[发明专利]一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉及其熔炼工艺

权利要求书

1.一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，包括控制机构、支撑架体（1）和固定在支撑架体（1）上方的立式双层壳体，所述的立式双层壳体包括内壳体（2）和外壳体（3），在内壳体（2）的外侧壁上绕设有用于进行辅助加热的电阻丝（4），内壳体（2）的内部竖直设置有主加热组件，在内壳体（2）和外壳体（3）之间还填充有保温材料（5），所述的主加热组件和电阻丝（4）均与控制机构连接，其特征在于：所述立式双层壳体的顶部中心处开设有一个检修口（6），该检修口（6）处设置有用于对立式双层壳体内的合金物料进行搅拌的内部多环搅拌组件，且检修口（6）的顶端封堵有挡热阀（7），所述的内部多环搅拌组件由驱动电机（21）和多环搅拌器组成，驱动电机（21）设置在挡热阀（7）上，并与控制机构连接，多环搅拌器设置在内壳体（2）的内部，该多环搅拌器包括至少两个上下平行设置的水平环组和一根搅拌轴（22），所述立式双层壳体中位于最上方的水平环组所处的水平面高于主加热组件顶端所处的水平面，每个水平环组均包括多个同心圆环（23），且所述的同心圆环（23）均避开内壳体（2）内的主加热组件设置，在上下相对应的同心圆环（23）之间还连接有竖直固定杆（24），所述搅拌轴（22）的上端延伸出立式双层壳体与驱动电机（21）的输出轴连接，搅拌轴（22）的下端连接在位于最上方的一个水平环组上，该位于最上方的水平环组上呈辐射状设置有多个水平固定杆（25），且多个水平固定杆（25）均焊接在搅拌轴（22）上；

在立式双层壳体的顶部还设置有进液口（8）、真空组件连接口（10）、惰性气体入口（11）、合金添加口（12）和出液口，其中，进液口（8）与工艺上游晶体镁真空熔化炉的出料管（26）对接，进液口（8）处还设置有用于控制其通断的真空阀（9），真空组件连接口（10）与外设的抽真空组件（13）连接，惰性气体入口（11）与外设的惰性气体气源（14）连接，出液口处设置有出液管（15），该出液管（15）的一端置于立式双层壳体内部液态合金液面的下方，出液管（15）的另一端与工艺下游的镁合金成型模具对接，且所述出液管（15）上还设置有电控阀（16）和计量泵（17），所述的真空阀（9）、抽真空组件（13）、惰性气体气源（14）、电控阀（16）和计量泵（17）均与控制机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述立式双层壳体的顶部还开设有出气口（27），且该出气口（27）上设置有与控制机构连接的电控阀（16）。

3.根据权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述的进液口（8）和出液口分别设置在检修口（6）的左右两侧。

4.根据权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述的出液口设置在内壳体（2）内部的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述的多个水平固定杆（25）为一体结构，且多个水平固定杆（25）沿其所在圆圈的周向均匀设置。

6.根据权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述的主加热组件包括竖直设置在内壳体（2）内部的多个炉内加热管（18），该炉内加热管（18）的下端延伸出内壳体（2）至外壳体（3）的内底面，并呈开口结构，在每个炉内加热管（18）的内部均配设有一个呈倒U型的加热元件（19），且每个炉内加热管（18）的下方还设置有一个支撑盖（20），所述的支撑盖（20）上设置有用于固定加热元件（19）的夹紧装置。

7.根据权利要求6所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉，其特征在于：所述的炉内加热管（18）竖直焊接在内壳体（2）的下底面上，且多个炉内加热管（18）在内壳体（2）的内部均匀设置。

8.利用权利要求1所述的一种气氛保护型高纯镁合金熔炼炉进行镁合金熔炼的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过控制机构调控立式双层壳体进液口（8）处的真空阀（9）、出液管（15）上的电控阀（16）、检修口（6）处的挡热阀（7）和合金添加口（12）关闭，控制外设的抽真空组件（13）经由真空组件连接口（10）对立式双层壳体内部进行抽真空处理；

b.通过控制机构调控外设的惰性气体气源（14）经由惰性气体入口（11）对立式双层壳体的内部进行惰性气体填充，至立式双层壳体内压强为0.1MPa；

c.通过控制机构调控立式双层壳体进液口（8）处的真空阀（9）打开，使工艺上游晶体镁真空熔化炉中的液态金属镁经由其出料管（26）被输送至立式双层壳体中；

d. 通过控制机构调控经由合金添加口（12）向立式双层壳体内加入预设的合金元素；

e.通过控制机构调控主加热组件和电阻丝（4）对立式双层壳体内的物料进行加热，使立式双层壳体内的温度升高至700-780℃，使内部物料充分熔化；

f.通过控制机构调控内部多环搅拌组件进行物料搅拌3-5min；

g.通过控制机构调控电控阀（16）和计量泵（17），从立式双层壳体内抽取液态镁合金样品进行检测，如符合镁合金要求，则控制电控阀（16）和计量泵（17）开启，经由出液管（15）抽出液态镁合金至工艺下游的镁合金成型模具进行后续成型；

h.如不符合要求，则通过控制机构调控，再次经由合金添加口（12）向立式双层壳体内加入预设的合金元素，并调控内部多环搅拌组件进行物料搅拌，之后，调控内部多环搅拌组件关闭，保持立式双层壳体内物料静置5-10min，并通过控制机构调控电控阀（16）和计量泵（17），从立式双层壳体内抽取液态镁合金样品进行检测，直至其符合镁合金要求，然后，再通过控制机构调控控制电控阀（16）和计量泵（17）开启，经由出液管（15）抽出液态镁合金至工艺下游的镁合金成型模具进行后续成型。