CN101612651A - 镁合金铸轧用前箱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镁合金铸轧用前箱装置，其主体为箱体，在箱体上设有用于与铸嘴连接的出口以及排流口和溢流口，箱体配置有加热箱盖和工作箱盖，加热箱盖的中央位置安装火焰烧嘴，工作箱盖上设有镁熔体导流管接口和保护气体接口，镁熔体导流管接口通过导流管与熔炼炉连通，保护气体接口接入保护气体管道，在工作箱盖上还安装有热电偶和激光液位检测仪。该装置具备两个箱盖，分别用于预热和正常铸轧工作，具有防燃、保温、液位自动控制等功能，既能够防止前箱内镁液的燃烧，还能够通过激光液位检测机构监控镁液流量，最终将符合工艺要求的镁液输送到铸嘴中，满足镁铸轧的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁合金铸轧用前箱装置，属于镁合金双辊铸轧设备技术领域。
背景技术
近年来镁合金的研究和应用日益受到材料学界和工业界的重视，汽车、电子、通信等行业对镁合金薄板带材需求日益强烈。镁合金铸轧技术具有短流程、低成本和高效率等特点，是镁合金板带加工技术的主要发展方向。
制备出不同规格的镁合金铸轧板坯，取得了阶段性的成绩。但是，国内现有镁合金铸轧技术研发仍处于应用前夕的实验室研究阶段，铸轧机及辅助装备均借鉴于铝合金铸轧装备。由于镁合金热物理性能与铝合金有较大差异，铝合金铸轧装备难以满足镁合金铸轧工艺要求。因此，镁合金铸轧机及辅助装备的研发，成为镁合金铸轧工艺研究的迫切需要。
镁及镁合金化学性质活泼，在熔融状态下很容易氧化，熔铸过程中如不能采用有效的保护、净化和熔体输送措施，则造成熔体夹杂物增多，熔体冶金质量较低，用于铸造或压铸则可能造成废品率增加，最终导致资源浪费和品质降低。镁合金氧化生成的氧化膜很疏松，难以起到隔绝空气的保护作用；同时，在高温环境中，镁液氧化反应放出的热量如果不能及时散发出去，则容易燃烧、爆炸引起事故。所以，镁合金熔炼、铸造过程中，其熔体保护、处理及输送工艺及装置均应针对其易于氧化燃烧特性进行设计。
目前国内外尚未有专门用于生产镁合金的双辊铸轧机组，大部分镁铸轧试验都是在经过有针对性改进的铝铸轧机上进行。前箱的作用主要是存储适量的金属熔体，向铸嘴稳定提供熔体并维持合适的熔体静压力，前箱主要功能在镁合金铸轧和铝合金铸轧基本一致。但是基于镁合金的物理化学特性，传统的铝铸轧前箱耐火材料内衬不满足镁合金铸轧工艺需要，传统前箱耐火材料会与镁液发生化学反应，导致前箱内衬材料腐蚀且造成镁熔体污染，而且在铸轧温度下，镁液容易燃烧，需要辅以一定的防燃保护措施。因此铝铸轧前箱不适用于镁铸轧，必须针对镁合金的特性开发新型的镁合金铸轧用前箱。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种适用于镁合金铸轧的前箱装置，能够方便连接熔炼炉上的镁液导流管，将符合工艺要求的镁液输送到铸嘴中。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
镁合金铸轧用前箱装置，其主体为箱体，特点是：在所述箱体上设有用于与铸嘴连接的出口以及排流口和溢流口，所述箱体配置有加热箱盖和工作箱盖，所述加热箱盖的中央位置安装火焰烧嘴，所述工作箱盖上设有镁熔体导流管接口和保护气体接口，所述镁熔体导流管接口通过导流管与熔炼炉连通，所述保护气体接口接入保护气体管道，在所述工作箱盖上还安装有热电偶和激光液位检测仪。
进一步地，上述的镁合金铸轧用前箱装置，其中，所述箱体包括内衬和箱壳，内衬和箱壳的材质均为耐热钢材料，内衬的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，内衬与箱壳之间填充轻质耐火保温材料。
更进一步地，上述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述加热箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。
更进一步地，上述的镁合金铸轧用前箱装置，其中，所述工作箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。
再进一步地，上述的镁合金铸轧用前箱装置，其中，所述耐热钢材料为2Cr25N，所述轻质耐火保温材料为轻质硅酸铝纤维棉。
再进一步地，上述的镁合金铸轧用前箱装置，其中，在所述工作箱盖上还安装有观测镜。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本装置为独立前箱，具备两个箱盖，分别用于预热和正常铸轧工作，其箱体内层经过表面处理，加热箱盖配有火焰加热器，工作箱盖上配有激光液位检测仪、镁液导流管接口、保护气体接口及热电偶，其中液位高度的反馈信号通过计算机控制自动调节镁液导流管中镁液的流量，能够保证镁液在前箱中不燃烧并保持一定温度，而且能自动根据前箱内熔体液位高度调节熔炼炉导流管中镁液的流量，使得前箱熔体静压力维持在合适的参数范围内，具有防燃、保温、液位自动控制等功能，较好满足镁铸轧的工艺要求。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：安装有加热箱盖的前箱装置主视示意图；
图2：安装有工作箱盖的前箱装置俯视示意图；
图3：安装有工作箱盖的前箱装置主视示意图。
图中各附图标记的含义见下表：
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 1 | 溢流口 | 2 | 排流口 | 3 | 出口 |
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 4 | 火焰烧嘴 | 5 | 导流管接口 | 6 | 观测镜 |
| 7 | 保护气体接口 | 8 | 热电偶 | 9 | 激光液位检测仪 |
具体实施方式
本发明设计一种适用于镁合金铸轧的前箱装置，能够方便连接熔炼炉上的镁液导流管，内衬材料不与镁液发生反应，箱内配有镁液保护阻燃装置，而且能够采用合适的液位测控机构来控制导流管中镁液流量，最终能将符合工艺要求的镁液输送到铸嘴中。
如图1所示，镁合金铸轧用前箱装置，其主体为箱体，在箱体上设有用于与铸嘴连接的出口3以及排流口2和溢流口1，箱体配置有加热箱盖和工作箱盖，加热箱盖的中央位置安装火焰烧嘴4，可在前箱使用前进行预热操作。如图2、图3，工作箱盖上设有镁熔体导流管接口5和保护气体接口7，镁熔体导流管接口5通过导流管与熔炼炉连通，镁熔体导流管接口5用于接收来自熔炼炉的镁液；保护气体接口7接入保护气体管道，保护气体接口7用于连接氩气、二氧化硫及六氟化硫等阻燃保护性气体；在工作箱盖上还安装有热电偶8、激光液位检测仪9和观测镜6，热电偶8用于检测前箱中熔体温度，并可在铸轧机控制台上实时显示；激光液位检测仪9及观测镜6，激光信号可透过观测镜6来检测前箱中熔体的液位高度，并可根据液位的高低情况通过计算机程序自动控制镁熔炼炉导流管中镁液的流量，从而调节前箱中熔体液位处于一个合适的设定范围。
设计时，箱体包括内衬和箱壳，内衬和箱壳的材质均为耐热钢材料，内衬表面进行SiC抗氧化腐蚀涂层处理，内衬与箱壳之间填充轻质耐火保温材料。加热箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身表面进行SiC抗氧化腐蚀涂层处理，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。工作箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身表面进行SiC抗氧化腐蚀涂层处理，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。其中，耐热钢材料优选2Cr25N，轻质耐火保温材料优选轻质硅酸铝纤维棉。本装置为独立前箱，具备两个箱盖，分别用于预热和正常铸轧工作。加热箱盖配有火焰加热器，工作箱盖上配有激光液位检测仪、镁液导流管接口、保护气体接口及热电偶，其中液位高度的反馈信号可以通过计算机控制自动调节镁液导流管中镁液的流量。能够保证镁液在前箱中不燃烧并保持一定温度，而且能自动根据前箱内熔体液位高度来调节熔炼炉导流管中镁液的流量，使得前箱熔体静压力维持在合适的参数范围内。
具体应用时，在铸轧开始前，先点燃加热箱盖上的火焰烧嘴4，然后将加热箱盖放置在前箱上，预热1～2小时后，换上工作箱盖即可进入铸轧工序。前箱中排流口2打开，并将保护气体通过工作盖上的气体接口7导入箱内，当熔炼炉中的镁液通过导流管到达前箱后，最初进入的镁液温度较低，会通过排流口2进入废料斗，当前箱中的热电偶8检测到熔体达到合适温度后，手动堵上排流口2，镁液即开始进入铸嘴，同时前箱激光液位检测机构9也会根据预设的参数自动控制移液管中的镁液流量达到合适的数值。
本发明针对镁合金的物理化学特性设计了铸轧前箱装置，具有防燃、保温、液位自动控制等功能，既能够防止前箱内镁液的燃烧，还能够通过激光液位检测机构来监控镁液流量，最终将符合工艺要求的镁液输送到铸嘴中，满足镁铸轧的工艺要求。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (7)
1.镁合金铸轧用前箱装置，其主体为箱体，其特征在于：在所述箱体上设有用于与铸嘴连接的出口以及排流口和溢流口，所述箱体配置有加热箱盖和工作箱盖，所述加热箱盖的中央位置安装火焰烧嘴，所述工作箱盖上设有镁熔体导流管接口和保护气体接口，所述镁熔体导流管接口通过导流管与熔炼炉连通，所述保护气体接口接入保护气体管道，在所述工作箱盖上还安装有热电偶和激光液位检测仪。
2.根据权利要求1所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述箱体包括内衬和箱壳，内衬和箱壳的材质均为耐热钢材料，内衬的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，内衬与箱壳之间填充轻质耐火保温材料。
3.根据权利要求1所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述加热箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。
4.根据权利要求1所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述工作箱盖包括盖身和外壳，盖身和外壳的材质均为耐热钢材料，盖身的表面具有SiC抗氧化腐蚀涂层，盖身与外壳之间填充轻质耐火保温材料。
5.根据权利要求2或3或4所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述耐热钢材料为2Cr25N。
6.根据权利要求2或3或4所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：所述轻质耐火保温材料为轻质硅酸铝纤维棉。
7.根据权利要求1所述的镁合金铸轧用前箱装置，其特征在于：在所述工作箱盖上还安装有观测镜。
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