CN201399579Y - 镁合金熔体远距离运输*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种镁合金熔体远距离运输***，其目的是开发满足规模化镁合金工业发展需要异地实施规模化的优质镁合金液的稳定连续供应***，以适应诸如镁合金铸造、连铸、连续铸轧等生产的需要，该***的组成部分包括运输车(1)、可移动式加热保温炉(2)、防氧化坩埚(3)、受液器(4)、热流输出通道(5)、翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)；运输车(1)采用普通叉车，它和可移动式加热保温炉(2)通过支架(8)连接，防氧化坩埚(3)固定在可移动式加热保温炉(2)内部，受液器(4)和热流输出通道(5)都安装在坩埚(3)上，翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)与可移动式加热保温炉(2)连接成一体，固定在运输车(1)上。

Description

镁合金熔体远距离运输***

技术领域

本实用新型涉及一种镁合金液异地运输***，尤其涉及一种将镁合金熔炼车间熔炼好的镁合金液运输到一定距离的需要大量镁合金液的其它生产车间的运输设备。

背景技术

镁和镁合金的熔炼设备在镁工业中占有特别重要的地位，这是因为和其它技术材料相比，镁容易氧化和燃烧的特性使得镁的熔炼变得比较特殊和复杂，从安全考虑，要避免发生镁液的***，生产率、生产的安全性和产品质量很大程度上取决于熔炼设备和流程安排。

目前对于传统工艺进行镁合金熔炼，最有效的精炼方法是采用以卤化物盐化合物的熔剂。在高温熔炼过程，卤化物盐化合物熔剂不断的挥发、分解成腐蚀性很强的物质，对熔炼环境和设备造成极大的腐蚀损害。目前还没有十分有效的方法防止熔炼时挥发熔剂对生产设备造成的严重损害。

镁合金的熔炼方法包括地坑炉、双联炉、三联炉、群炉、反射炉和多室炉等。地坑炉的优点是生产灵活性强，能生产出各种成分控制准确，质量很高的镁合金液。地坑炉的缺点很多，生产条件恶劣、劳动强度高、人为因素对质量的影响强烈、产品质量稳定性差，热能消耗高。双联炉是采用虹吸管把两个坩埚炉理解组成一个***，一个炉子负责熔化、合金化，另一个炉子负责调整温度、沉淀静置精炼；基本实现了熔炼过程的连续化，但需要特殊的启动方法、生产能力较小，目前主要用于诸如压铸的生产。三联炉是目前应用相对成熟的大批量生产镁合金的连续生产工业化设备，最典型的是采用两台并行的工频熔化炉，交替向一台保温炉提供已经快速熔化和合金化的镁合金液体，在保温炉中调整温度、沉淀静置精炼。金属液的在炉子间的转移采用倾倒的方法。工频炉组基本实现了熔炼过程的连续化，生产能力较大，但设备费用高、运行成本高。多室炉的结构是把一个大的耐火材料砌筑的空间分割成若干个功能室，各个室的底部和中部通过大的孔洞或小的孔洞连通多室炉的的优点是连续生产、生产率高、镁合金液的质量高且稳定、劳动条件好、能源消耗较低，但多室炉的启动困难、灵和性差，仅适用于不需要改变合金品种的生产。火焰反射炉金属损耗高、电热反射炉耗电大和不允许使用熔剂。更重要的弊端在于这种镁合金的就地生产方法在熔炼时一般都需要大量使用腐蚀性极强的熔剂，熔剂的挥发和分解产物腐蚀性极强，严重腐蚀生产装备。连续铸轧、连续铸轧-热连轧、连续铸造等高价值设备在这样的环境中会很快腐蚀损坏。

目前镁熔炼后的金属液体转移、输送采用的方法主要是人工，包括各种人工操作如浇包舀取或从炉子中吊出坩埚再倾倒、炉子翻转倾倒等多种方式。镁的熔炼现场处于高温、被有害气体包围的状态，使得劳动条件非常差。在此种环境下要求短时间内完成数以吨计的镁熔炼和浇注，劳动强度太大，实难靠人工在保证高稳定质量的前提下完成。从炉子中吊出坩埚再倾倒的转移和输送方式，一般只适用于不大的坩埚。这是因为坩埚从炉子中吊出后散热剧烈，金属液的温度无法在整个浇注过程严格控制，从而影响产品质量。当坩埚从炉子中吊出也因温度变化剧烈及坩埚外壁和大气接触氧化，引起氧化层脱落，使坩埚寿命大大缩短。坩埚的造价通常很高，不连续生产造成坩埚使用次数减少必然增加生产成本。炉子整体翻转倾倒式实现金属液转移时，由于炉子通常都很高，翻转时液体在很大的落差下倾倒，操作危险性大。而镁熔炼的不安全性是镁工业生产最大的问题。同时镁液在落差是很大的情况下翻腾，氧化十分剧烈。该方式一般要求过程不能很长，不适用于要求流量不大的铸造生产。

目前镁合金熔炼最有效的精炼方法是采用以卤化物盐化合物的熔剂。在高温熔炼过程，卤化物盐化合物熔剂不断的挥发、分解成腐蚀性很强的物质，对熔炼环境和设备造成极大的腐蚀损害。许多镁合金生产设备属于比较精密的，对腐蚀比较敏感，不允许长期处于象传统镁合金熔炼的环境。

由此可见，镁合金熔炼存在许多需要解决的问题，包括占地大、工艺复杂、生产率低、生产条件差、对环境腐蚀严重和能量利用率不高等。对生产环境、安全、节能要求逐步提高是镁合工业的发展方向，一些新的镁工业生产企业要求合金液的质量必须达到高的技术标准并能实现连续化如连续铸轧、铸造、半连铸等生产等的年生产能力可能在数千到1万吨级。此情况下，镁合金液就地生产存在困难或弊端。

采取异地熔炼，较远距离运输的生产方式，能以相对简单的途径满足新型镁工业发展的需要，目前急需要开发这种的技术。

发明内容

本实用新型的目的是开发满足规模化镁合金工业发展需要异地实施规模化的优质镁合金液的稳定连续供应***，以适应诸如镁合金铸造、连铸、连续铸轧等生产的需要。

本实用新型认为将镁合金熔炼从需要金属液的生产场所分割出来，即采取在专门的生产车间进行镁合金的异地熔炼，可以达到熔炼的专业化、大型化和连续化，容易满足各种镁合金生产对镁合金液的需求。即使年生产能力可能在1万吨的诸如镁合金连续铸轧、规模化铸造、半连铸等生产部门也能保证生产过程的顺利进行。这种生产方式能消除许多就地熔炼的弊端，但这种生产方式需要解决把熔炼出来的金属液运送到需要镁合金的地方。

本实用新型的目的是这样实现的，把专业化镁合金熔炼车间生产出来的合格镁合金液，注入到保温包中，然后将保温包运送到需要镁合金液的生产车间，再转注到镁生产车间的保温包中。保温包是可移动保温炉，保温炉内的坩埚中金属液的温度相对稳定。移动安全性、金属液转注操作的准确、平稳和便利是可移动保温炉的关键。为此，采用保温性能优异的耐火材料砌筑的保温炉的保温层，可以把散热尽可能减小，此外实施坩埚密封。由于保温性能好，允许把静置沉淀时间大幅度延长，为夹杂沉到坩埚底部创造足够的条件，从而冶金质量显著提高。镁合金液转注的的核心是平稳、避免飞溅，需要设计好的受液口和液体输出口为轴心翻转倾倒机构。

该镁合金熔体远距离运输***的组成部分包括运输车(1)、可移动式加热保温炉(2)、防氧化坩埚(3)、受液器(4)、热流输出通道(5)、翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)；运输车(1)采用普通叉车，它和可移动式加热保温炉(2)通过支架(8)连接，防氧化坩埚(3)固定在可移动式加热保温炉(2)内部，受液器(4)和热流输出通道(5)都安装在坩埚(3)上，翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)与可移动式加热保温炉(2)连接成一体，固定在运输车(1)上。

其中运输车(1)为普通叉车，可移动式加热保温炉(2)是一个带支架(8)和转动机构的高温保温炉，可以由可翻转镁合金保温炉改装而成，上面可以带有电源接头。防氧化坩埚(3)是圆柱状由抗氧化的马氏体钢或铁素体耐热钢焊接而成。受液器(4)是一个钢制带长管的漏斗，注入漏斗的金属液沿长管进入坩埚下部，能避免金属液体翻滚和氧化。吊钩(7)是用来作为车间行车的挂钩，将车间的行车吊住并向上拉，带动坩埚绕翻转轴(6)翻转。热流输出通道(5)是安装在坩埚(3)内壁的内径为30～60毫米的耐热钢管，坩埚(3)倾倒时，金属液从坩埚(3)中从管中流出。翻转轴(6)焊在保温炉上的转轴，和支架(8)上的轴承组合。支架(8)为普通钢型材焊接的框架支撑保温炉的，必须能承载装满载金属液后全部重量。

支架(8)将运输车和可移动式加热保温炉(2)连接成一体并可以拆卸，支架(8)能牢靠的架在叉车上，保证运输过程不发生意外。运送镁液体时，用车间的行车将可移动式加热保温炉(2)吊装到运输车(1)上，将运输车(1)开到熔化车间，将熔化车间准备好的镁合金液通过泵和管道，通过防氧化坩埚(3)上的受液器(4)口，将需要量的镁合金液体注入到坩埚(3)中。再将当叉车开到使用镁液体的车间后，如果需要等待，可以将可移动式加热保温炉(2)的电源线接到车间备用接头，通电加热，保证坩埚内的金属液体处于规定的温度范围内。根据生产过程的需要，将可移动式加热保温炉(2)吊装到车间的保温炉所在的平台，通过移动式加热保温炉(2)带的翻转轴(6)，将可移动式加热保温炉(2)内胆防氧化坩埚(3)逐渐翻转，内部的镁液通过热流输出通道(5)流出，进入使用镁液体的车间的保温炉中。金属液转注完毕后，转正可移动式加热保温炉(2)，通过吊钩(7)再吊装到运输车(1)上，回到熔化车间，继续重复以上过程。

设备使用时，运输车将可移动式加热保温炉移动到熔炼车间炉前。由于受液时间较长，运输车可以离开去运送其它可移动式加热保温炉。通过各种方式，例如倾倒、液体泵、虹吸管等将熔炼坩埚中干净镁液注入到可移动式加热保温炉的坩埚中。转注前，先通过保护气体进气管向坩埚通入保护气体，例如CO₂+0.1％SF₆。受液器的导管内在轴平行方向插有1-2片导流片，从而具有避免转注过程金属液飞溅的功能。受液结束后，可以将受液器取出、清理，以备下一次再用。按生产节拍，运输车叉起可移动式加热保温炉运往需要镁液的生产车间。运输车将可移动式加热保温炉送到生产车间固定位置。在金属转注前，如需要暂时放置，为了保持金属液需要的温度，可以将活动电源接口接入电源，对金属液进行加热。需要将金属液转注到生产车间的镁液坩埚时，使用涡轮机构或起吊装置，例如行车、电葫芦、等提起吊环，此时可移动式加热保温炉整体能以液体输出口为轴心翻转倾倒转注到生产车间的受液设备中。金属液倾倒经过热流输出通道流出时，伸出管口的镁液被保护气帘保护。转注完成后可移动式加热保温炉整体恢复原来位置并充入CO₂+0.1％SF₆气体，以避免残余金属的氧化和燃烧。运输车将可移动式加热保温炉送到镁合金熔炼车间准备下一次运输。

附图说明

图1是镁合金熔体远距离运输***的结构剖面图。

图2是镁合金熔体远距离运输***的结构示意图。

具体实施例

2吨级镁合金液异地运输***技术

可移动式加热保温炉外形是圆柱形，炉体截面从外向内依次为槽壳(钢板焊接，有加固筋、用角钢做框架)、陶瓷保温棉、炉胆(耐热钢板)、加热器、坩埚。坩埚容积为2.5吨，坩埚采用铁素体耐热钢板焊接而成。保温炉外壳设置一对转轴，整个保温炉可以饶轴在支架上转动，吊钩向上受力时，保温炉倾倒转注，将镁合金液倾倒进生产车间的镁液坩埚中。可移动式加热保温炉支架一般固定在镁合金产品生产车间镁液坩埚炉边。

保温层的厚度应该保证炉壳温度不超过50-60℃。炉胆采用电阻管式加热器加热，电阻管式加热器是通过炉子顶***炉子内的，损坏时拔出更换。在炉子顶还有注入镁密封盖孔。镁液是通过一个几乎伸到炉子底部的钢漏斗管注入。钢漏斗管内直径为80毫米，管道内有活动的1-2片等间距层流导流片，镁液以层流方式注入，避免飞溅和冲击。镁合金液的注入温度一般根据生产车间的要求温度增加50-100℃的过热度。

运输车有5吨铲车改装，加宽叉铲，使可移动式加热保温炉固定更加平稳、可靠。

热流输出通道有两端组成，一段固定于坩埚，另一段伸出坩埚外并可以取下，外套活动加热罩，金属液从坩埚液面下流出，伸出管道可更换并有镁液保护气帘，气帘采用CO₂+0.1％SF₆气体，气体流量约10-20升/分钟。

Claims (1)

1.一种镁合金熔体远距离运输***，其特征在于组成部分包括运输车(1)、可移动式加热保温炉(2)、防氧化坩埚(3)、受液器(4)、热流输出通道(5)、翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)；其中运输车(1)与可移动式加热保温炉(2)通过支架(8)连接，防氧化坩埚(3)固定在可移动式加热保温炉(2)内部，受液器(4)和热流输出通道(5)都安装在坩埚(3)上，翻转轴(6)、吊钩(7)、支架(8)与可移动式加热保温炉(2)连接成一体，固定在运输车(1)上。

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