CN101748293B - 镁合金纯净化熔炼设备 - Google Patents

Abstract

一种镁合金纯净化熔炼设备，该设备包括有：纯镁锭预热炉、纯镁锭熔化炉、合金元素感应熔化炉、合金化炉、静置炉、和混合气体保护装置、以及镁合金重熔锭铸造机和/或镁合金变形坯锭铸造机。采取本发明的镁合金纯净化熔炼设备生产镁合金，其生产能耗低，生产效率高，生产过程中的金属氧化和烧损小，并且易于控制生产工艺，所制备的镁合金夹杂物少，镁合金的质量和性能都能提高，而且镁合金的性能稳定。

Description

镁合金纯净化熔炼设备

技术领域

本发明涉及一种镁合金纯净化熔炼设备。

背景技术

镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一种)使其在许多场合具有十分显著的优势。特别是在航空、航天、以及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工具轻量化方面具有难以替代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具有惯性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。

目前，镁合金的熔炼设备都是电阻加热熔化炉、感应加热熔化炉，或者燃气/燃煤熔化炉。镁合金的传统熔炼方法是采用一台上述熔化炉先将所要熔炼的镁锭一次全部熔化，然后将其它合金元素以纯金属或中间合金的形式直接加入到镁熔液中进行合金化。由于全部镁锭同时升温熔化，镁锭氧化和烧损比较大；另一方面，其它合金元素金属例如铝、锰或铝-锰中间合金等，它们的熔点、密度与金属镁的差距较大，为了使这些合金元素金属充分熔化，必须提高熔化温度、延长熔化时间，进一步加剧了镁合金熔炼过程中的氧化和烧损；而且在合金化完成后进行浇铸时，为了避免或者减轻浇铸过程中镁合金的氧化燃烧，必须大幅度降低镁合金熔液温度，既增加了能耗，又降低了生产效率。因此采用传统的镁合金熔炼设备生产镁合金时，能耗高，生产效率低，金属氧化和烧损大并且难以控制，制备的镁合金夹杂物多、质量和性能降低而且不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金纯净化熔炼设备，该设备所制备的镁合金夹杂物少，镁合金的质量和性能都能提高而且稳定好。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

一种镁合金纯净化熔炼设备，该设备包括有：纯镁锭预热炉、纯镁锭熔化炉、合金元素感应熔化炉、合金化炉、静置炉、和混合气体保护装置、以及镁合金重熔锭铸造机和/或镁合金变形坯锭铸造机，其中，所述的纯镁锭预热炉的出口位于在所述的纯镁锭熔化炉的进口的斜上方，纯镁锭预热炉的出口和纯镁锭熔化炉的进口之间搭接斜板；所述的纯镁锭熔化炉的出口通过输液泵及输液管道与所述的合金化炉的进口连接；在所述的合金元素感应熔化炉的工作台和所述的合金化炉的盖上设有流槽，并在合金化炉的盖上设有浇注口，浇注口位于流槽之中，所述的合金元素感应熔化炉的出口与该流槽相对；所述的合金化炉的出口和所述的静置炉的进口通过输液泵及输液管道相接；所述的静置炉的出口分别通过输液泵及输液管道与镁合金重熔锭铸造机和/或镁合金变形坯锭铸造机连接；在所述的纯镁锭熔化炉、合金化炉和静置炉上分别设有保护气体的进口管、出口管和压力表；所述的合金化炉中设有搅拌器；所述的混合气体保护装置是由气体混合罐所构成，在气体混合罐上设有气体进口及进口阀门、混合气体压力表和混合气体出口及出口阀门，并且混合气体出口及出口阀门通过管道分别与纯镁锭熔化炉、合金化炉和静置炉上的保护气体的进口及进口阀门连接。

在本发明的镁合金纯净化熔炼设备中，所述的合金元素感应熔化炉配有石墨搅拌棒。

在本发明的镁合金纯净化熔炼设备中，所述的输送管道上包覆轻质保温材料，或是包覆管道预热器。

本发明的优点：

采取本发明的镁合金纯净化熔炼设备生产镁合金，其生产能耗低，生产效率高，生产过程中的金属氧化和烧损小，并且易于控制生产工艺，所制备的镁合金夹杂物少，镁合金的质量和性能都能提高，而且镁合金的性能稳定。

附图说明

图1熔化炉结构图。

图2是输液泵及输液管道的示意图，图2(a)为输液泵及输液管道的主视图，图2(b)为输液泵及输液管道的俯视图。

图3是本发明镁合金纯净化熔炼设备的平面布置图。

图4是本发明镁合金纯净化熔炼设备的剖面图。

具体实施方式

本发明的镁合金纯净化熔炼设备主要由如下部分组成：气体保护装置、纯镁锭熔化炉、合金化炉、保温炉、搅拌器、输液泵、合金元素感应熔化炉、以及重熔锭铸造机和变形坯锭铸造机。并结合附图进行具体说明：

1 纯镁锭预热炉：

该纯镁锭预热炉可以是以电阻加热、燃气加热或者利用其它燃气炉(比如纯镁锭熔化炉为燃气炉时，该炉的尾气)的尾气为热源的预热炉。主要由保温加热体或者燃气燃烧器或者其它燃气炉的尾气导入器、上下左右保温炉壁、保温炉门、传送轨道或者滚道、炉架及相应的电控系统等组成，纯镁锭预热炉名义功率根据本镁合金纯净化熔炼设备产量的大小，选择10～100千瓦。其结构与布置如图3所示，图3中的纯镁锭预热炉1是在炉体的炉壁内设有保温加热体、燃气燃烧器或者其它燃气炉的尾气导入器，以加热炉壁形成保温炉壁11，在炉体内设有传送轨道及与传送轨道相配合的传送带12，通过传送带12将预热前的镁锭13输送到炉体内，通过保温炉壁11对镁锭13进行加热，预热后的镁锭13再通过传送带12输送到炉体外。可以在炉体的进口和出口分别设有保温炉门(未图示)。传送轨道是设在炉体的炉架上，与传送轨道相配合的传送带12为环形传送带，由电控系统控制运转。纯镁锭预热炉也可以采用其它方式的预热炉，只要达到对纯镁锭进行预热的目的就可以了。

2 混合气体保护系统：

镁在熔点以上极易燃烧，在熔炼过程中如何防止其氧化燃烧是实现高品质镁合金熔炼的关键之一。本纯净化熔炼设备包括一套混合气体保护装置，采用的混合气体包括0.2～0.5vt％SF₆+N₂(混合气体中含有0.2～0.5体积百分比的SF₆，其余为N₂)、或1～10vt％SO₂+N₂(混合气体中含有1～10体积百分比的SO₂，其余为N₂)、或者0.2～0.5vt％SF₆+N₂+CO₂(混合气体中含有0.2～0.5体积百分比的SF₆，其余为N₂和CO₂，N₂和CO₂之间的混合比例是任意的)、或2～10vt％SO₂+N₂+CO₂(混合气体中含有1～10体积百分比的SO₂，其余为N₂和CO₂，N₂和CO₂之间的混合比例是任意的)，这些混合气体与镁熔液的表面发生物理化学作用，生成连续、致密的表面膜，能有效的阻止镁溶液氧化燃烧。混合气体保护系统的结构与布置如图3所示。图3中的混合气体保护装置是由气体混合罐2所组成，在气体混合罐2上设有N₂进口及进口阀门21、CO₂进口及进口阀门22、SF₆进口及进口阀门23、SO₂进口及进口阀门24、混合气体压力表25、混合气体出口及出口阀门26，并且混合气体出口及出口阀门26通过管道分别与纯镁锭熔化炉3、合金化炉4和静置炉5上的保护气体的进口及进口阀门27、28、29连接，以将混合气体输送到纯镁锭熔化炉3、合金化炉4和静置炉5中。

3 纯镁锭熔化炉：

该熔化炉可以是电阻炉、感应炉或者燃气炉，均为常规产品。主要由坩埚、加热体、保温炉膛、炉盖、炉架及相应的电控系统等组成，熔化炉名义功率根据熔炼坩埚容量大小，选择10～1000千瓦。图1是熔化炉的结构图。如图1所示，图1中的纯镁锭熔化炉3是在炉体内设有坩埚31，其上配有炉盖36，在炉体与坩埚31、炉盖36的接触面上设有软密封30，在炉体内的保温炉膛采用耐热保温纤维结构，该耐热保温纤维结构的内层采用硅酸铝纤维模块38，外层采用硅酸铝纤维毯39，在耐热保温纤维结构和坩埚31之间设有加热体32。

3.1 坩埚容量为80公斤～5吨镁溶液，采用抗镁液侵蚀的耐热钢整体铸造而成，或者采用抗镁液侵蚀的耐热钢板或者复合钢板冲压、焊接而成。

3.2 加热体可以直接采用镍铬合金或者铁铬铝电热丝或者硅碳棒，加热体还可以采用电辐射管。其中，电辐射管外管材质为0Cr25Ni20，该材质在1050℃以下抗氧化性好，热强度高；其中的电热丝采用Cr20Ni80合金电阻丝，该合金丝具有较高的高温强度，加热后机械性能变化不大，有良好的塑性和可焊性；中间骨架选用刚玉材料，耐高温，热变形小，整体用高温合金棒连接，形成一体结构，组成电热芯；将电热芯放入外管内组成电辐射管。

3.3 相应的电控系统主要包括调功器、自动控温仪表。

3.4 保温炉膛可以采用耐热保温纤维结构，其具有优良的节能效果，主要因为容重小。例如高铝耐热保温纤维主要成分由Al₂O₃和SiO₂组成，其热容量与耐火砖制品基本相同，但高铝纤维制品因采用纤维交织方法，形成空松单元体结构，纤维制品的容重大大减少，改变了导热性能。容重150kg/m³—350kg/m³的高铝纤维的导热系数是容重2070kg/m³重质砖导热系数的20％；是容重1300kg/m³轻质砖导热系数的37％。本保温炉膛内层采用高铝纤维预制件，此炉膛具有保温性能优异、容重轻、抗热震、变形小等特点，并且可以整体拆装，安装方便。外层采用优质高铝纤维—2—毡层铺+折叠单元块结构，在炉衬钢板内侧平铺多层耐火纤维毯，再用耐热钢螺栓组件安装纤维毯制成折叠单元，形成组合炉衬。折叠单元块经预先压缩打包，安装后剪断打包带，纤维弹开，保证了炉衬的整体密封。层铺拼装时接缝错开，最大限度减少热量散失，使得炉侧壁平均温升小于40℃。采用此种组合炉膛，显著提高了热效率，减小了炉膛体积，并且使得炉子整体重量大幅度减轻。

3.5 炉架为槽钢组焊而成，强度高。

3.6 炉盖为双层结构，外层由20mm厚A3板，内层为1Cr18Ni9Ti板，中间衬以50mm优质高铝纤维毡，防止热量散失。内层板与外板用锚固螺栓组件连接在一起。炉盖上开有加料口，测温口，输液泵接口等。

3.7 测控温采用铠装热电偶组件，测控温精度高，安装方便快捷。

4 合金化炉：

该合金化炉可以是电阻炉或者燃气炉。主要由坩埚、加热体、保温炉膛、炉盖、炉架及相应的电控系统等组成。其坩埚、加热体、保温炉膛、炉架及测控温系统等基本与纯镁锭熔炼炉相同，只是功率不同，合金化炉的加热功率为熔化炉功率的10～50％。合金化炉炉盖与熔炼炉炉盖结构基本相同，只是合金化炉炉盖上多了一个浇注口(浇注铝液)和搅拌器接口，该搅拌器接口在炉盖的中心。

5 镁合金保温炉(也称静置炉)：

该保温炉可以是电阻炉或者燃气炉。由坩埚、加热体、保温炉膛、炉盖、炉架相应的电控系统等组成。其坩埚、加热体、保温炉膛、炉架及测控温系统等与纯镁锭熔炼炉基本相同，只是功率不同，保温炉功率为熔化炉功率的10～50％。

本发明所使用的合金化炉和镁合金保温炉(也称静置炉)都可以是电阻炉或者燃气炉，电阻炉和燃气炉均为常规设备，其结构是，在炉体内设有坩埚，其上配有炉盖，在炉体内的保温炉膛采用耐热保温结构，在耐热保温结构和坩埚之间设有加热体，加热体由测控温系统自动控制温度。本发明所使用的合金化炉只是在炉盖上多了一个浇注口(浇注口是浇注熔化的合金元素液体、包括铝合金液，比如熔炼AZ91D镁合金)和搅拌器接口，该搅拌器接口设在炉盖的中心，搅拌器的搅拌杆及其搅拌叶轮通过该搅拌器接口设在合金化炉内，并由设置在炉盖上的电动机以及控制系统控制搅拌器的转数。

6 搅拌器由搅拌叶轮、搅拌杆、电动机以及控制系统等组成。搅拌器的作用是通过对镁合金熔液的搅拌促进合金成分和温度均匀。

6.1 搅拌动力源为一台交流电动机，配变频调速器，转数在300r/min—960r/min范围内无级可调。电动机额定功率根据熔炼坩埚容量大小，选择0.75～10千瓦。

6.2 搅拌叶轮和搅拌杆采用抗镁液侵蚀的高强度耐热钢加工制成。

如图3所示，搅拌器6通过合金化炉的炉盖的搅拌器接口设在合金化炉4内。

7 镁和镁合金熔液输送系统：

本设备采用了两种作用的镁熔液输送泵，即镁熔液转移泵和镁合金熔液定量输送泵。镁熔液转移泵用于将镁液或者镁合金熔液从一个坩埚转移到另一个坩埚，例如将镁液从纯镁锭熔化炉坩埚转移到合金化炉坩埚中；镁合金熔液定量输送泵用于将镁合金熔液以设定的流速或者流量从保温炉坩埚转移到连续/半连续铸坯机的结晶器中或连续铸锭机的模具中。该转移泵采用离心泵结构，结构简单运行安全可靠；动力头电机配变频调速器，转速大小可调；输送管道采用不锈钢管，钢管外包覆轻质保温材料或者常规的电阻加热组件即管道预热器，表面采用不锈钢套。图2是输液泵及输液管道的示意图。如图2所示，输液泵7的下部设有离心泵头71，并在其上部装有电机72，离心泵头71的出口连接输液管道73，在输液管道73上装有管道预热器74。如图3所示，图3中的纯镁锭熔化炉3的出口通过输液泵7及输液管道73与合金化炉4的进口连接；合金化炉4的出口和静置炉5的进口通过输液泵7及输液管道73相接；静置炉5的出口分别通过输液泵7及输液管道73与镁合金重熔锭铸造机91和镁合金变形坯锭铸造机92连接。

8 合金元素感应熔化炉

感应熔铝炉采用中频感应加热方式熔化镁合金中的合金元素，例如铝、锰、锌、硅等。将合金元素锭熔化并将温度提升至设定温度，然后转移到合金化炉中与镁液充分混合，完成合金化。感应熔化炉额定功率根据熔炼坩埚容量大小，选择50～500千瓦。此设备具有升温速度快，控温精度高，操作简单方便等优点。

合金元素感应熔化炉主要由感应线圈、坩埚、炉架、液压倾转机构、中频电源、水冷系统、以及电控系统组成。其中：

8.1 线圈又叫感应器，它是中频感应炉的关键所在。感应线圈是由紫铜管制成的，匝与匝之间有3—6mm间隙，通过外围的绝缘板来固定位置，感应线圈和进出电极间是由螺母连接的，拆卸方便，并能保证良好的导电性能。在线圈与石墨黏土坩埚之间有20～30mm二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁或者高铝耐热保温纤维等保温绝缘材料，以免线圈短路，也防止了线圈直接受热辐射而损坏。

8.2 坩埚材质可以采用石墨、石墨粘土或者碳化硅等。

8.3 炉架采用铝板及1Cr18Ni9Ti板组合而成。中间的保温结构既起保温作用又起到固定线圈的作用。

8.4 液压倾转机构由液压站、倾炉油缸、管路及倾炉控制系统组成。

8.5 水冷系统主要为感应器及电源提供冷却水。感应器包括感应线圈、水冷管。由水冷管通入冷水对感应线圈进行冷却。感应器的进出水冷管采用软管，便于倾炉。冷却水必须清洁无任何杂物以避免将感应器中的水冷管堵塞。冷却水流量根据感应熔炼炉额定功率大小，选择为1～5吨/小时。

8.6 合金元素感应熔化炉和合金化炉是采用流槽接通的，即感应熔化炉将铝、锰、锌、硅等合金元素熔化、采用石墨棒搅拌使所有合金元素完全熔化并分布均匀后，利用该感应熔化炉自带的倾转机构倾转，使熔化的合金元素液体从炉口经过流槽流入合金化炉中。

本发明所使用的合金元素感应熔化炉是中频感应熔化炉，也为常规设备，其结构是，在炉体内设有坩埚，坩埚通过炉架安装在液压倾转机构上，在炉体内的保温炉膛采用保温结构，在保温结构上固定有感应线圈，感应线圈与坩埚之间设有20～30mm厚度的保温绝缘材料。液压倾转机构是由液压站提供油压，将油加压并通过管路输送到倾炉油缸中，再通过倾炉控制系统控制坩埚倾转，使熔化的合金元素液体从炉口经过流槽从合金化炉的浇注口流入合金化炉中。如图3所示，图3中的合金元素感应熔化炉8中设有用于搅拌的石墨搅拌棒87，在合金元素感应熔化炉8所在的工作台88及合金化炉4的盖上设有流槽86，合金化炉4的盖上的浇注口也设在流槽86中，以供使熔化的合金元素液体从合金元素感应熔化炉8的炉口经过流槽86从合金化炉4的浇注口流入合金化炉4中。

9 重熔锭铸造机和变形坯锭铸造机。重熔锭铸造机和变形坯锭铸造机均为公知设备。

9.1 镁合金重熔锭铸造机，通常根据铸锭单重分成5公斤、7.5公斤、10公斤、12公斤以及15公斤等5种，主要由锭模具、传动链条、减速机、电动机、台架以及电控系统构成。

9.2 镁合金变形坯锭铸造机主要由结晶器、牵引机构、铸造台架、循环水以及电控系统构成。

下面参照图3和图4结合实施例作进一步说明。其中将纯镁锭预热炉简称为预热炉、纯镁锭熔化炉简称为熔化炉、镁合金保温炉(也称静置炉)简称为静置保温炉、合金元素感应熔化炉简称为中频熔铝炉。实施例1：1000公斤AZ91D镁合金熔炼方法。

1、熔炼准备

接通预热炉1、熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5的电源，升温。将预热炉1升温到420～460℃，将熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5分别升温到600～620℃，分别通入保护气体(0.2～0.5vt％SF₆+N₂即，保护气体中含有0.2～0.5体积百分比的SF₆，其余为N₂)。

2、纯镁锭预热

采用预热炉1将表面洁净的纯镁锭预热到380～420℃。

3、纯镁锭熔化

首先加入100～120公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉3中。第1次加入约30～50公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值1010～1050公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在675～685℃。用输液泵7将905～915公斤镁液转移到合金化炉4中。转移结束后，将预热后的纯镁锭分批加入到熔化炉3中，进行下一炉次的熔化，具体操作同前。

4、铝合金熔炼

首先采用中频熔铝炉8，按照镁合金成分将86～93公斤的纯铝锭熔化，并升温至750℃，按照镁合金成分加入1.8～2.5公斤的金属锰，并用石墨搅拌棒87搅拌，直到金属锰完全熔化；然后按照镁合金成分加入6.5～8.5公斤的金属锌，并用石墨搅拌棒87搅拌，直到金属锌完全熔化。将温度控制在730～750℃，用C₂C₁₆对铝合金熔液进行变质处理，C₂C₁₆使用量为铝合金熔液重量的0.1～1％。变质处理结束后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，然后吹氮气精炼10～15分钟(吹头应插入熔液下部)，流量为5～10L/min，通气量以液面有平缓的沸腾为宜。精炼结束后将熔液温度维持在720～730℃待用。

5、合金化

在镁液转移到合金化炉4后，将其温度控制在675～685℃。将精炼好的铝-锰-锌合金熔液转移到合金化炉4中。然后对镁合金熔液进行吹氩气精炼，并且采用熔液搅拌器6进行搅拌，同时向液面撒常用的镁合金精炼剂，精炼剂用量为3.5～5公斤，精炼—搅拌10～15分钟，用把扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净。然后用输液泵7将镁合金熔液转移到静置保温炉5中。

6、静置-浇注

镁合金熔液转移到静置保温炉5后，将熔液温度维持在680～710℃，保温静置15～40分钟；然后用熔体的输液泵7将镁合金熔液浇注到充分预热过的重熔锭铸造机91的铸造模具中，凝固成7.5公斤铸锭。至此1个熔炼周期结束。

实施例2：1000公斤AZ80镁合金熔炼方法。

1、熔炼准备

接通预热炉1、熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5的电源，升温。将预热炉1升温到420～460℃，将熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5升温到600～620℃，通入保护气体(0.2～0.5vt％SF₆+N₂即，保护气体中含有0.2～0.5体积百分比的SF₆，其余为N₂)。

2、纯镁锭预热

采用预热炉1将表面洁净的纯镁锭预热到380～420℃。

3、纯镁锭熔化

首先加入100～120公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉3中。第1次加入约30～50公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值1100公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在675～685℃。用输液泵7将915公斤镁液转移到合金化炉4中。转移结束后，将预热后的纯镁锭分批加入到熔化炉3中，进行下一炉次的熔化，具体操作同前。

4、铝合金熔炼

首先采用中频熔铝炉8，按照镁合金成分将80公斤的纯铝锭熔化，并升温至750℃，按照镁合金成分加入2公斤的金属锰，并用石墨搅拌棒87搅拌，直到金属锰完全熔化；然后按照镁合金成分加入6公斤的金属锌，并用石墨搅拌棒87搅拌，直到金属锌完全熔化。将温度控制在730～750℃，用C₂C₁₆对铝合金熔液进行变质处理，C₂C₁₆使用量为铝合金熔液重量的0.1～1％。变质处理结束后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，然后吹氮气精炼10～15分钟(吹头应插入熔液下部)，流量为5～10L/min，通气量以液面有平缓的沸腾为宜。精炼结束后将熔液温度维持在720～730℃待用。

5、合金化

在镁液转移到合金化炉4后，将其温度控制在675～685℃。将精炼好的铝-锰-锌合金熔液转移到合金化炉4中。然后对镁合金熔液进行吹氩气精炼，并且采用熔液搅拌器6进行搅拌，同时向液面撒常用的镁合金精炼剂，精炼剂用量为3.5～5公斤，精炼—搅拌10～15分钟，用把扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净。然后用熔体的输液泵7将镁合金熔液转移到静置保温炉5中。

6、静置-浇注

镁合金熔液转移到静置保温炉5后，将熔液温度维持在680～710℃，保温静置15～40分钟；然后用熔体的输液泵7将镁合金熔液输送到镁合金变形坯锭铸造机92的结晶器中，进行半连续铸造，制备成轧制、挤压或者锻造等压力加工用的坯锭。至此1个熔炼周期结束。

实施例3：1000公斤AS41B镁合金熔炼方法。

1、熔炼准备

接通预热炉1、熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5的电源，升温。将预热炉1升温到420～460℃，将熔化炉3、合金化炉4和静置保温炉5升温到600～620℃，通入保护气体(0.2～0.5vt％SF₆+N₂即，保护气体中含有0.2～0.5体积百分比的SF₆，其余为N₂)

2、纯镁锭预热

采用预热炉1将表面洁净的纯镁锭预热到380～420℃。

3、纯镁锭熔化

首先加入100～120公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉3中。第1次加入约30～50公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值1060～1070公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在675～685℃。用输液泵7将940～950公斤镁液转移到合金化炉4中。转移结束后，将预热后的纯镁锭分批加入到熔化炉3中，进行下一炉次的熔化，具体操作同前。

4、铝合金熔炼

首先采用中频熔铝炉8，按照镁合金成分将43～46公斤的纯铝锭熔化，并升温至780～850℃，按照镁合金成分加入8.6～9.0公斤的纯多晶硅，并用石墨搅拌棒87搅拌，直到多晶硅完全熔化。将温度控制在750～760℃，吹氮气精炼8～12分钟(吹头应插入熔液下部)，流量为3～6L/min，通气量以液面有平缓的沸腾为宜。精炼结束后将熔液温度维持在750～760℃待用。

5、合金化

在镁液转移到合金化炉4后，将其温度控制在705～715℃。将精炼好的铝-硅合金熔液转移到合金化炉4中。然后对镁合金熔液进行吹氩气精炼，并且采用熔液搅拌器6进行搅拌，同时向液面撒常用的镁合金精炼剂，精炼剂用量为3.5～5公斤，精炼—搅拌10～15分钟，用把扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净。然后用熔体的输液泵7将镁合金熔液转移到静置保温炉5中。

6、静置-浇注

镁合金熔液转移到静置保温炉5后，将熔液温度维持在700～710℃，保温静置15～40分钟；然后用熔体的输液泵7将镁合金熔液浇注到充分预热过的重熔锭铸造机91的铸造模具中，凝固成5公斤铸锭。至此1个熔炼周期结束。

Claims (3)

1.一种镁合金纯净化熔炼设备，其特征在于，该设备包括有：纯镁锭预热炉、纯镁锭熔化炉、合金元素感应熔化炉、合金化炉、静置炉、和混合气体保护装置、以及镁合金重熔锭铸造机和/或镁合金变形坯锭铸造机，其中，所述的纯镁锭预热炉的出口位于在所述的纯镁锭熔化炉的进口的斜上方，纯镁锭预热炉的出口和纯镁锭熔化炉的进口之间搭接斜板；所述的纯镁锭熔化炉的出口通过输液泵及输液管道与所述的合金化炉的进口连接；在所述的合金元素感应熔化炉的工作台和所述的合金化炉的盖上设有流槽，并在合金化炉的盖上设有浇注口，浇注口位于流槽之中，所述的合金元素感应熔化炉的出口与该流槽相对；所述的合金化炉的出口和所述的静置炉的进口通过输液泵及输液管道相接；所述的静置炉的出口分别通过输液泵及输液管道与镁合金重熔锭铸造机和/或镁合金变形坯锭铸造机连接；在所述的纯镁锭熔化炉、合金化炉和静置炉上均设有保护气体的进口及进口阀门、出口及出口阀门和压力表；所述的合金化炉中设有搅拌器；所述的混合气体保护装置是由气体混合罐所构成，在气体混合罐上设有气体进口及进口阀门、混合气体压力表和混合气体出口及出口阀门，并且混合气体出口及出口阀门通过管道分别与纯镁锭熔化炉、合金化炉和静置炉上的保护气体的进口及进口阀门连接。

2.根据权利要求1所述的镁合金纯净化熔炼设备，其特征在于：所述的合金元素感应熔化炉配有石墨搅拌棒。

3.根据权利要求1或2所述的镁合金纯净化熔炼设备，其特征在于：所述的输液管道上包覆轻质保温材料，或是包覆管道预热器。

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