專利名稱：一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金爐料重熔精煉方法及其裝置，尤其是一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置，屬于輕金屬熔煉及其加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著鎂合金產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展與鎂合金產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，對(duì)鎂及鎂合金的純度提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)鎂合金廢料的種類和數(shù)量也在迅速增加，如何提高鎂合金精煉效果和處理、回收利用鎂合金廢料已成為鎂工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題，鎂合金廢料回收過(guò)程中既要保證回收的效率和回收的等級(jí)，又不致增加太多成本，引起了國(guó)際上的廣泛重視。
在鎂合金廢料回收方面，Hydro公司開(kāi)發(fā)出一種適合于大批量回收“鎂合金爐料的再生裝置和工藝”，參見(jiàn)“美國(guó)專利號(hào)5167700，1992。該設(shè)備采用多室結(jié)構(gòu)，以熔劑為介質(zhì)，各分室采用帶過(guò)濾網(wǎng)的小孔相連通，使鎂熔體在各分室內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程逐步過(guò)濾凈化。在我國(guó)，南京云海特種金屬有限公司開(kāi)發(fā)出“廢鎂合金真空回收工藝及設(shè)備”參見(jiàn)專利申請(qǐng)?zhí)?2113128.7。該設(shè)備是將廢鎂合金在真空狀態(tài)下加溫?fù)]發(fā)分離，控制真空度、溫度、時(shí)間使廢鎂合金去雜提升品質(zhì)；上海交通大學(xué)曾開(kāi)發(fā)出“鎂合金廢舊料再生工藝”參看專利申請(qǐng)?zhí)?2136201.7，該廢舊料再生工藝的過(guò)程是依次使用熔劑凈化、吹氣凈化和過(guò)濾凈化處理鎂熔體，其中在過(guò)濾凈化階段使用純氧化鎂泡沫陶瓷過(guò)濾器；清華大學(xué)開(kāi)發(fā)出“一種鎂合金廢料再生設(shè)備”，參見(jiàn)專利申請(qǐng)?zhí)?3119127.4，該設(shè)備使用機(jī)械攪拌和氣體復(fù)合精煉方法精煉熔體，并在同一熔池中完成鎂合金廢料的熔化、精煉和澆注。對(duì)鎂合金爐料精煉來(lái)說(shuō)，還有一些以熔劑精煉或者氣體精煉為基礎(chǔ)的鎂合金再生方法及設(shè)備/裝置。
鎂合金廢料中含有多種雜質(zhì)和氣體，只使用一種或少數(shù)幾種精煉方法很難有效除盡，精煉后的鎂合金也很難達(dá)到ASTM的要求，因此，使用復(fù)合多級(jí)精煉方法是鎂合金爐料重熔精煉發(fā)展的重要方向之一。對(duì)鎂及鎂合金高純凈化來(lái)說(shuō)，采用復(fù)合多級(jí)精煉方法也是其重要的發(fā)展方向。如果在鎂合金精煉以及鎂合金廢料重熔精煉時(shí)使用以熔劑為主的精煉方法雖然對(duì)那些表面附著有油、脫模劑、潤(rùn)滑劑以及被腐蝕、污染和表面處理過(guò)的鎂合金爐料十分有效，但熔劑易污染精煉后的鎂熔體，產(chǎn)生熔劑夾雜和夾渣，因此采用以熔劑為主的精煉方法很難獲得高品質(zhì)的鎂合金；使用過(guò)濾方法能很好凈化鎂熔體，目前國(guó)內(nèi)外普遍使用的是純氧化鎂泡沫陶瓷器。由于純氧化鎂泡沫陶瓷過(guò)濾器的內(nèi)部構(gòu)造為三維連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通道曲折多變，孔與孔之間曲折迂回連接。因此，泡沫陶瓷過(guò)濾器使用一段時(shí)間后，過(guò)濾器內(nèi)部的過(guò)濾通道很容易被雜質(zhì)所堵塞，必須定期更換，這不僅使精煉效率降低，而且還使精煉成本增加；從而影響整個(gè)精煉；另外，現(xiàn)有的技術(shù)中精煉鎂熔體多采用間歇式分批處理，將熔化、精煉及澆注安排在同一溶池中完成，這就必然使精煉效率大大降低，消耗增加，成本提高，各批次精煉后的鎂熔體質(zhì)量難以保證一致，不適合工業(yè)上大規(guī)模地應(yīng)用。而國(guó)外開(kāi)發(fā)的鎂合金爐料重熔精煉方法和裝置存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，外購(gòu)設(shè)備價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。總之，現(xiàn)有的鎂合金爐料重熔精煉方法和裝置/設(shè)備不能很好地滿足我國(guó)鎂合金工業(yè)迅速發(fā)展，特別是鎂合金爐料再生的要求，有必要研究和開(kāi)發(fā)新的、經(jīng)濟(jì)的、效果更佳的鎂合金爐料重熔精煉方法和裝置，高效的回收鎂合金爐料，對(duì)節(jié)約資源，降低鎂合金鑄件成本，延長(zhǎng)鎂合金生命周期也具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置，利用本方法開(kāi)發(fā)的設(shè)備/裝置可實(shí)現(xiàn)鎂熔體的復(fù)合多級(jí)精煉和連續(xù)澆注/生產(chǎn)，并解決過(guò)濾中過(guò)濾裝置的堵塞問(wèn)題，提高鎂合金爐料精煉質(zhì)量和凈化效率，對(duì)鎂合金廢料來(lái)說(shuō)，還使再生后的鎂合金性能達(dá)到鎂合金新料標(biāo)準(zhǔn)。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法，是在鎂合金爐料預(yù)熱干燥和熔化后，采用復(fù)合多級(jí)精煉方法凈化鎂熔體，去除鎂熔體中的雜質(zhì)和氣體，實(shí)現(xiàn)熔體精煉，其特征在于該方法按以下順序步驟進(jìn)行(1)將鎂合金爐料加入溫度為680～800℃的坩堝內(nèi)熔化；(2)待爐料熔化完畢，使用機(jī)械攪拌或(/和)吹氣體精煉鎂熔體5～30min，去除熔體中的可上浮、部分沉降型雜質(zhì)和氣體；(3)強(qiáng)制鎂熔體自上而下地流動(dòng)，對(duì)熔體進(jìn)行強(qiáng)制沉降處理，去除熔體中的可沉降夾雜；(4)強(qiáng)制經(jīng)過(guò)上述處理后的鎂熔體自下而上地通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)熔體的過(guò)濾精煉，去除熔體中的可沉降、細(xì)小的和不易沉降的雜質(zhì)；(5)重復(fù)步驟(3)和步驟(4)1～5次后，靜置鎂熔體20～120min，去除鎂熔體其余雜質(zhì)，達(dá)到熔體質(zhì)量要求后即可出爐澆注。
所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法中，機(jī)械攪拌精煉的攪拌頭至坩堝底部的距離為100～500mm。
所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法中，吹氣體精煉是用高純凈度的氬氣通入鎂熔體內(nèi)部，其純度為99.9％～99.999％，流量在0.05～2.0m3/h之間。
重慶碩龍科技有限公司曾開(kāi)發(fā)出“一種鎂熔體的過(guò)濾方法及其裝置”(專利申請(qǐng)?zhí)?00610095292.7)有效解決了過(guò)濾中過(guò)濾裝置的堵塞問(wèn)題。在對(duì)鎂熔體精煉技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出一種實(shí)施上述鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法的裝置，包括坩堝，其中在坩堝內(nèi)將坩堝間隔成三或三個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的空間，依次為前處理室、一個(gè)或一個(gè)以上過(guò)濾室，和澆注室，每前后相鄰兩室通過(guò)熔體過(guò)流通道連通；在前處理室內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)和(/或吹氣機(jī)構(gòu))；在每個(gè)過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置一級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)包括支撐架和過(guò)濾孔板，并設(shè)置有進(jìn)入該級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的熔體過(guò)流通道；在澆注室設(shè)置鎂熔體出口。
所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置中，當(dāng)熔體從上一室進(jìn)入下一室時(shí)，是從上一室的上方或中部流出，從下一室的底部流入；具體是當(dāng)熔體在從預(yù)處理室進(jìn)入第一級(jí)澆注室時(shí)，是從預(yù)處理室的上方或中部流出，從第一級(jí)過(guò)濾室的底部流入；當(dāng)熔體在從前級(jí)過(guò)濾室流向下一級(jí)過(guò)濾室時(shí)，是從前級(jí)過(guò)濾室過(guò)濾孔板的上方流出，從下一級(jí)過(guò)濾室的底部流入；當(dāng)熔體在從最后一級(jí)過(guò)濾室進(jìn)入澆注室時(shí)，是從最后一級(jí)過(guò)濾室過(guò)濾孔板的上方流出，從澆注室的底部流入；所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法和裝置中，每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的過(guò)濾孔板與熔體流入過(guò)濾孔板的方向呈0°到90°夾角；所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉裝置中，其特征在于每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)中的過(guò)濾孔板均為通孔結(jié)構(gòu)，且過(guò)濾孔板的孔徑從前級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)向后級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)逐級(jí)減小。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)主要在于1.本發(fā)明根據(jù)鎂合金爐料重熔精煉的特點(diǎn)，在對(duì)熔體雜質(zhì)性質(zhì)分類的基礎(chǔ)上，按照逐次去除而不引入新雜質(zhì)的原則，形成一種鎂熔體復(fù)合多級(jí)精煉方法，它主要包括鎂合金爐料熔化→攪拌精煉或吹惰性氣體精煉處理→強(qiáng)制沉降處理→過(guò)濾精煉處理→靜置精煉處理→出爐澆注幾個(gè)階段，能有效去除各類鎂合金爐料中的雜質(zhì)和氣體，實(shí)現(xiàn)鎂熔體的高質(zhì)量?jī)艋瑢?duì)鎂合金廢料來(lái)說(shuō)，解決了鎂合金廢料重熔再生過(guò)程中品質(zhì)難以保證的難題，使再生的鎂合金性能達(dá)到鎂合金新料標(biāo)準(zhǔn)。其重熔精煉裝置中將坩堝間隔成前處理室、一個(gè)或一個(gè)以上過(guò)濾室，和澆注室，各個(gè)分室既相互獨(dú)立又通過(guò)坩堝內(nèi)的熔體過(guò)流通道相連通，保證了鎂熔體在坩堝內(nèi)的連續(xù)流動(dòng)，使鎂合金爐料的熔化、精煉和澆注/生產(chǎn)持續(xù)進(jìn)行，不僅精煉效率大大提高，而且新加鎂合金爐料不會(huì)對(duì)精煉后的熔體產(chǎn)生干涉影響，精煉后的熔體質(zhì)量基本一致，因此，特別適合工業(yè)上大規(guī)模地應(yīng)用。
2.常規(guī)的過(guò)濾精煉處理是讓鎂熔體自上而下流動(dòng)或者在水平方向上從一邊朝另一邊流動(dòng)，雜質(zhì)容易堵塞過(guò)濾通道并使過(guò)濾器不能夠充分發(fā)揮其過(guò)濾性能；本發(fā)明充分利用并擴(kuò)展“一種鎂熔體的過(guò)濾方法及其裝置”技術(shù)，合理設(shè)置鎂熔體的過(guò)濾室，先強(qiáng)制熔體自上而下進(jìn)行強(qiáng)制沉降處理，然后強(qiáng)制熔體自下而上通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，這不僅能大幅度提高過(guò)濾精煉效果，而且還解決了鎂熔體在過(guò)濾中常易發(fā)生堵塞的難題，達(dá)到暢舒過(guò)濾的目的，充分發(fā)揮了過(guò)濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并降低鎂合金爐料重熔精煉的成本。
3.本發(fā)明主要依托無(wú)熔劑法精煉處理鎂熔體，避免了熔劑易污染再生的鎂熔體，產(chǎn)生熔劑夾雜和夾渣等缺陷。通過(guò)集成目前無(wú)熔劑法處理鎂熔體的多數(shù)技術(shù)，按照合理的作業(yè)順序凈化熔體，即使不使用熔劑，也能獲得高品質(zhì)的鎂合金鑄錠。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，更大的優(yōu)勢(shì)，尤其適用于鎂合金廢料的重熔精煉處理。本發(fā)明的另外一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是成本低，前景應(yīng)用廣闊，特別值得推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明提供的一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉裝置的主剖示意1中

具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案、實(shí)施方式和精煉效果。
參照?qǐng)D1，該鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉裝置主要由坩堝(1)，依次設(shè)置在坩堝內(nèi)的前處理室(2)、第一過(guò)濾室(7)和第二過(guò)濾室(10)和澆注室(12)組成。前處理室(2)與第一過(guò)濾室(7)之間用隔板(4)隔開(kāi)并通過(guò)熔體過(guò)流通道(14)連通，第二過(guò)濾室(10)與澆注室(12)通過(guò)隔板(11)隔開(kāi)并通過(guò)熔體過(guò)流通道(17)連通。
前處理室(2)內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)(3)，它是在鎂合金爐料熔化后，通過(guò)攪拌電機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行攪拌精煉處理，機(jī)械攪拌精煉使用的攪拌頭至坩堝底的距離為100～500mm，因此不會(huì)攪動(dòng)坩堝底部的沉渣，又能實(shí)現(xiàn)前處理室內(nèi)鎂熔體的整體流動(dòng)，不僅有利于熔體成分均勻化，而且有利于凈化熔體；如果使用吹氣機(jī)構(gòu)，則是使用帶有通孔的部件將精煉氣體吹入鎂熔體內(nèi)部，由于氮?dú)庠诟邷囟认聲?huì)對(duì)鎂熔體產(chǎn)生污染，通常情況下所吹的精煉氣體是純凈度很高的氬氣，氬氣的純度要達(dá)到99.9％～99.999％，流量在0.05～2.0m3/h之間；如果同時(shí)使用攪拌機(jī)構(gòu)和吹氣機(jī)構(gòu)，可將二者集成到一個(gè)部件上，使其既具有攪拌功能又具有吹氣功能(如旋轉(zhuǎn)噴吹機(jī)構(gòu))。研究表明此過(guò)程能有效去除鎂熔體中的大顆粒、沉降性雜質(zhì)和上浮性雜質(zhì)，因此進(jìn)入過(guò)濾室內(nèi)的鎂熔體主要含有非上浮性?shī)A雜。
第一過(guò)濾室(7)內(nèi)設(shè)置的過(guò)濾機(jī)構(gòu)包括支撐架(5)和支撐架(5)上的過(guò)濾孔板(6)；支撐架(5)的前后兩端和底部分別密封固定在坩堝(1)前后內(nèi)壁和底部上，設(shè)置在支撐架(5)上的過(guò)濾孔板(6)與熔體流入過(guò)濾孔板的方向的呈45°夾角，進(jìn)入該第一過(guò)濾室(7)的熔體過(guò)流通道(15)位于前處理室(2)與第一過(guò)濾室(7)之間的熔體過(guò)流通道(14)的下方，熔體過(guò)流通道(14)位于前處理室(2)的中部，從而能夠強(qiáng)制熔體自上而下地流動(dòng)，完成鎂熔體的強(qiáng)制沉降處理；第二過(guò)濾室(10)內(nèi)過(guò)濾機(jī)構(gòu)設(shè)置與第一過(guò)濾室(7)內(nèi)基本一致，過(guò)濾孔板(9)與熔體流入過(guò)濾孔板(9)的方向的呈25°夾角，進(jìn)入該過(guò)濾室(10)的熔體過(guò)流通道(16)在第二過(guò)濾室(10)的底部，它位于第一過(guò)濾室(7)內(nèi)過(guò)濾孔板(6)的下方，構(gòu)成強(qiáng)制沉降處理部分；過(guò)濾孔板(6和9)均為通孔機(jī)構(gòu)且第一級(jí)過(guò)濾孔板(6)孔徑比第二級(jí)過(guò)濾孔板(9)孔徑大(根據(jù)鎂熔體的過(guò)濾特點(diǎn)及鎂合金爐料重熔精煉后的品質(zhì)要求，一般要求過(guò)濾孔板孔徑在5mm以下)，鎂熔體在依次通過(guò)孔徑逐漸縮小的過(guò)濾孔板(6和9)的過(guò)程中能逐級(jí)凈化；而進(jìn)入每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)(5、6和8、9)的熔體過(guò)流通道(15，16)位于其前后相鄰兩級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)中過(guò)濾孔板(6和9)所在位置的下方，且過(guò)濾孔板與熔體流入過(guò)濾孔板的方向呈0°到90°夾角，保證鎂熔體能自下而上通過(guò)每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)中的過(guò)濾孔板(6和9)，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾精煉和過(guò)濾孔板的自凈化，充分發(fā)揮過(guò)濾性能并增加過(guò)濾精煉效果。
在澆注室(11)一端，澆注出液口(12)位于坩堝(1)的上部，第二過(guò)濾室(10)與澆注室(12)之間的熔體過(guò)濾通道(17)位于坩堝(1)的底部，過(guò)濾后的鎂熔體從坩堝(1)底部進(jìn)入澆注室(11)，避免了新流入的鎂熔體對(duì)原熔體的沖擊混雜，提高鎂熔體靜置精煉效果。
精煉處理時(shí)，將坩堝(1)密封并使用鎂合金熔煉保護(hù)氣體保護(hù)(如SF6等)鎂熔體，之后將干燥預(yù)熱處理后的鎂合金爐料加入溫度為680～800℃的坩堝中熔化，待其熔化完畢，使用前處理室內(nèi)(2)的攪拌機(jī)構(gòu)或(/和吹氣機(jī)構(gòu))精煉鎂熔體5～30min，即可去除其中的大顆粒、沉降性雜質(zhì)及氣體雜質(zhì)(如氫氣)；精煉后的鎂熔體通過(guò)前處理室(2)與澆注室(7)之間的熔體過(guò)流通道(14)進(jìn)入過(guò)濾室，由于熔體過(guò)流通道(14)在熔體過(guò)流通道(15)的上方，能強(qiáng)制鎂熔體自上向下地流動(dòng)，與熔體中沉降型雜質(zhì)運(yùn)動(dòng)流向一致，因此起到強(qiáng)制雜質(zhì)沉降的作用，加速鎂熔體的凈化；在坩堝內(nèi)由于熔體壓力的存在，強(qiáng)制沉降處理后的鎂熔體在通過(guò)熔體過(guò)流通道(15)后，流向發(fā)生變化，自下向上地進(jìn)入第一級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的過(guò)濾孔板(6)。接著熔體在從第一過(guò)濾室(7)流向第二過(guò)濾室(10)時(shí)，熔體先從第一過(guò)濾室(7)中過(guò)濾孔板(6)上方流出，經(jīng)過(guò)第二過(guò)濾室(10)底部的熔體過(guò)流通道(16)進(jìn)入，在此過(guò)程中，完成強(qiáng)制沉降處理，然后自下而上通過(guò)第二級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的過(guò)濾孔板(9)，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾凈化處理；經(jīng)過(guò)兩級(jí)強(qiáng)制沉降處理和過(guò)濾處理后，熔體從第二過(guò)濾室(10)中過(guò)濾孔板(9)的上方流出，通過(guò)坩堝(1)底部的熔體過(guò)流通道(17)進(jìn)入澆注室(12)，在澆注室(12)靜置一段時(shí)間后，約為20～120min，去除鎂熔體其余雜質(zhì)，達(dá)到熔體質(zhì)量要求后即可從澆注室(12)一端坩堝(1)上的出液口(13)澆注。
實(shí)施例1將預(yù)熱干燥后的壓鑄AD91鎂合金廢料加入溫度為680～800℃的坩堝中熔化，坩堝密封并使用CO2和SF6混合氣體保護(hù)，待其熔化完畢，使用機(jī)械攪拌和吹氣體精煉鎂熔體10min，氬氣氣體流量控制在0.15m3/h，氣體純度為99.9％，攪拌精煉的攪拌頭至坩堝底部的距離為400mm左右，之后停止攪拌和吹氣精煉，繼續(xù)向前處理室加料，加料停止，待其熔化完畢，攪拌和吹氣精煉10min，如此循環(huán)進(jìn)行；坩堝內(nèi)設(shè)置有2個(gè)過(guò)濾室，每個(gè)過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置一級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，孔徑分別為3mm，1.5mm，相應(yīng)的過(guò)濾孔板與熔體流入過(guò)濾孔板的方向的夾角分別為75°和30°。待熔體在澆注室靜置30min后，即可連續(xù)澆注。試樣分析結(jié)果表明試樣的拉伸強(qiáng)度達(dá)到206MPa以上，伸長(zhǎng)率達(dá)到3％，達(dá)到鎂合金新料標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)備連續(xù)運(yùn)行30天，未見(jiàn)鎂熔體精煉過(guò)程中熔體流動(dòng)不暢情況發(fā)生。
實(shí)施例2將預(yù)熱干燥后的AM50鎂合金廢料放入實(shí)施例1的精煉裝置中，其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)是使用機(jī)械攪拌精煉方式，攪拌精煉的攪拌頭至坩堝底部的距離為100mm左右，攪拌精煉時(shí)間30min，熔體在澆注室靜置80min后出爐連續(xù)澆注，其于技術(shù)參數(shù)與實(shí)施例1相同。試樣分析結(jié)果表明試樣的拉伸強(qiáng)度達(dá)到191MPa以上，伸長(zhǎng)率達(dá)到8.5％，達(dá)到鎂合金新料標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法，是在鎂合金爐料預(yù)熱干燥和熔化后，采用復(fù)合多級(jí)精煉方法凈化鎂熔體，其特征在于該方法按以下順序步驟進(jìn)行(1)將鎂合金爐料加入溫度為680～800℃的坩堝內(nèi)熔化；(2)待爐料熔化完畢，使用機(jī)械攪拌或(/和)吹氣體精煉鎂熔體5～30min；(3)強(qiáng)制鎂熔體自上而下地流動(dòng)，對(duì)熔體進(jìn)行強(qiáng)制沉降處理；(4)強(qiáng)制經(jīng)過(guò)上述處理后的鎂熔體自下而上地通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)；(5)重復(fù)步驟(3)和步驟(4)1～5次后，靜置鎂熔體20～120min，熔體質(zhì)量達(dá)到要求即可出爐澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法，其特征在于機(jī)械攪拌精煉的攪拌頭至坩堝底部的距離為100～500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法，其特征在于吹氣體精煉是用高純凈度的氬氣通入鎂熔體內(nèi)部，其純度為99.9％～99.999％，流量在0.05～2.0m3/h之間。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉裝置，包括坩堝，其特征在于在坩堝內(nèi)將坩堝間隔成三個(gè)或三個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的空間，依次為前處理室、一個(gè)或一個(gè)以上過(guò)濾室，和澆注室，每前后相鄰兩室通過(guò)熔體過(guò)流通道連通；在前處理室內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)和(/或吹氣機(jī)構(gòu))；在每個(gè)過(guò)濾室內(nèi)設(shè)置一級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)包括支撐架和過(guò)濾孔板，并設(shè)置有進(jìn)入該級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的熔體過(guò)流通道；在澆注室設(shè)置鎂熔體出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，4所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置，其特征在于當(dāng)熔體從上一室進(jìn)入下一室時(shí)，是從上一室的上方或中部流出，從下一室的底部流入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，4所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置，其特征在于每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的過(guò)濾孔板與熔體流入過(guò)濾孔板的方向呈0°到90°夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉裝置，其特征在于每級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)中的過(guò)濾孔板均為通孔結(jié)構(gòu)，且過(guò)濾孔板的孔徑從前級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)向后級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)逐級(jí)減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂合金爐料無(wú)熔劑重熔精煉方法及其裝置，是在鎂合金爐料預(yù)熱干燥后，采用復(fù)合多級(jí)精煉方法精煉鎂熔體，包括爐料熔化→攪拌精煉或(/和吹氣精煉)→強(qiáng)制沉降→過(guò)濾精煉→靜置精煉→出爐澆注幾個(gè)階段，能有效去除各類鎂合金爐料中的雜質(zhì)和氣體，實(shí)現(xiàn)熔體的高質(zhì)量?jī)艋?。其裝置主要包括坩堝和依次設(shè)置在坩堝內(nèi)的前處理室、一個(gè)或一個(gè)以上過(guò)濾室，和澆注室，每前后相鄰兩室通過(guò)熔體過(guò)流通道連通，前處理室內(nèi)有攪拌機(jī)構(gòu)或(/和吹氣機(jī)構(gòu))，各過(guò)濾室內(nèi)密封固定有一級(jí)過(guò)濾機(jī)構(gòu)，本裝置能實(shí)現(xiàn)鎂熔體的連續(xù)復(fù)合多級(jí)精煉和澆注/生產(chǎn)，大大提高鎂合金熔體精煉質(zhì)量和凈化效率，同時(shí)解決過(guò)濾中過(guò)濾裝置易堵塞的難題。
文檔編號(hào)C22C23/00GK101037729SQ20071007841
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者龍思遠(yuǎn), 孫繼云, 查吉利 申請(qǐng)人:重慶碩龍科技有限公司