專利名稱：鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎂合金液異地運(yùn)輸系統(tǒng)，尤其涉及一種將鎂合金熔煉車間熔煉好的 鎂合金液運(yùn)輸?shù)揭欢ň嚯x的需要大量鎂合金液的其它生產(chǎn)車間的運(yùn)輸設(shè)備。
背景技術(shù)：
鎂和鎂合金的熔煉設(shè)備在鎂工業(yè)中占有特別重要的地位，這是因?yàn)楹推渌夹g(shù)材料相比， 鎂容易氧化和燃燒的特性使得鎂的熔煉變得比較特殊和復(fù)雜，從安全考慮，要避免發(fā)生鎂液 的爆炸，生產(chǎn)率、生產(chǎn)的安全性和產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上取決于熔煉設(shè)備和流程安排。
目前對于傳統(tǒng)工藝進(jìn)行鎂合金熔煉，最有效的精煉方法是采用以鹵化物鹽化合物的熔劑。 在高溫熔煉過程，鹵化物鹽化合物熔劑不斷的揮發(fā)、分解成腐蝕性很強(qiáng)的物質(zhì)，對熔煉環(huán)境 和設(shè)備造成極大的腐蝕損害。目前還沒有十分有效的方法防止熔煉時(shí)揮發(fā)熔劑對生產(chǎn)設(shè)備造 成的嚴(yán)重?fù)p害。
鎂合金的熔煉方法包括地坑爐、雙聯(lián)爐、三聯(lián)爐、群爐、反射爐和多室爐等。地坑爐的優(yōu) 點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性強(qiáng)，能生產(chǎn)出各種成分控制準(zhǔn)確，質(zhì)量很高的鎂合金液。地坑爐的缺點(diǎn)很多， 生產(chǎn)條件惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度高、人為因素對質(zhì)量的影響強(qiáng)烈、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，熱能消耗高。 雙聯(lián)爐是采用虹吸管把兩個(gè)坩堝爐理解組成一個(gè)系統(tǒng)， 一個(gè)爐子負(fù)責(zé)熔化、合金化，另一個(gè) 爐子負(fù)責(zé)調(diào)整溫度、沉淀靜置精煉；基本實(shí)現(xiàn)了熔煉過程的連續(xù)化，但需要特殊的啟動(dòng)方法、 生產(chǎn)能力較小，目前主要用于諸如壓鑄的生產(chǎn)。三聯(lián)爐是目前應(yīng)用相對成熟的大批量生產(chǎn)鎂 合金的連續(xù)生產(chǎn)工業(yè)化設(shè)備，最典型的是采用兩臺(tái)并行的工頻熔化爐，交替向一臺(tái)保溫爐提 供己經(jīng)快速熔化和合金化的鎂合金液體，在保溫爐中調(diào)整溫度、沉淀靜置精煉。金屬液的在 爐子間的轉(zhuǎn)移采用傾倒的方法。工頻爐組基本實(shí)現(xiàn)了熔煉過程的連續(xù)化，生產(chǎn)能力較大，但 設(shè)備費(fèi)用高、運(yùn)行成本高。多室爐的結(jié)構(gòu)是把一個(gè)大的耐火材料砌筑的空間分割成若干個(gè)功 能室，各個(gè)室的底部和中部通過大的孔洞或小的孔洞連通多室爐的的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn) 率高、鎂合金液的質(zhì)量高且穩(wěn)定、勞動(dòng)條件好、能源消耗較低，但多室爐的啟動(dòng)困難、靈和 性差，僅適用于不需要改變合金品種的生產(chǎn)。火焰反射爐金屬損耗高、電熱反射爐耗電大和 不允許使用熔劑。更重要的弊端在于這種鎂合金的就地生產(chǎn)方法在熔煉時(shí)一般都需要大量使用腐蝕性極強(qiáng)的熔劑，熔劑的揮發(fā)和分解產(chǎn)物腐蝕性極強(qiáng)，嚴(yán)重腐蝕生產(chǎn)裝備。連續(xù)鑄軋、 連續(xù)鑄軋-熱連軋、連續(xù)鑄造等高價(jià)值設(shè)備在這樣的環(huán)境中會(huì)很快腐蝕損壞。
目前鎂熔煉后的金屬液體轉(zhuǎn)移、輸送采用的方法主要是人工，包括各種人工操作如澆包舀 取或從爐子中吊出坩堝再傾倒、爐子翻轉(zhuǎn)傾倒等多種方式。鎂的熔煉現(xiàn)場處于高溫、被有害 氣體包圍的狀態(tài)，使得勞動(dòng)條件非常差。在此種環(huán)境下要求短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)以噸計(jì)的鎂熔煉 和澆注，勞動(dòng)強(qiáng)度太大，實(shí)難靠人工在保證高穩(wěn)定質(zhì)量的前提下完成。從爐子中吊出坩堝再 傾倒的轉(zhuǎn)移和輸送方式， 一般只適用于不大的坩堝。這是因?yàn)檑釄鍙臓t子中吊出后散熱劇烈， 金屬液的溫度無法在整個(gè)澆注過程嚴(yán)格控制，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)坩堝從爐子中吊出也因 溫度變化劇烈及坩堝外壁和大氣接觸氧化，引起氧化層脫落，使坩堝壽命大大縮短。柑堝的 造價(jià)通常很高，不連續(xù)生產(chǎn)造成坩堝使用次數(shù)減少必然增加生產(chǎn)成本。爐子整體翻轉(zhuǎn)傾倒式 實(shí)現(xiàn)金屬液轉(zhuǎn)移時(shí)，由于爐子通常都很高，翻轉(zhuǎn)時(shí)液體在很大的落差下傾倒，操作危險(xiǎn)性大。 而鎂熔煉的不安全性是鎂工業(yè)生產(chǎn)最大的問題。同時(shí)鎂液在落差是很大的情況下翻騰，氧化 十分劇烈。該方式一般要求過程不能很長，不適用于要求流量不大的鑄造生產(chǎn)。
目前鎂合金熔煉最有效的精煉方法是采用以鹵化物鹽化合物的熔劑。在高溫熔煉過程，齒 化物鹽化合物熔劑不斷的揮發(fā)、分解成腐蝕性很強(qiáng)的物質(zhì)，對熔煉環(huán)境和設(shè)備造成極大的腐 蝕損害。許多鎂合金生產(chǎn)設(shè)備屬于比較精密的，對腐蝕比較敏感，不允許長斯處于象傳統(tǒng)鎂 合金熔煉的環(huán)境。
由此可見，鎂合金熔煉存在許多需要解決的問題，包括占地大、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)率低、生 產(chǎn)條件差、對環(huán)境腐蝕嚴(yán)重和能量利用率不高等。對生產(chǎn)環(huán)境、安全、節(jié)能要求逐步提高是 鎂合工業(yè)的發(fā)展方向， 一些新的鎂工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)要求合金液的質(zhì)量必須達(dá)到高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并 能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化如連續(xù)鑄軋、鑄造、半連鑄等生產(chǎn)等的年生產(chǎn)能力可能在數(shù)千到l萬噸級。此情 況下，鎂合金液就地生產(chǎn)存在困難或弊端。
采取異地熔煉，較遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)方式，能以相對簡單的途徑滿足新型鎂工業(yè)發(fā)展的 需要，目前急需要開發(fā)這種的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是開發(fā)滿足規(guī)?；V合金工業(yè)發(fā)展需要異地實(shí)施規(guī)?；膬?yōu)質(zhì)鎂合金 液的穩(wěn)定連續(xù)供應(yīng)系統(tǒng)，以適應(yīng)諸如鎂合金鑄造、連鑄、連續(xù)鑄軋等生產(chǎn)的需要。本實(shí)用新型認(rèn)為將鎂合金熔煉從需要金屬液的生產(chǎn)場所分割出來，即采取在專門的生產(chǎn) 車間進(jìn)行鎂合金的異地熔煉，可以達(dá)到熔煉的專業(yè)化、大型化和連續(xù)化，容易滿足各種鎂合 金生產(chǎn)對鎂合金液的需求。即使年生產(chǎn)能力可能在l萬噸的諸如鎂合金連續(xù)鑄軋、規(guī)?；T造、 半連鑄等生產(chǎn)部門也能保證生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。這種生產(chǎn)方式能消除許多就地熔煉的弊端， 但這種生產(chǎn)方式需要解決把熔煉出來的金屬液運(yùn)送到需要鎂合金的地方。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，把專業(yè)化鎂合金熔煉車間牛產(chǎn)出來的合格鎂合金液， 注入到保溫包中，然后將保溫包運(yùn)送到需要鎂合金液的生產(chǎn)車間，冉轉(zhuǎn)注到鎂生產(chǎn)車間的保 溫包中。保溫包是可移動(dòng)保溫爐，保溫爐內(nèi)的坩堝中金屬液的溫度相對穩(wěn)定。移動(dòng)安全性、 金屬液轉(zhuǎn)注操作的準(zhǔn)確、平穩(wěn)和便利是可移動(dòng)保溫爐的關(guān)鍵。為此，采用保溫性能優(yōu)異的耐 火材料砌筑的保溫爐的保溫層，可以把散熱盡可能減小，此外實(shí)施坩堝密封。由于保溫性能 好，允許把靜置沉淀時(shí)間大幅度延長，為夾雜沉到坩堝底部創(chuàng)造足夠的條件，從而冶金質(zhì)量 顯著提高。鎂合金液轉(zhuǎn)注的的核心是平穩(wěn)、避免飛濺，需要設(shè)計(jì)好的受液口和液體輸出口為 軸心翻轉(zhuǎn)傾倒機(jī)構(gòu)。
該鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)的組成部分包括運(yùn)輸車(1)、可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)、 防氧化坩堝(3)、受液器(4)、熱流輸出通道(5)、翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8);運(yùn) 輸車(1)采用普通叉車，它和可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)通過支架(8)連接，防氧化坩堝(3) 固定在可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)內(nèi)部，受液器(4)和熱流輸出通道(5)都安裝在坩堝(3) 上，翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8)與可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)連接成一體，固定在運(yùn) 輸車(1)上。
其中運(yùn)輸車(1)為普通叉車，可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)是一個(gè)帶支架(8)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的高溫保溫爐，可以由可翻轉(zhuǎn)鎂合金保溫爐改裝而成，上面可以帶有電源接頭。防氧化坩堝 (3)是圓柱狀由抗氧化的馬氏體鋼或鐵素體耐熱鋼焊接而成。受液器(4)是一個(gè)鋼制帶長 管的漏斗，注入漏斗的金屬液沿長管進(jìn)入坩堝下部，能避免金屬液體翻滾和氧化。吊鉤(7) 是用來作為車間行車的掛鉤，將車間的行車吊住并向上拉，帶動(dòng)坩堝繞翻轉(zhuǎn)軸(6)翻轉(zhuǎn)。熱 流輸出通道(5)是安裝在坩堝(3)內(nèi)壁的內(nèi)徑為30 60毫米的耐熱鋼管，坩堝(3)傾倒時(shí)， 金屬液從坩堝(3)中從管中流出。翻轉(zhuǎn)軸(6)焊在保溫爐上的轉(zhuǎn)軸，和支架(8)上的軸承 組合。支架(8)為普通鋼型材焊接的框架支撐保溫爐的，必須能承載裝滿載金屬液后全部重 量。
支架(8)將運(yùn)輸車和可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)連接成一體并可以拆卸，支架(8)能牢 靠的架在叉車上，保證運(yùn)輸過程不發(fā)生意外。運(yùn)送鎂液體時(shí)，用車間的行車將可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)吊裝到運(yùn)輸車(1)上，將運(yùn)輸車(1)開到熔化車間，將熔化車間準(zhǔn)備好的鎂合 金液通過泵和管道，通過防氧化坩堝(3)上的受液器(4) 口，將需要量的鎂合金液體注入 到坩堝(3)中。再將當(dāng)叉車開到使用鎂液體的車間后，如果需要等待，可以將可移動(dòng)式加熱 保溫爐(2)的電源線接到車間備用接頭，通電加熱，保證坩堝內(nèi)的金屬液體處于規(guī)定的溫度 范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)過程的需要，將可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)吊裝到車間的保溫爐所在的平臺(tái)， 通過移動(dòng)式加熱保溫爐(2)帶的翻轉(zhuǎn)軸(6)，將可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)內(nèi)膽防氧化坩堝 (3)逐漸翻轉(zhuǎn)，內(nèi)部的鎂液通過熱流輸出通道(5)流出，進(jìn)入使用鎂液體的車間的保溫爐 中。金屬液轉(zhuǎn)注完畢后，轉(zhuǎn)正可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)，通過吊鉤(7)再吊裝到運(yùn)輸車(1) 上，回到熔化車間，繼續(xù)重復(fù)以上過程。
設(shè)備使用時(shí)，運(yùn)輸車將可移動(dòng)式加熱保溫爐移動(dòng)到熔煉車間爐前。由于受液時(shí)間較長， 運(yùn)輸車可以離開去運(yùn)送其它可移動(dòng)式加熱保溫爐。通過各種方式，例如傾倒、液體泵、虹吸
管等將熔煉坩堝中干凈鎂液注入到可移動(dòng)式加熱保溫爐的坩堝中。轉(zhuǎn)注前，先通過保護(hù)氣體 進(jìn)氣管向坩堝通入保護(hù)氣體，例如COs+0. 1%SF6。受液器的導(dǎo)管內(nèi)在軸平行方向插有1-2片導(dǎo)流 片，從而具有避免轉(zhuǎn)注過程金屬液飛濺的功能。受液結(jié)束后，可以將受液器取出、清理，以 備下一次再用。按生產(chǎn)節(jié)拍，運(yùn)輸車叉起可移動(dòng)式加熱保溫爐運(yùn)往需要鎂液的生產(chǎn)車間。運(yùn) 輸車將可移動(dòng)式加熱保溫爐送到生產(chǎn)車間固定位置。在金屬轉(zhuǎn)注前，如需要暫時(shí)放置，為了
保持金屬液需要的溫度，可以將活動(dòng)電源接口接入電源，對金屬液進(jìn)行加熱。需要將金屬液 轉(zhuǎn)注到生產(chǎn)車間的鎂液坩堝時(shí)，使用渦輪機(jī)構(gòu)或起吊裝置，例如行車、電葫蘆、等提起吊環(huán)， 此時(shí)可移動(dòng)式加熱保溫爐整體能以液體輸出口為軸心翻轉(zhuǎn)傾倒轉(zhuǎn)注到生產(chǎn)車間的受液設(shè)備 中。金屬液傾倒經(jīng)過熱流輸出通道流出時(shí)，伸出管口的鎂液被保護(hù)氣簾保護(hù)。轉(zhuǎn)注完成后可 移動(dòng)式加熱保溫爐整體恢復(fù)原來位置并充入C02+0. P/。SF6氣體，以避免殘余金屬的氧化和燃燒。 運(yùn)輸車將可移動(dòng)式加熱保溫爐送到鎂合金熔煉車間準(zhǔn)備下一次運(yùn)輸。


圖l是鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖2是鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施例
2噸級鎂合金液異地運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)可移動(dòng)式加熱保溫爐外形是圓柱形，爐體截面從外向內(nèi)依次為槽殼(鋼板焊接，有加固 筋、用角鋼做框架)、陶瓷保溫棉、爐膽(耐熱鋼板)、加熱器、坩堝。坩堝容積為2.5噸，柑 堝采用鐵素體耐熱鋼板焊接而成。保溫爐外殼設(shè)置一對轉(zhuǎn)軸，整個(gè)保溫爐可以饒軸在支架上 轉(zhuǎn)動(dòng)，吊鉤向上受力時(shí)，保溫爐傾倒轉(zhuǎn)注，將鎂合金液傾倒進(jìn)生產(chǎn)車間的鎂液坩堝中。可移 動(dòng)式加熱保溫爐支架一般固定在鎂合金產(chǎn)品生產(chǎn)車間鎂液坩堝爐邊。
保溫層的厚度應(yīng)該保證爐殼溫度不超過50—6(TC。爐膽采用電阻管式加熱器加熱，電阻 管式加熱器是通過爐子頂插入爐子內(nèi)的，損壞時(shí)拔出更換。在爐子頂還有注入鎂密封蓋孔。 鎂液是通過一個(gè)幾乎伸到爐子底部的鋼漏斗管注入。鋼漏斗管內(nèi)直徑為80毫米，管道內(nèi)有活 動(dòng)的l-2片等間距層流導(dǎo)流片，鎂液以層流方式注入，避免飛濺和沖擊。鎂合金液的注入溫度 一般根據(jù)生產(chǎn)車間的要求溫度增加50-10(TC的過熱度。
運(yùn)輸車有5噸鏟車改裝，加寬叉鏟，使可移動(dòng)式加熱保溫爐固定更加平穩(wěn)、可靠。
熱流輸出通道有兩端組成， 一段固定于坩堝，另一段伸出坩堝外并可以取下，外套活動(dòng) 加熱罩，金屬液從坩堝液面下流出，伸出管道可更換并有鎂液保護(hù)氣簾，氣簾采用〔02+0. 1%SF6 氣體，氣體流量約10-20升/分鐘。
權(quán)利要求1.一種鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于組成部分包括運(yùn)輸車(1)、可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)、防氧化坩堝(3)、受液器(4)、熱流輸出通道(5)、翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8)；其中運(yùn)輸車(1)與可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)通過支架(8)連接，防氧化坩堝(3)固定在可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)內(nèi)部，受液器(4)和熱流輸出通道(5)都安裝在坩堝(3)上，翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8)與可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)連接成一體，固定在運(yùn)輸車(1)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鎂合金熔體遠(yuǎn)距離運(yùn)輸系統(tǒng)，其目的是開發(fā)滿足規(guī)?；V合金工業(yè)發(fā)展需要異地實(shí)施規(guī)?；膬?yōu)質(zhì)鎂合金液的穩(wěn)定連續(xù)供應(yīng)系統(tǒng)，以適應(yīng)諸如鎂合金鑄造、連鑄、連續(xù)鑄軋等生產(chǎn)的需要，該系統(tǒng)的組成部分包括運(yùn)輸車(1)、可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)、防氧化坩堝(3)、受液器(4)、熱流輸出通道(5)、翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8)；運(yùn)輸車(1)采用普通叉車，它和可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)通過支架(8)連接，防氧化坩堝(3)固定在可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)內(nèi)部，受液器(4)和熱流輸出通道(5)都安裝在坩堝(3)上，翻轉(zhuǎn)軸(6)、吊鉤(7)、支架(8)與可移動(dòng)式加熱保溫爐(2)連接成一體，固定在運(yùn)輸車(1)上。
文檔編號B22D35/00GK201399579SQ20092014629
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者吳江才, 周豪光, 孟偉霞, 鈺 文, 李書偉, 李華倫, 許月旺 申請人:山西銀光華盛鎂業(yè)股份有限公司