[实用新型]一种镁合金熔炼用搅拌吹气装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，特别涉及一种镁合金熔炼用搅拌吹气 装置。

背景技术

镁合金熔炼存在如下难点：(1)由于镁合金熔体自身的氧化膜封闭能力差， 因此需要熔剂或气体保护。与气体保护相比，熔剂保护成本低且操作简单，因 而在工业化生产中广泛采用。但熔剂覆盖层很容易在搅拌过程中破损，破损后 会造成液面氧化同时增加熔剂用量，增大了最终产品中氧化夹杂和熔剂夹杂的 出现几率。(2)由于多数合金元素的密度大于镁，因此合金元素容易沉底，特 别是Zr和稀土元素，从而造成原材料浪费；(3)镁合金高温熔体的吸氢能力非 常强，在凝固过程中容易形成气孔和疏松，另外，当熔体含稀土元素时，由于 稀土元素与氢的结合力较大，不仅增大了熔体的氢含量，而且容易形成高熔点 的稀土氢化物，该相呈方块状并分布于晶界，会降低材料塑性。因此，防止液 面氧化、搅拌和吹气精炼是镁合金熔炼非常关键的工序，防止液面氧化可以减 少氧化夹杂并降低精炼难度，搅拌可以实现浓度场和温度场在整个坩埚内的均 匀分布，吹气精炼的作用主要是除氢。

目前，熔炼用搅拌器的设计主要集中于搅拌器形状的改进，目的是增大与 熔体的接触面积，提高搅拌均匀性，但这与镁合金熔炼特有的防止液面氧化相 冲突。搅拌过程中，熔体总的运动方式是沿着坩埚内壁旋转流动，流动的激烈 程度由电机转速控制，要提高搅拌均匀性，需要加快熔体流动，但过快的熔体 流动将破坏熔剂保护层，从而加速液面氧化。镁合金熔炼最佳的搅拌效果是： 熔体在表面保护层封闭的环境内循环流动，而现有的搅拌器很难达到这一目的。

当前，最成熟的吹气精炼技术是旋转喷吹技术，即：惰性气体通过旋转喷 吹杆，并经由旋转喷头上的气孔进入熔体中，旋转喷头高速旋转，对惰性气体 进行剪切和破碎，产生大量微气泡，微气泡进入熔体后，凭借氢在熔体和微气 泡中的分压差，使得熔体中的氢不断扩散进入微气泡中，并随着微气泡上浮到 液面而逸出，从而实现除氢的目的。为了提高净化效果，需要对气泡进行充分 破碎即增大熔体中气泡的比表面积，以及延长气泡在熔体中的停留时间。

实用新型内容

本实用新型是针对目前镁合金工业化熔炼中存在的熔剂保护层易破损、温 度场不均匀、合金元素易沉底(特别是稀土元素和Zr)、熔体吸氢严重等难题， 提供了一种镁合金熔炼用搅拌吹气装置。

一种镁合金熔炼用搅拌吹气装置，其包括防护筒11和位于防护筒11内的 旋转喷吹主轴3，以及支撑平台和安装在支撑平台上的变频电机6；

所述防护筒11包括上缘、筒身和底板，其上缘紧密连接在支撑平台上，筒 身上部和下部开孔；

所述主轴3的中心为通孔，其底端封口，并通过轴承与防护筒11的底板连 接，主轴3的顶端穿过支撑平台，并通过旋转接头2与进气管1连通，主轴3 与支撑平台之间通过轴承连接；主轴3上安装皮带轮4，皮带轮4位于支撑平台 上方，并通过皮带5与变频电机6连接，带动主轴3的旋转；主轴3下部对应 防护筒11下部开孔的位置，沿圆周方向开多组排气孔13，主轴3的排气区安装 2～6个碎气叶片14，呈等分角分布在主轴3的圆周上；主轴3的中部和下部各 安装一组搅拌叶片12，下部一组搅拌叶片12位于排气孔13上方，中部一组搅 拌叶片12位于防护筒11上部开孔的下方，每组包含2～6个搅拌叶片12，呈等 分角分布在主轴3的圆周上。

所述支撑平台包括上支撑板7和下支撑板9，上支撑板7和下支撑板9之间， 左右两侧设置隔热层8；防护筒11的上缘紧密连接在下支撑板9上；主轴3的 顶端依次穿过下支撑板9和上支撑板7，通过旋转接头2与进气管1连通，主轴 3与上支撑板7、下支撑板9之间通过轴承连接。

优选地，所述防护筒11的筒身上部开孔的上缘与液面之间的距离≥200 mm，下部开孔位于筒身底端。

优选地，所述排气孔13的气孔方向为倾斜向下，倾斜角度为30～60°，进一 步优选为45°。

优选地，所述碎气叶片14的倾斜角度为0～60°，进一步优选为45°。

优选地，所述搅拌叶片12的倾斜角度为30～60°，进一步优选为45°。

优选地，所述支撑平台上开孔，用于添加合金料和熔剂，以及清除表面浮 渣。

本实用新型的有益效果为：