[发明专利]一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉及其熔化工艺

权利要求书

1.一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，包括控制机构、支撑架体（1）和设置在支撑架体（1）上方的立式双层壳体，所述立式双层壳体的内部设置有主加热组件，该立式双层壳体包括内壳体（2）和外壳体（3），在内壳体（2）的侧壁外表面上绕设有用于进行辅助加热的电阻丝（4），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：在立式双层壳体的顶部开设有进料口（6），该进料口（6）与工艺上游真空接收器（7）的卸料口对接，且所述立式双层壳体的进料口（6）和真空接收器（7）的卸料口处均设置有用于控制其通断的真空阀（8），在进料口（6）处位于真空阀（8）下方的位置还设置有挡热阀（9），所述立式双层壳体的顶部还开设有真空组件连接口（10）、惰性气体入口（11）、添加剂入口（12）和出料口，其中，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，出料口处设置有出料管（15），该出料管（15）的一端置于立式双层壳体内部金属液体液面的下方，出料管（15）的另一端与工艺下游的真空镁合金熔炼炉或成型模具对接，且所述出料管（15）上还设置有电控阀（16）和计量泵（17），在立式双层壳体上还设置有用于对其内部物料进行搅拌的内部多环搅拌组件，所述的真空阀（8）、挡热阀（9）、抽真空组件（13）、惰性气体气源（14）、电控阀（16）、计量泵（17）和内部多环搅拌组件均与控制机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，其特征在于：所述的进料口（6）设置在立式双层壳体的顶部中心处。

3.根据权利要求1所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，其特征在于：所述的出料口设置在立式双层壳体内部的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，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。

5.根据权利要求4所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，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。

6.根据权利要求1或4所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，其特征在于：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）设置在立式双层壳体的顶部，并与控制机构连接，多环搅拌器设置在立式双层壳体的内部，该多环搅拌器包括上下平行设置的多个水平环组和一根搅拌轴（22），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）均避开立式双层壳体内的主加热组件设置，在上下平行的同心圆环（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还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。

7.根据权利要求6所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，其特征在于：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。

8.根据权利要求6所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉，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。

9.利用权利要求1所述的一种用于高纯镁的真空气氛熔化炉进行金属镁熔化的工艺，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料口（6）处的真空阀（8）和挡热阀（9）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.通过控制机构调控工艺上游真空接收器（7）卸料口处的真空阀（8）和立式双层壳体进料口（6）处的真空阀（8）和挡热阀（9）打开，使真空接收器（7）中的高纯金属镁晶体自动落入立式双层壳体中；

c.通过控制机构调控工艺上游真空接收器（7）卸料口处的真空阀（8）和立式双层壳体进料口（6）处的真空阀（8）和挡热阀（9）关闭，并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；

d. 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℃，使高纯金属镁晶体融化；

e.通过控制机构调控内部多环搅拌组件进行物料搅拌3-5min；

f.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样品进行化验，并检测其是否符合高纯镁的要求，如符合要求，则控制电控阀（16）和计量泵（17）开启，经由出料管（15）抽出镁液体至工艺下游的真空镁合金熔炼炉或成型模具中进行后续处理；

g.如不符合要求，则通过控制机构调控，经由添加剂入口（12）向立式双层壳体内加入合适的添加剂，并调控内部多环搅拌组件进行物料搅拌，使添加剂与超标元素反应，并沉淀在炉底，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，之后，通过控制机构调控控制电控阀（16）和计量泵（17）开启，经由出料管（15）抽出镁液体至工艺下游的真空镁合金熔炼炉或成型模具中进行后续处理。