一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉及熔炼方法技术

本发明专利技术公开了一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，所述熔炼炉腔内部设置有熔炼锅组件，用于对稀土金属进行熔炼，所述熔炼炉腔侧壁通过管道与设置在熔炼炉腔外部的抽真空装置及充气装置连通，所述抽真空装置、充气装置与熔炼锅组件与外部的控制柜电连接，所述熔炼炉腔上方设置有可拆卸的炉盖，在所述炉盖与熔炼炉腔之间设置有密封气囊，所述密封气囊内部充有液体，所述炉盖与熔炼炉腔之间通过固定件进行固定，通过熔炼过程产生的温度，对密封气囊内的液体进行汽化，增大体积，使得密封气囊膨胀，从而对炉盖与熔炼炉腔之间的空隙进行填充，密封效果好，并且由于密封气囊前面没有膨胀，因此炉盖与熔炼炉腔之间的装配简便快捷。炉盖与熔炼炉腔之间的装配简便快捷。炉盖与熔炼炉腔之间的装配简便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉及熔炼方法


[0001]本专利技术涉及稀土熔炼
，尤其是一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉及熔炼方法。

技术介绍

[0002]稀土广泛应用于军事、冶金、机械、玻璃、陶瓷、石油、化工、电子、纺织、皮革、农牧养殖等各传统行业：1、农林业上，稀土可用作植物生长调节剂。在养殖业方面可用作饲料添加剂，一般采用稀土无机盐或稀土有机络合物。
[0003]2、军事方面，稀土可用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、镁合金、铝合金、钛合金的战术性能等。
[0004]3、冶金工业方面，稀土被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业。
[0005]4、玻璃陶瓷方面，稀土被广泛用于光学玻璃、显像管、眼镜片、彩釉砖等。
[0006]其中稀土金属原料主要包括包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等，在工业与军事领域稀土元素与非稀土元素（例如铝镁钛等）通过配比与熔炼获得优良的机械性能和化学性能的含稀的合金进行使用。
[0007]现有中采用熔炼炉对稀土金属与非稀土金属进行熔炼加工成合金薄片，再通过氢碎炉进行氢碎成粉末，再通过成型工序、压制工序等多道工序得到最终的合金产品，为了保证在熔炼过程中防止空气中的气体对熔液造成影响，在冷却过程中形成氧化物或者气孔，现有的稀土熔炼炉采用真空状态下注入保护气体，在保证了压力的情况下也减少了空气对熔炼过程中造成的合金产品质量问题，因此现有的稀土熔炼过程中采用的将原有的熔炼锅炉（坩埚）放置在一个大的熔炼炉腔内，并采用炉盖进行密封，再对内部进行抽空与充气操作，但是现有炉盖与熔炼炉腔之间采用的密封方式多种多样，采用橡胶密封进行操作的，在关闭与开合的过程中比较困难，采用在炉盖上方再套设一层密封套，在抽真空与充气过程中易变行，同时多次抽真空充气，会使得密封套脱落，导致密封效果不强。
[0008]其次在熔炼过程中需要对熔液进行搅拌，大多数时候采用的是机械搅拌装置，设置在炉盖上或者在熔炼炉腔内部的相关搅拌装置，但是搅拌装置的搅拌杆在搅拌完成后还需要上升脱离熔液，因此导致搅拌装置除了搅拌功能以外还需要配置有上升下降功能的组件，从而使得其结构比较复杂，并且后期维修成本高，不利于实际生产。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中炉盖与熔炼炉腔密封方式不便捷并且密封效果不理想同时熔液搅拌装置结构复杂的问题，本专利技术提供了一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉及熔炼方法。
[0010]本专利技术的技术方案为：一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，包括熔炼炉腔，所述熔炼
炉腔内部设置有熔炼锅组件，用于对稀土金属进行熔炼，所述熔炼炉腔侧壁通过管道与设置在熔炼炉腔外部的抽真空装置及充气装置连通，所述抽真空装置、充气装置与熔炼锅组件与外部的控制柜电连接，所述熔炼炉腔上方设置有可拆卸的炉盖，在所述炉盖与熔炼炉腔之间设置有密封气囊，所述密封气囊内部充有液体，所述炉盖与熔炼炉腔之间通过固定件进行固定，所述搅拌杆有两节相互转动的第一单杆与第二单杆构成，所述第一单杆与穿过炉盖并且与炉盖上方的螺旋升降机相连接，所述螺旋升降机与炉盖之间通过密封圈密封并且与控制柜电连接，所述第二单杆下方设置有搅拌叶，所述第二单杆上方设置有开口向下的弧形罩，所述弧形罩上设置有圆周阵列的倾斜出风口，用于收集熔炼锅组件上升的热气流并由倾斜出风口流出，从而带动第二单杆的转动。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进：优选地，所述熔炼锅组件包括熔炼锅炉、托架、倾杆与倾斜电机，所述托架中间设置有熔炼锅炉，所述熔炼锅炉的外侧设置有螺旋型的电阻加热线圈，所述电阻加热线圈与外部的控制柜电连接，两根所述倾杆一端固定并对称设置与托架外侧，其中一根所述倾杆的另一端可转动设置于熔炼炉腔内壁上，另一根所述倾杆贯穿于熔炼炉腔，并且与外部倾斜电机相连，所述倾杆与熔炼炉腔的外壁上设置有杆件密封套。
[0012]优选地，所述熔炼炉腔底部设置有成型锭模。
[0013]优选地，所述熔炼炉腔的上方开口的横截面为三台阶状，所述底部台阶上设置有内螺纹，与所述炉盖的侧面的螺纹相匹配，二者螺接在一起，所述密封气囊的横截面呈L型，设置于开口的二台阶上，所述密封气囊的上表面低于熔炼炉腔的上表面，所述炉盖的横截面呈T字型，设置于所述密封气囊上表面，并通过设置与熔炼炉腔上表面的固定件固定。
[0014]优选地，所述固定件为箱式锁扣与旋转式卡扣的其中任意一种。
[0015]优选地，所述充气装置与抽真空装置在熔炼炉腔内部的出口处均设置有导流板，所述导流板的出口对准弧形罩，通过改变充气的频率从而对弧形罩的旋转速度进行调节。
[0016]优选地，所述熔炼炉腔内部设置有与控制柜电连接的摄像头与温度感应器，所述摄像头用于观察合金金属的熔化情况与第二单杆的转动速度，所述温度感应器用于感应熔炼锅组件反馈给控制柜。
[0017]优选地，所述密封气囊内的液体的体积与密封气囊内部的容积比例为1：1000～1500。
[0018]优选地，所述控制柜与熔炼炉腔的插入点的熔炼炉腔外壁上设置有线缆密封件，所述抽真空装置及充气装置与熔炼炉腔的插入点的熔炼炉腔外壁上设置有管件密封件。
[0019]为了充分体现出采用本专利技术提供的熔炼炉操作过程，因此一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉的熔炼方法，包括以下特征：Step1、提前对需要进行熔化的稀土金属与非稀土金属进行配比，并将配比后的量放置于熔炼锅炉内，同时将炉盖盖在熔炼炉腔的开口中，并通过螺纹将二者紧密结合在一起，再通过固定件卡紧或者锁紧炉盖的上表面；Step2、通过控制柜对电阻加热线圈通电，保证温度在300℃~400℃之间，对内部稀土金属与非稀土金属进行预热，同时开口处的密封气囊内的液体因为温度升高而进行气化，使得密封气囊膨胀，对缝隙炉盖与熔炼炉腔之间的间隙进行填充，由此整体密封性更
好；Step3、通过控制柜控制抽真空装置启动，对熔炼炉腔内部进行抽空，到达设定压力后，再通过控制柜控制充气装置对熔炼炉腔进行充气，到达设定的真空度后，再进行抽真空操作，重复操作几次后，到达预设的真空度；Step4、控制柜控制电阻加热线圈通电，使得熔炼锅炉缓慢升温达到所需温度，同时控制螺旋升降机正转带动搅拌杆下降，在熔化过程因为熔炼锅炉上升的热空气，被弧形罩收集，并由切斜的口流出，从而推动着弧形罩的转动，带动第二单杆的转动，实现了对熔炼锅炉内的合金熔炼搅拌，在弧形罩旋转过程中速度过慢，重复Step3的抽真空充气步骤，在保证真空度的前提下，对弧形罩进行气流干扰，达到加速的目的；Step5、达到预定的时间后，控制柜停止对电阻加热线圈的供电，直到第二单杆停止运动，螺旋升降机翻转带动搅拌杆上升，再启动倾倒电机，将熔炼锅炉内的合金溶液倾倒至成型锭模内，冷却后获得合金产品。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1. 通过熔炼过程产生的温度，对密封气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，包括熔炼炉腔（1），所述熔炼炉腔（1）内部设置有熔炼锅组件，用于对稀土金属进行熔炼，所述熔炼炉腔（1）侧壁通过管道与设置在熔炼炉腔（1）外部的抽真空装置（2）及充气装置（3）连通，所述抽真空装置（2）、充气装置（3）与熔炼锅组件与外部的控制柜（4）电连接，其特征在于：所述熔炼炉腔（1）上方设置有可拆卸的炉盖（5），在所述炉盖（5）与熔炼炉腔（1）之间设置有密封气囊（6），所述密封气囊（6）内部充有液体（7），所述炉盖（5）与熔炼炉腔（1）之间通过固定件（20）进行固定，所述搅拌杆（8）有两节相互转动的第一单杆与第二单杆构成，所述第一单杆与穿过炉盖（5）并且与炉盖（5）上方的螺旋升降机（9）相连接，所述螺旋升降机（9）与炉盖（5）之间通过密封圈密封并且与控制柜（4）电连接，所述第二单杆下方设置有搅拌叶（10），所述第二单杆上方设置有开口向下的弧形罩（11），所述弧形罩（11）上设置有圆周阵列的倾斜出风口（12），用于收集熔炼锅组件上升的热气流并由倾斜出风口（12）流出，从而带动第二单杆的转动。2.根据权利要求1所述的旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，其特征在于：所述熔炼锅组件包括熔炼锅炉（13）、托架（14）、倾杆（15）与倾斜电机（16），所述托架（14）中间设置有熔炼锅炉（13），所述熔炼锅炉（13）的外侧设置有螺旋型的电阻加热线圈（17），所述电阻加热线圈（17）与外部的控制柜（4）电连接，两根所述倾杆（15）一端固定并对称设置与托架（14）外侧，其中一根所述倾杆（15）的另一端可转动设置于熔炼炉腔（1）内壁上，另一根所述倾杆（15）贯穿于熔炼炉腔（1），并且与外部倾斜电机（16）相连，所述倾杆（15）与熔炼炉腔（1）的外壁上设置有杆件密封套（18）。3.根据权利要求1或2所述的旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，其特征在于：所述熔炼炉腔（1）底部设置有成型锭模（19）。4.根据权利要求1所述的旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，其特征在于：所述熔炼炉腔（1）的上方开口的横截面为三台阶状，所述底部台阶上设置有内螺纹，与所述炉盖（5）的侧面的螺纹相匹配，二者螺接在一起，所述密封气囊（6）的横截面呈L型，设置于开口的二台阶上，所述密封气囊（6）的上表面低于熔炼炉腔（1）的上表面，所述炉盖（5）的横截面呈T字型，设置于所述密封气囊（6）上表面，并通过设置与熔炼炉腔（1）上表面的固定件（20）固定。5.根据权利要求1或4所述的旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，其特征在于：所述固定件（20）为箱式锁扣与旋转式卡扣的其中任意一种。6.根据权利要求1所述的旋转搅拌式稀土金属熔炼炉，其特征在于：所述充气装置（3）与抽真空装置（2）在熔炼炉腔（1）内部的出口处均设置有导流板（21），所述导流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，郭义瑞，蒋国福，李先登，杨昆，
申请(专利权)人：江华正海五矿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：