一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金實驗設備技術領域，特別涉及一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐。
【背景技術】
[0002]由于鎂合金具有密度小、比強度高、比彈性模量大、散熱好、減震性高、承受沖擊載荷能力大、耐有機物和堿的腐蝕性好等性能，在航空、航天、運輸、化工等領域具有美好的應用前景，因此得到了各大院所、研究機構(gòu)的廣泛研究。然而，由于實驗研究較工業(yè)實踐應用規(guī)模小，至今未能有專門為鎂合金熔煉相關研究開發(fā)的鎂合金熔煉爐。目前，各大院所、研究機構(gòu)所使用的鎂合金研究用熔煉爐大多是采用傳統(tǒng)鋁合金研究用熔爐做簡單改造替代，不能滿足鎂合金熔煉的特點。
[0003]鎂合金在高溫環(huán)境下，化學活性極其活潑。與氧接觸后，液態(tài)鎂或高溫固態(tài)鎂的表面很容易產(chǎn)生一層疏松氧化膜，這種氧化膜的產(chǎn)生不但不會對新鮮鎂產(chǎn)生保護作用，而且還為進一步氧化鎂熔體或固態(tài)鎂提供了通道，加劇了氧化。。對于鎂溶液，由于鎂合金增氣壓較高，容易在表面產(chǎn)生鎂蒸汽，鎂氧化放出的熱量在氧化表面聚集，引燃鎂蒸汽，會引發(fā)燃爆事故。每年各實驗室的鎂合金燃爆事故層出不窮。因此，無論從實驗室安全還是從提升實驗室鎂合金熔煉質(zhì)量出發(fā)，都應該在熔煉鎂合金時增加對鎂合金溶液表面的保護。
[0004]目前實驗室用鎂合金熔煉爐其爐膛大多為多孔氧化鋁陶瓷內(nèi)襯，其結(jié)構(gòu)疏松，強度不高。而鎂合金熔煉中會使用到低碳鋼或者不銹鋼材料作為坩禍內(nèi)襯，其重量較重，在熔煉過程的氧化程度高，會經(jīng)常取出進行清理。在取出過程中難以避免會碰傷或損壞爐膛。此夕卜，不致密的爐膛還會導致保護氣體從爐膛泄露，增加保護氣體用量，并有可能損壞爐體中外漏的電子元器件。
[0005]中國發(fā)明專利(申請?zhí)?02136199.1)提出了一種多級復合精華功能的鎂合金熔爐，主要用于鎂合金的精煉以及舊料回收再生處理。其構(gòu)造較為復雜，也不適用于實驗室鎂合金熔煉原材料大多比較潔凈，無需進行高強度精煉的特點，尤其是建造成本過高。
[0006]中國發(fā)明專利(專利號:ZL200510059000.x, ZL200610089498.9)提出一種真空熔煉方法和真空鎂合金熔爐，提出在坩禍上部抽真空后，反充入一定濃度和壓強的保護氣體可有效防止鎂合金的氧化，其防氧化效果較好，但真空及保壓結(jié)構(gòu)復雜，同樣不適用于低成本實驗室研究。中國實用新型專利(CN102052838A，CN 102052836A,ZL200620035018.6)其特征在于在鋼制熔煉坩禍底部加裝漏液檢測探頭，通過漏液檢測探頭控制鋼制坩禍與爐膛間隙之間的漏液情況，并在漏液發(fā)生的情況下開通保護氣體，對其漏液進行保護防止其燃燒產(chǎn)生事故。
[0007]中國實用新型專利(ZL200620102523.8)其特征在于水平開啟爐蓋，工頻加熱方式等，具有典型的工業(yè)應用特征，不滿足實驗室小型、低成本應用特征。CN203286888 U提出的全密閉式鎂合金真空熔煉爐，強調(diào)其全密閉特征下的磁力耦合攪拌。CN203848668 U提出了一種工業(yè)鎂合金熔煉爐的砌筑方法。
[0008]上述發(fā)明或者實用新型在精煉、真空保護、漏液或者在爐蓋開啟，爐內(nèi)熔體攪拌，甚至爐體砌筑方面做出改進，但是沒有關注實驗室鎂合金熔爐的小型、易用、功能多變的特征，使其在應用到研究院所、研究機構(gòu)實驗室時，使用、維護成本過高。所以上述設備幾乎無法在實驗室獲得應用。因此有必要針對實驗室鎂合金熔煉的特點，采用新型低成本爐體結(jié)構(gòu)，保證鎂合金實驗過程中的熔煉穩(wěn)定性，安全性以及減少對周邊電子元器件的損壞。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，已解決現(xiàn)有熔煉爐的在實驗室應用中的缺陷。
[0011]本發(fā)明的技術方案是，一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，所述熔煉爐具有爐蓋和爐殼，爐殼內(nèi)具有爐膛，在爐膛內(nèi)還設有坩禍，
在所述熔煉爐爐口還設有用于將保護氣體輸送到鎂合金熔體表面的氣簾發(fā)生裝置， 在所述爐殼殼壁上裝設有控溫熱電偶、保護氣體輸入口和加熱電極，
所述氣簾發(fā)生裝置通過所述的保護氣體輸入口與外部的保護氣體輸入裝置相連。
[0012]所述氣簾發(fā)生裝置被集成安裝在位于爐口的爐膛頂部，處于爐頂鋼板下方，由側(cè)面開孔金屬管制成。
[0013]所述的爐膛是內(nèi)側(cè)高導熱高密度爐膛。
[0014]本發(fā)明提出了一種鎂合金氣體保護熔煉爐，包括加熱爐、高導熱高密度爐膛、保護氣體輸入裝置、爐內(nèi)氣簾產(chǎn)生裝置。所述內(nèi)側(cè)高導熱高密度爐膛用于在其內(nèi)部放置熔煉坩禍，在其頂部安置有保護性氣體氣簾產(chǎn)生裝置，在熔煉過程中保護氣體通過氣簾均勻分布在高密度爐膛內(nèi)部，熔煉坩禍頂部，從而保護鎂合金熔體不與氧氣接觸；同時內(nèi)側(cè)高密度材質(zhì)可避免保護氣體通過爐膛向外側(cè)滲透。使用本發(fā)明能有效避免熔煉鎂合金與氧氣接觸，減少熔體氧化的產(chǎn)生，從而影響實驗過程中的鎂合金熔體質(zhì)量。
[0015]本發(fā)明針對現(xiàn)有鎂合金實驗爐對鎂合金熔煉特征考慮不充分，大多采用無氣體保護，多孔陶瓷爐膛的鋁合金熔煉爐改裝的不足，提供的一種低成本，高可靠性的氣體保護熔煉爐。
[0016]本發(fā)明可用于實驗室鎂合金熔煉相關的小型氣體保護爐，為實驗室鎂合金熔煉提供低成本，高可靠性，高安全性的氣體保護，從而可以獲得氧化程度低，純凈度高的高質(zhì)量鎂合金熔體，為實驗可靠性提供保證。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例中實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐的爐蓋打開狀態(tài)的正視圖和頂視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例中實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐的縱剖面。
[0020]圖3是本發(fā)明實施例中實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐的電極及熱電偶面橫剖面圖。
[0021]圖4是本發(fā)明實施例中實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐氣簾發(fā)生裝置的側(cè)視圖和正視圖。
[0022]其中，I 爐蓋，2 氣簾發(fā)生裝置，3 尚導熱尚密度爐騰，4 i甘禍，5——爐殼，6——加熱電極，7——控溫熱電偶，8——保護氣體輸入口。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，包括加熱爐、高導熱高密度爐膛、爐內(nèi)氣簾產(chǎn)生裝置和保護氣體輸入裝置。所述加熱爐由熱電偶控溫，電阻加熱，使得爐膛可以穩(wěn)定控制在某一溫度；所述高導熱高密度爐膛可將加熱爐產(chǎn)生的熱量傳遞到爐膛內(nèi)部坩禍中，同時還有利于阻止保護氣體進入爐體內(nèi)部損壞爐體電子元器件；所述保護氣體氣簾產(chǎn)生裝置安裝在加熱爐頂部，可將保護氣體穩(wěn)定的輸送到鎂合金熔體的表面，以及爐膛內(nèi)部其他空間；所述保護氣體輸入裝置與保護氣體氣簾產(chǎn)生裝置相連可按要求對保護氣體進行混合，并控制氣體流量。
[0025]氣簾產(chǎn)生裝置被集成安裝在爐膛頂部，爐頂鋼板下方，爐口附近?？捎梢粋?cè)面開孔，或側(cè)面開口金屬管制成，其氣路入口可安裝在爐體外殼上便于與氣體輸送裝置連接。在一定輸入氣壓條件下，氣體可被均勻分布到金屬管側(cè)孔或側(cè)開口輸出到爐膛中起到氣體保護作用。保護氣體可以是C02，SF6, C3F5H3, C3F6等氣體經(jīng)稀釋、混合構(gòu)成。
[0026]如圖1一4，實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐包括加熱爐、高導熱高密度爐膛、保護氣體輸入裝置、爐內(nèi)氣簾產(chǎn)生裝置。加熱爐通過爐殼插入的控溫熱電偶控溫，通過電阻加熱，使得高導熱高密度爐膛可以穩(wěn)定控制在某一溫度；并且高導熱高密度爐膛有利于將加熱爐產(chǎn)生的熱量傳遞到爐膛內(nèi)部坩禍中并阻止保護氣體經(jīng)爐膛滲入爐體內(nèi)部，損壞電子元器件。在加熱爐頂部有一保護氣體氣簾產(chǎn)生裝置，該裝置被集成安裝在爐膛頂部，爐頂鋼板下方，爐口附近?？捎梢粋?cè)面開孔，或側(cè)面開口金屬管制成，其氣路入口可安裝在爐殼上便于與外部氣體輸送裝置連接。在一定輸入氣壓條件下，氣體可被均勻分布到金屬管側(cè)孔或側(cè)開口輸出到爐膛中的鎂合金熔體的表面，以及爐膛內(nèi)部其他空間，對鎂合金熔體進行保護。該保護氣體可以是C02，SF6, C3F5H3, C3F6等氣體經(jīng)稀釋、混合構(gòu)成。
【主權(quán)項】
1.一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，其特征在于，所述熔煉爐具有爐蓋和爐殼，爐殼內(nèi)具有爐膛，在爐膛內(nèi)還設有坩禍， 在所述熔煉爐爐口還設有用于將保護氣體輸送到鎂合金熔體表面的氣簾發(fā)生裝置， 在所述爐殼殼壁上裝設有控溫熱電偶、保護氣體輸入口和加熱電極， 所述氣簾發(fā)生裝置通過所述的保護氣體輸入口與外部的保護氣體輸入裝置相連。2.如權(quán)利要求1所述的實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，其特征在于，所述氣簾發(fā)生裝置被集成安裝在位于爐口的爐膛頂部，處于爐頂鋼板下方，由側(cè)面開孔金屬管制成。3.如權(quán)利要求1所述的實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，其特征在于，所述的爐膛是內(nèi)側(cè)高導熱高密度爐膛。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實驗室用鎂合金氣體保護熔煉爐，所述熔煉爐具有爐蓋和爐殼，爐殼內(nèi)具有爐膛，在爐膛內(nèi)還設有坩堝，在所述熔煉爐爐口還設有用于將保護氣體輸送到鎂合金熔體表面的氣簾發(fā)生裝置，在所述爐殼殼壁上裝設有控溫熱電偶、保護氣體輸入口和加熱電極，所述氣簾發(fā)生裝置通過所述的保護氣體輸入口與外部的保護氣體輸入裝置相連。所述氣簾發(fā)生裝置被集成安裝在位于爐口的爐膛頂部，處于爐頂鋼板下方，由側(cè)面開孔金屬管制成。所述的爐膛是內(nèi)側(cè)高導熱高密度爐膛。本發(fā)明針對現(xiàn)有鎂合金實驗爐對鎂合金熔煉特征考慮不充分，大多采用無氣體保護，多孔陶瓷爐膛的鋁合金熔煉爐改裝的不足，提供的一種低成本，高可靠性的氣體保護熔煉爐。
【IPC分類】F27B17/02
【公開號】CN105091589
【申請?zhí)枴緾N201510501216
【發(fā)明人】夏明許
【申請人】共慧冶金設備科技(蘇州)有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月14日