[发明专利]一种制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置和工艺

权利要求书

1.一种制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：该装置包括熔化炉、净化炉、真空系统、充气加压系统和熔体转移装置，其中：

熔化炉：包括熔化坩埚和对其进行加热的电阻炉，所述熔化炉用于镁或镁合金的熔化、化学成分均匀化和温度控制；

净化炉：包括净化坩埚、电阻炉和出液管，净化坩埚内装有净化介质层；所述净化炉用于对镁或镁合金熔体除去夹杂的净化处理；

控温系统：用于熔化坩埚和净化坩埚熔炼过程中温度的监测与控制；

真空系统：用于熔化坩埚熔炼时真空气氛的获取；

充气加压系统：用于镁或镁合金在熔化炉和净化炉之间的输送提供压力并为熔化坩埚内腔提供保护气；

熔体转移装置：所述熔化炉和净化炉之间通过熔体转移装置相连通，用于镁或镁合金熔体从熔化炉到净化炉的输送。

2.根据权利要求1所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述熔化坩埚的顶部设有熔化坩埚盖板，熔化坩埚盖板盖合后在熔化坩埚和熔化坩埚盖板之间形成与外部环境隔离的封闭内腔；所述熔化坩埚内设有测温装置和搅拌装置，所述测温装置为热电偶，热电偶与控温系统相连接；热电偶的下端穿过熔化坩埚盖板并伸入熔化坩埚内的镁或镁合金熔体中；所述搅拌装置包括转轴，转轴安装在熔化坩埚盖板上，转轴上端连接电机并由电机驱动转轴旋转，转轴下端带有搅拌叶片，用于搅拌镁或镁合金熔体，所述搅拌叶片数量大于1个。

3.根据权利要求1所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述净化坩埚的顶部设有净化坩埚盖板，净化坩埚盖板盖合后在净化坩埚和净化坩埚盖板之间形成与外部环境隔离的封闭内腔；所述净化坩埚内设有测温装置，所述测温装置为热电偶，热电偶与控温系统相连接；热电偶的下端穿过净化坩埚盖板并伸入净化坩埚内的镁或镁合金熔体中；所述出液管的上端伸出净化坩埚盖板，出液管的下端开口高于净化介质层。

4.根据权利要求1所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述真空系统包括至少一个真空泵，真空泵通过导管Ⅱ与熔化坩埚相连通。

5.根据权利要求1所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述充气加压系统包括至少一个保护气体供气装置，保护气体供气装置通过导管Ⅰ与熔化坩埚相连通。

6.根据权利要求1所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述熔体转移装置包括升液管、降液管和保温管路，升液管的下端穿过熔化坩埚盖板并伸入熔化坩埚内，降液管下端穿过净化坩埚盖板并伸入净化坩埚内的净化介质中；升液管和降液管之间通过保温管路相连通。

7.根据权利要求6所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼装置，其特征在于：所述净化坩埚中的出液管下部开口位于净化坩埚中降液管下端口之上。

8.一种利用权利要求1-7任一所述熔炼装置进行的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：

(1)将熔化炉内坩埚加入镁锭或镁合金制备原料，控制熔化坩埚温度在室温～1000℃；打开真空系统，抽去坩埚内的空气；通过充气加压系统，充入保护气体，待镁锭熔化完毕后，启动搅拌装置开始搅拌并进行熔炼，得到熔化并搅拌均匀的熔体；

(2)控制带有净化介质层的净化坩埚温度为室温～900℃；

(3)通过充气加压系统增加熔化坩埚内气压，将熔化坩埚内的镁或镁合金熔体经由所述熔体转移装置传送至净化坩埚中；熔体通过净化介质的过程中充分弥散分布并得到净化，而后在浮力作用下，洁净的熔体在净化坩埚上部汇聚，通过出液管可直接用于浇注或输送至后续工序作业。

9.根据权利要求8所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼工艺，其特征在于：所述浇注方法之一为低压反重力浇铸，也可以为其它浇注方式，包括但不限于重力浇注、真空吸铸、差压铸造等。

10.根据权利要求8所述的制备高洁净度镁或镁合金熔体的熔炼工艺，其特征在于：所述镁或镁合金熔体从熔化炉到净化炉的输送方式，还可采取将熔化坩埚吊出落入倾转装置，将盛装镁或镁合金熔体的坩埚倾转，使熔体注入净化坩埚的降液管中。