而言，其熔炼、输送装置更为重要。首先，镁合金铸轧工艺要求镁合金熔体输送流量与铸轧速度精确匹配，进而将前箱液面高度精确控制在一定高度范围。因此，需要将镁合金熔体定流量连续输送，并在一定范围内较精确调整其流量大小。其次，镁合金铸轧工艺要求镁液熔体纯净，将夹杂物含量控制在较低范围。因此熔炼输送装置在满足平稳连续输送的要求下，还要考虑熔体处理操作的要求。此外，镁合金熔体极易氧化燃烧，其保护措施也应引起充分的重视。

镁合金熔体输送传统的方式主要有：倾翻机械配合、利用液位高差流槽过渡以及机械泵抽取等方式。为满足镁合金熔铸工艺要求，熔体输送方式需要满足以下条件：1、抽取坩锅中部纯净镁液；2、连续定流量输送；3、需要精确控制熔体流量与铸造速度相匹配，从而精确控制液面高度；4、充分考虑镁合金熔体易于凝结、堵塞管道等要求。由于镁合金熔体密度较低，与夹杂物密度差较小，因此镁合金熔体中夹杂物会缓慢上浮或下沉至坩锅顶部或底部，采用倾翻机械或液位高差流槽过渡等方式实现熔体输送时，不能有效的去除上部浮渣与底部沉渣。机械泵也是目前铸造企业应用较多的一种装置，但是该装置前期预热、后期清理需要在配置的熔剂炉中完成，增加设备投资；此外，金属泵输送流相对较大，并且极易堵塞。为满足镁合金熔铸工艺要求，迫切需要研制开发镁合金熔炼、保温及熔体输送成套装置，满足铸轧工艺中镁合金熔体保护、熔炼、静置、熔体净化及熔体输送的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种压流式镁合金熔炼保温炉，有效地防止镁合金熔液在冶炼过程中的氧化、燃烧，并结合镁合金铸轧或其它熔铸装备，制备出高质量的镁合金板坯、铸件等产品。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

压流式镁合金熔炼保温炉，包括带有保温层的炉体、置于炉膛内的坩埚、加热元件、测温装置和炉盖，所述炉体包含炉壳和炉衬，特点是：所述炉体上部与炉盖配合的部位设有水冷法兰，水冷法兰中设置耐高温耐火填充材料和硅橡胶密封圈，水冷法兰内通循环冷却水，炉盖通过压紧机构与炉体锁紧；测温热电偶和保护气输入管道从炉盖的插孔伸入炉内，在炉盖上装有泄压管，泄压管的顶部装有安全阀和排气阀；移液管经炉体引入炉膛中，移液管进液口与坩锅底部的距离在50～500mm。

进一步地，上述的压流式镁合金熔炼保温炉，所述泄压管的管路上装有测压仪表。

更进一步地，上述的压流式镁合金熔炼保温炉，所述坩埚的材质为铸铁或耐热钢。

再进一步地，上述的压流式镁合金熔炼保温炉，所述移液管置于炉外的近似水平部分向下倾斜5～30°；移液管置于炉外的部分设有保温罩。

再进一步地，上述的压流式镁合金熔炼保温炉，所述炉衬为复合型结构，设有耐火隔热层和保温层。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

(1)本发明压流式镁合金熔炼保温炉，将镁合金冶炼过程中的熔炼、保温及熔体输送合为一体，精确控制镁合金熔体流量，抽取坩锅中部较纯净镁合金熔体，实现定流量连续性输送，有效地防止镁合金熔液在冶炼过程中的氧化、燃烧，结合镁合金熔铸装备，制备出高质量的镁合金制品；