[实用新型]防浓差的反射炉浇注系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反射炉，特别是涉及一种防浓差的反射炉浇注系统。

背景技术

牺牲阳极阴极保护技术简单易行，可大幅延长设备与产品生命周期，且对环境无污染，可谓目前金属材料防护最佳技术经济途径，已在金属材料防腐领域盛行，为此世界范围内每年消耗数以万吨的牺牲阳极材料。

Al-Sn-Bi牺牲阳极产品主要应用于各种规格家用、工业热水器内胆防腐保护，直接关系到百姓身体健康和人身安全。热水器所采用牺牲阳极材料除具备优良电化学性能外，还应无污染，副产物少，对人体安全无毒。传统热水器中牺牲阳极材料主要采用镁合金，镁合金牺牲阳极适用于高阻环境中，但易在热水器中产生异味，并在碱性水环境中表面易长水垢，导致镁阳极保护作用失效。Al-Sn-Bi牺牲阳极为镁阳极替代产品，可有效克服了镁阳极的上述缺点，颇受国内外电热水器生产商青睐。

Sn、Bi和Ga元素为铝阳极材料最有效的表面活化元素。Sn、Bi元素熔点低且比重大(见表一)，熔铸过程中容易出现的问题是：Al与Sn、Bi元素比重相差悬殊，导致熔体中溶质元素浓度梯度沿深度方向迅速变化，最终造成连铸棒头尾或批次间严重的宏观偏析问题。问题产品会出现铝阳极表面活化程度不一、活化过程不连续，阳极材料腐蚀不均匀、自腐蚀速率过高、后续表面不活化等问题。因此如何消除Al-Sn-Bi连铸棒材严重的铸造宏观偏析问题是目前Al-Sn-Bi牺牲阳极生产亟待解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消除Al-Sn-Bi合金宏观成分偏析的防浓差的反射炉浇注系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种防浓差的反射炉浇注系统，包括熔池、浇注口、流槽和闸门；所述的熔池与流槽衔接，在熔池与流槽之间设有浇注口，闸门设在流槽的末端；所述的浇注口高度与熔池内液面平齐，浇注口高度h为400-500mm，浇注口下端高出熔池底部10～15mm；浇注口上宽下窄，呈“V”形，浇注口顶部宽度为18-20mm，浇注口底部宽度为1-3mm，浇注口不同水平面半宽度与所在深度服从关系式：其中，d-浇注口不同水平面处半宽度，h-深度，g-重力加速度，k≈0.68～0.84×10^-5m²/s。

所述的闸门上开有一水平缝隙，缝隙宽度为15～20mm，长度与流槽宽度一致，缝隙底边距槽底为12～15mm。

采用上述方案后，由于本实用新型在研究高温下Al-Sn-Bi流体运动规律基础上，根据流体力学伯努利-拉格朗日方程，设计了Al-Sn-Bi熔体近似“V”型浇注口，有效消除了熔体静置过程中由于比重差异、分层而导致的宏观铸造偏析；同时本实用新型根据Al-Sn-Bi熔体在流槽流动过程中流体化学成分-密度-流层高度的对应关系，在流槽中设计了流体通过选择性高度阀门，保证了Al-Sn-Bi流体成分的准确性与一致性，从而最大限度保证了连铸棒坯成分均一性。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1沿A向的视图；

图3是本实用新型浇注口的横截面图；

图4是本实用新型闸门和流槽的配合关系图。

具体实施方式

一、系统结构

如图1、图2所示，本实用新型是一种防浓差的反射炉浇注系统，包括熔池1、浇注口2、流槽3和闸门4。

所述的熔池1与流槽3衔接，在熔池1与流槽3之间设有浇注口2，闸门4设在流槽3的末端，该闸门4位一道液高选择闸门4。

所述的浇注口3的高度h与熔池1内液面平齐，浇注口3高度h为400-500mm，浇注口3下端高出熔池1底部10～15mm；结合图3所示，浇注口3上宽下窄，大致呈“V”形，浇注口3顶部宽度W1为18-20mm，距离熔池1侧壁距离J为10-15mm，浇注口3底部宽度为1-3mm，浇注口3不同水平面半宽度与所在深度近似服从关系式：其中，d-浇注口不同水平面处半宽度，h-深度，g-重力加速度，k≈0.68～0.84×10^-5m²/s。

结合图4所示，所述的闸门4上开有一水平缝隙，缝隙宽度W2为15～20mm，长度与流槽3宽度一致，缝隙底边距流槽3槽底距离L约为12～15mm。Al-Sn-Bi熔体自浇注口注入流槽，Al-Sn-Bi熔体通过闸门4可基本消除流槽3内溶质元素Sn、Bi的沉淀趋势。