控制铝钛硼（碳）合金中ＴｉＢ２（ＴｉＣ）颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉制造技术

本发明专利技术涉及一种控制铝钛硼（碳）合金中ＴｉＢ２（ＴｉＣ）颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，包括用于盛放合金熔体的炉体和设置在所述炉体外表面的线圈，所述线圈中通过交变电流，所述炉体内的合金感应到所述电流产生的磁场而发热，所述线圈为多层，所述多层线圈中每层线圈流过的驱动电流的频率各不相同。实施本发明专利技术的控制铝钛硼（碳）合金中ＴｉＢ２（ＴｉＣ）颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，具有以下有益效果：由于在上述炉体内部有多个交变磁场叠加，使得上述炉体内部各部分均受到磁力的作用，使得得到的铝钛硼（碳）合金中ＴｉＢ２（ＴｉＣ）颗粒团平均名义直径更为细小，进而提高铝钛硼（碳）合金对铝或铝合金的凝固晶粒细化能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金工业熔炼设备，更具体地说，涉及一种控制铝钛硼(碳)合金中 TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉。
技术介绍
铝钛硼(或铝钛碳，下同)合金是一类目前在全球范围内铝材加工中普遍使用并 最为有效的细化铝及铝合金凝固晶粒的中间合金。在铝或铝合金中加入上述铝钛硼(碳) 合金，可以使得铝或铝合金凝固晶粒细化，进而使其屈服强度、压延塑性及韧脆转变温度 等性能都有很大改善。目前在全球范围内普遍使用并且能有效实现工业化生产的铝钛硼 (碳)中间合金的制造方法是用氟钛酸钾和氟硼酸钾与铝熔体进行的热还原反应法(对于 铝钛碳合金而言，是用氟钛酸钾和碳与铝熔体进行的热还原反应法)，这种方法产生大量的 TiB2(TiC)并作为细化后的铝或铝合金的晶粒核心。在铝钛硼(碳)合金中，TiB2(TiC)以 颗粒团的形式存在，其本身的平均名义直径越细小，其对铝或铝合金的凝固晶粒细化能力 就越强。但是，在现有技术中，通常是在电阻坩埚熔炼炉或单频(通常是工频)电磁感应熔 炼电炉中进行上述铝热还原反应的，其生产出来的铝钛硼(碳)合金中TiBjTiC)颗粒团 平均名义直径较大，从而使得被这种具有较大TiBjTiC)颗粒团的铝钛硼(碳)合金细化 后的铝或铝合金的凝固晶粒尺寸较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中铝钛硼(碳)合金中的TiBjTiC) 颗粒团平均名义直径较大从而使得由其细化后的铝或铝合金的凝固晶粒尺寸较大的缺陷， 提供一种在其反应过程中控制上述铝钛硼(碳)合金中TiBjTiC)颗粒团平均名义直径的 电磁感应熔炼电炉。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种控制铝钛硼(碳)合金中 TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，包括用于盛放金属或合金熔体的炉 体及设置在所述炉体外表面的线圈，所述线圈中通过交变电流，所述炉体内的金属或合金 感应到所述电流产生的磁场而发热，所述线圈为多层，所述多层线圈中每个线圈流过的驱 动电流的频率各不相同。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述线圈包括流过第一频率电流的第一层线圈、流过第二频率电流的第二层线圈和流过第三频率电流的第三层线圈。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一层线圈、第二层线圈和第三层线圈分别以所述炉体为圆心并以不同的直径包围所述炉体；所述第三层线圈靠近所述炉体外表面，所述第一层线圈远离所述炉体外表面，所述第二线圈位于所述第一线圈和第三线圈之间。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第三线圈与所述炉体的半径之差、第一线圈和第二线圈的半径之差以及第二线圈和第三线圈的半径之差分别为5-15厘米。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述三个线圈的导体外表面分别设置有绝缘层。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一频率为50Hz，所述第二频率为 500-1200Hz，所述第三频率为1500-2500Hz。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，还包括并接在所述第一层线圈上的第一补 偿电容、并接在所述第二层线圈上的第二补偿电容和并接在所述第三层线圈上的第三补偿 电容。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一补偿电容值为40-120 ii F，第二补 偿电容值为400-1000 ii F，第三补偿电容值为800-1800 y F。 在本专利技术所述的电磁感应熔炼电炉中，还包括用于控制所述第一层线圈、第二层 线圈和第三层线圈同时通电工作的线圈驱动控制装置，所述控制装置输出分别与所述各线 圈端点连接，并设置在同一控制柜中。 实施本专利技术的控制铝钛硼(碳)合金中TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感 应熔炼电炉，具有以下有益效果由于在所述炉体外部设置有多层线圈，而且这些线圈流过 的电流的频率各不相同。于是，在上述炉体内部有多个交变磁场叠加，使得上述炉体内部各 部分均受到磁力的作用，使得得到的铝钛硼(碳)合金中TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径 更为细小，进而提高了铝钛硼(碳)合金对铝或铝合金凝固晶粒细化能力。附图说明 图1是本专利技术一种控制铝钛硼(碳)合金中TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径的电 磁感应熔炼电炉实施例的轴向剖面结构示意图； 图2是图1中的A-A向剖面图； 图3是所述实施例中铝钛硼在电磁感应熔炼电炉中的熔炼流程图。 具体实施例方式下面将结合附图(及)和实施例对本专利技术作进一步说明。 如图1和图2所示，在本专利技术的一种控制铝钛硼(或铝钛碳)合金中TiB2 (或TiC) 颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉实施例中，该电磁感应熔炼电炉包括炉体1以及 设置在炉体1外表面的线圈2。其中，上述炉体1用于盛放需要熔炼的金属或合金，炉体1 包括一个炉壁11及该炉壁所形成的一个盛放金属或合金的空间12 ;上述线圈设置在炉壁 11的外部，并在炉体1的轴向(即图1中剖开方向)上以不同的直径包围上述炉壁11。在 工作时，上述线圈2在控制装置(图中未示出)的控制或驱动下，流过交变电流，该交变电 流在上述空间12内形成变化的磁场，炉体1的空间12内的金属或合金感应到上述交变电 流产生的磁场，其切割上述磁场的磁力线并在该金属或合金表面产生涡电流。由于金属或 合金具有一定的电阻，电流流过电阻而发热，并使该金属或合金发热或熔化；同时上述磁场 还对其中的的物体产生一定的作用力，由于在本实施例中上述合金为熔体，在上述磁场的 作用下，该熔体的受力部分将会产生一定的位移，当这种移动的位置较大时，会在熔体表面 形成波峰和波谷。在本实施例中，如图1所示，上述线圈2中包括了 3层单独的线圈，其分别为第一线圈21、第二线圈22以及第三线圈23。同时，在本实施例中，上述控制装置输出 到上述每个线圈流过的驱动电流的频率是各不相同的。当然，在其它实施例中，上述线圈也 不一定就是3层，也可以是别的数目，例如，2层或4层。不同的线圈数量及其中流过电流的 频率不一样，使得上述炉体1中的空间12中磁场的强度及其变化程度不一样。 如上所述，上述线圈2包括第一层线圈21、第二层线圈22和第三层线圈23 ;其 中，上述第一层线圈21流过电流的频率为第一频率，第二层线圈22流过电流的频率为 第二频率，第三层线圈23流过电流的频率为第三频率。在本实施例中，上述第一频率为 50Hz，第二频率为1000Hz，第三频率为2100Hz。而在其它实施例中，上述第二频率也可以在 500-1200Hz之间调整，第三频率也可以在1500-2500Hz之间调整。这样的频率选取使得上 述线圈2在上述炉体1内的交变磁场及其磁力较为有利于减小铝钛硼合金中TiB2颗粒之 间的凝聚力，使在反应中形成的TiB2颗粒团的平均名义直径得到控制。在第一实施例中， 通过试验得知，采用上述设置的电磁感应熔炼电炉可以将上述铝钛硼合金中TiB2颗粒团平 均名义直径4-5微米降低到1. 8-2微米左右。 由电磁感应原理可以知道，在线圈中通过电流时会产生穿过该线圈的磁场，变化 的电流将产生变化的磁场；这些磁场的分布及强度不仅与线圈的形状相关，还与其中流过 的电流频率相关。通常，流过线圈的电流频率越高，其靠近线圈位置产生的磁力线就越密 集，相应而言，这些位置所受到的磁力就越大。对于50Hz的工频而言，其线圈中受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制铝钛硼（碳）合金中ＴｉＢ↓［２］（ＴｉＣ）颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，包括用于盛放合金熔体的炉体和设置在所述炉体外表面的线圈，所述线圈中通过交变电流，所述炉体内的合金感应到所述电流产生的磁场而发热，其特征在于，所述线圈为多层，所述多层线圈中每层线圈流过的驱动电流的频率各不相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新明，陈学敏，李建国，刘超文，李赛毅，
申请(专利权)人：新星化工冶金材料深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]