CN102146526A - 镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺 - Google Patents

Abstract

一种镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺，属于金属镁冶炼加工领域，尤其涉及一种镁合金熔炼设备及新型镁合金节能生产新工艺；熔炼设备包括熔炼炉、合金炉、保温炉、第一输液装置、第二输液装置、浇铸装置、铸造机、电加热系统及气体保护系统；一种新型镁合金节能生产新工艺：熔炼、合金化和静置；转液、将镁合金液转液和静置、浇铸、转液及浇铸；将保温炉向另一组合金炉移动，将合金液转到保温炉内，静置后浇铸；除渣；有益效果：避免人力多次清渣，降低工人在高温环境下的劳动强度，减少工伤。实现了连续生产的目的，降低了能耗，提高了生产效率，浇铸过程中配合定量浇铸系统及气体保护系统，使制备的镁合金质量和性能得以提高。

Description

镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺

技术领域：

本发明属于金属镁冶炼加工领域，尤其涉及一种镁合金熔炼设备及新型镁合金节能生产新工艺。

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融化炉先将所要熔炼的镁锭一次全部融化，然后将其它合金元素以纯金属或合金的形式直接加入到镁溶液中进行合金化。镁溶液从熔炼炉到合金炉，镁合金液从合金炉到保温炉及浇铸的转液设备为输液泵与浇铸泵，输液泵与浇铸泵的输液管的温度控制不到位会出现管道堵塞，进而影响生产的正常运作，镁合金在合金炉里需要静置时导致不能连续生产而导致生产效率低；而且在进行铸造时，为了避免或者减轻铸造过程中镁合金的氧化燃烧，必须大幅度降低镁合金溶液温度，既增加了能耗，又降低了生产效率，金属氧化和烧损大并难以控制，制备的镁合金杂物多、质量和性能低，在清渣工序中，人力多次清渣，增加了工人在高温环境下的劳动强度，甚至发生工伤。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种低能耗、生产效率高的、安全及产品性能高的镁合金熔炼设备。

还有必要提供一种低能耗、生产效率高的、安全及产品性能高的新型镁合金节能生产新工艺。

本发明镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺是这样实现的：一种镁合金熔炼设备，该设备包括熔炼炉、合金炉、保温炉、第一输液装置、第二输液装置、浇铸装置、铸造机、电加热系统及气体保护系统，所述的第一输液装置含有第一输液泵及第一输液管，第二输液装置含有第二输液泵及第二输液管，浇铸装置上安装浇铸管；第一输液装置的第一输液泵放置于熔炼炉内底部，第一输液管置于合金炉内，将熔炼炉内熔炼后且静置合格的镁液转入合金炉；第二输液装置含有第二输液泵及第二输液管，第二输液泵放置于保温炉里，第二输液管伸入合金炉内，将合金炉内静置后的镁合金液转入保温炉里，避免因第二输液装置的第二输液泵置于合金炉内而在转液过程中将静置合格的镁合金液与不合格的镁合金液搅拌搀和，从而确保将合金炉内静置合格的镁合金液转入保温炉，提高了产品性能；浇铸装置将保温炉内的镁合金液浇铸至铸造机中；为了达到连续生产的目的，熔炼炉及合金炉组组配两组间隔使用，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液，两组熔炼炉与合金炉一字排列，其中两组的合金炉放置于中间位置，为了使熔炼炉与合金炉中的镁液得以相互补充，熔炼炉与合金炉之间的距离控制在600-800cm范围内，保温炉的一侧放置熔炼炉与合金炉组，保温炉另一侧放置铸造机，保温炉与铸造机的距离根据浇铸管的尺寸来确定，上述保温炉与铸造机可沿两个合金炉排列的方向来回移动，从而实现保温炉在两个合金炉之间轮换输液及连续浇铸的顺利完成；采用电加热系统给第一输液装置的第一输液管、第二输液装置的第二输液管与浇铸装置的浇铸管加热，该电加热系统采用高功率变压器将电能转化为热能，且根据浇铸管径大小，浇铸面积、第一输液管、第二输液管及浇铸管的导热面积，确定加热功率的大小，在最短时间内达到加热效果，防止转液过程中因第一输液管、第二输液管与浇铸管冷却使液体凝固而发生堵塞，从而确保生产的正常运作。

一种新型镁合金节能生产新工艺，该新型镁合金节能生产新工艺与包括熔炼炉、合金炉、保温炉、第一输液装置、第二输液装置、浇铸装置、铸造机、电加热系统及气体保护系统的镁合金熔炼设备结合生产镁合金，其中，所述熔炼炉及合金炉组配备两组，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液；该新型镁合金节能生产新工艺包括以下步骤：

将粗镁放入熔炼炉内熔炼，且两个熔炼炉在熔化工序中间隔一定的时间段，该时间段根据熔化粗镁的量、静置的时间段及浇铸时间段来确定。

将第一输液装置的第一输液泵放入熔炼炉内的底部，将静置合格的精镁液转入合金炉后添加合金材料进行合金化，合金化后静置40-50min，进而减少熔渣的清理频次，提升合金产品内部的清洁度，降低因内部质量问题而出现不合格品的几率。

第二输液装置的第二输液管置于合金炉内，第二输液装置的第二输液泵置于保温炉的一侧区，将合金炉内静置合格后的镁合金液通过第二输液装置转到保温炉内，首次转入的合金液需静置40-50min。

浇铸装置的一端置于保温炉的另一侧区，且第二输液装置与浇铸装置的功率相同，确保转入保温炉内的镁合金液的量与浇铸所需的镁合金液的量形成一个平衡的供求关系，容易控制保温炉的温度，进而降低了因保温炉温度过高而造成的电能损耗，配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸，所述的气体保护系统采用PLC现场模拟软件进行控制，配合SO2气体与干燥空气的混合气，避免合金液在空气中氧化燃烧，从而避免对硫磺粉的使用，减少职业病的情况发生，最终达到人性化的生产环境。

将保温炉向另一组的合金炉移动，将该合金炉内合格的镁合金液再次转入至保温炉内，配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸；液压倾翻熔炼炉与合金炉将渣除掉。

本发明的熔炼炉及合金炉组至少配备两组，两组熔炼炉与合金炉一字排列，且两组的合金炉放置于中间位置，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液，移动的保温炉及铸造机依次与两组熔炼炉及合金炉排列，从而在镁合金液由合金炉到保温炉的转液及浇铸工序中实现连续生产，提高了生产效率；第二输液装置的第二输液泵放置于保温炉内，第二输液管置入合金炉内，避免因第二输液装置的第二输液泵置于合金炉内而在转液过程中将静置合格的镁合金液与合金炉下部含杂质较多的镁合金液搅拌搀和，从而确保将合金炉内静置合格的镁合金液转入保温炉，提高了产品性能；第二输液装置与浇铸装置的功率相同，确保转入保温炉内的镁合金液的量与浇铸所需的镁合金液的量形成一个平衡的供求关系，容易控制保温炉的温度，进而降低了因保温炉温度过高而造成电能损耗；在浇铸过程中采用气体保护，控制金属氧化和烧损的程度，使制备的镁合金质量和性能得以提高，采用电加热系统加热第一输液管、第二输液管及浇铸管，防止转液时因第一输液管、第二输液管及浇铸管冷却致使液体凝固而发生堵塞。

镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺有益效果：避免人力多次清渣，降低工人在高温环境下的劳动强度，减少工伤。实现了连续生产的目的，降低了能耗，提高了生产效率，浇铸过程中配合定量浇铸系统及气体保护系统，使制备的镁合金质量和性能得以提高。

附图说明：

图1是本发明镁合金熔炼设备的平面布置示意图。

图2是本发明镁合金熔炼设备第一输液装置的剖面示意图。

图3是本发明镁合金熔炼设备第二输液装置的剖面示意图。

图4是本发明镁合金熔炼设备浇铸装置的部分剖面示意图。

图5是本发明新型镁合金节能生产新工艺的流程图。

具体实施方式：

本发明镁合金的熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺，请参看图1、图2及图3，镁合金熔炼设备10包括有：熔炼炉11、合金炉12、保温炉13、第一输液装置14、第二输液装置15、浇铸装置16、铸造机17、电加热系统(未显示)及气体保护装置(未显示)，其中第一输液装置14含有第一输液泵141及第一输液管142，第二输液装置15含有第二输液泵151及第二输液管152，浇铸装置16上安装浇铸管161；第一输液装置14的第一输液泵141置于熔炼炉11内的至上而下的三分之二处，第一输液管142置于合金炉12内，将熔炼炉11内熔炼后静置合格的精镁液转入合金炉12内；第二输液装置15的第二输液泵151置于保温炉13内，第二输液管152置于合金炉12内，将合金炉12内的镁合金液转入保温炉13内；浇铸装置16将保温炉13内的镁合金液浇铸于铸造机17中；为了达到连续生产的目的，熔炼炉11及合金炉12组配两组间隔使用，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液，两组熔炼炉11与合金炉12一字排列，其中两组的合金炉12放置于中间位置，为了使熔炼炉11与合金炉12中的镁液得以相互补充，将熔炼炉11与合金炉12之间的距离控制在600-800cm范围内进行放置；保温炉13在一字排列的熔炼炉11与合金炉12组的一侧放置，保温炉13的另一侧放置铸造机17；保温炉13与铸造机17可沿着两组熔炼炉11与合金炉12组排列的方向来回移动，从而实现保温炉13与两个合金炉12轮换转液及浇铸的顺利完成；用电加热系统给第一输液装置14的第一输液管142、第二输液装置15的第二输液管152与浇铸装置16的浇铸管161在最短时间内加热，该电加热系统采用高功率变压器将电能转化为热能，其根据第一输液管142、第二输液管152、浇铸管161的管径大小与导热面积及浇铸面积确定加热功率的大小，从而实现在最短时间内加热第一输液管142、第二输液管152及浇铸管161，防止转液过程中因第一输液液管141、第二输液管151及浇铸管161冷却而使液体凝固导致堵塞，从而确保生产的正常运作。

请参看图4，一种新型镁合金节能生产新工艺，该新型镁合金节能生产新工艺与包括熔炼炉11、合金炉12、保温炉13、第一输液装置14、第二输液装置15、浇铸装置16、铸造机17、电加热系统及气体保护系统的镁合金熔炼设备10结合生产镁合金，其中，所述熔炼炉11及合金炉12配备两组，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液；该新型镁合金节能生产新工艺包括以下步骤：

步骤S801，将粗镁放入熔炼炉11内熔炼，且两个熔炼炉11在熔炼工序中间隔一定的时间段，该时间段根据熔化粗镁的量、静置的时间段及浇铸时间段来确定。

步骤S802，将第一输液装置14的第一输液泵141放入熔炼炉11内的自上而下的三分之二处，第一输液管142置于合金炉内，用输液装置14将静置合格的精镁熔液从熔炼炉11转入合金炉12后，添加合金材料进行合金化，静置40-50min，进而减少熔渣的清理频次，提升合金产品内部的清洁度，降低因内部质量问题而出现的不合格品的几率。

步骤S803，第二输液装置15的第二输液泵151置于保温炉13的一侧区，第二输液管152置于合金炉12内，将静置合格后的镁合金液通过第二输液装置15转入保温炉13内，首次转入的镁合金液静置40-50min。

步骤S804，浇铸装置16的一端伸入保温炉13的另一侧区，且浇铸装置16与第二输液装置15的功率相同，确保转入保温炉13内的镁合金液的量与浇铸所需的镁合金液的量形成一个平衡的供求关系，容易控制保温炉13的温度，从而降低了因保温炉13温度过高而造成电能的损耗，配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸，上述所述的气体保护系统采用PLC现场模拟软件进行控制，模具上方配合SO2气体与干燥空气的混合气，避免合金液在空气中氧化燃烧，从而避免对硫磺粉的使用，减少职业病的情况发生。

步骤S805，将保温炉13与铸造机17向另一组的合金炉12移动，遵循步骤S803的操作将该合金炉12内合格的镁合金液再次转入至保温炉13内，配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸。

步骤S806，通过液压倾翻将熔炼炉与合金炉内的渣清除。

本发明的熔炼炉11及合金炉12组配备两组，两组熔炼炉11与合金炉12呈一字排列，且两组的合金炉12放置于中间位置，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液，保温炉13及铸造机17依次与两组熔炼炉11及合金炉12并排排列，且保温炉13及铸造机17可沿着熔炼炉11与合金炉12排列的方向来回移动，从而由合金炉12到保温炉13的转液及浇铸工序实现连续生产，提高了生产效率；第二输液装置15的第二输液泵151放置于保温炉13里，避免因第二输液泵151置于合金炉12内而在转液过程中将静置合格的镁合金液与合金炉下部含杂质较多的镁合金液搅拌搀和，从而确保将合金炉12内静置合格的镁合金液转入保温炉13，提高了产品性能；第二输液装置15与浇铸装置16的功率相同，确保转入保温炉13内的镁合金液的量与浇铸所需的镁合金液的量形成一个平衡的供求关系，容易控制保温炉13的温度，进而降低了因保温炉13温度过高而造成电能损耗；在浇铸过程中采用气体保护，控制金属氧化和烧损的程度，使制备的镁合金质量和性能得以提高；采用加热系统给输液管与浇铸管加热，防止转液时因输液管与浇铸管冷却致使液体凝固而发生堵塞，进一步提高了生产效率；在产品的除渣工序中，通过液压将熔炼炉、合金炉及保温炉倾翻除渣，避免人力多次清渣，降低工人在高温环境下的劳动强度，减少不必要的工伤出现。

Claims (3)

1.镁合金熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺，其特征在于：镁合金熔炼设备(10)包括有熔炼炉(11)、合金炉(12)、保温炉(13)、第一输液装置(14)、第二输液装置(15)、浇铸装置(16)、铸造机(17)、电加热系统及气体保护系统；其中第一输液装置(14)含有第一输液泵(141)及第一输液管(142)，第二输液装置(15)含有第二输液泵(151)及第二输液管(152)，浇铸装置(16)上安装浇铸管(161)；熔炼炉(11)及合金炉(12)组配成两组，相间使用，两组一字排列，中间位置放置合金炉(12)；保温炉(13)在一字排列的熔炼炉(11)与合金炉(12)的一侧放置，保温炉(13)的另一侧放置铸造机(17)；第一输液装置(14)的输液泵(141)置于熔炼炉(11)内的底部，输液管(142)置于合金炉(12)内；第二输液装置(15)的第二输液泵(151)放置于保温炉(13)里；电加热系统给第一输液装置(14)的第一输液管(141)和第二输液装置(15)的第二输液管(151)及浇铸泵(16)的浇铸管(161)加热。

2.根据权利要求1所述的镁合金熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺，其特征在于：镁合金熔炼设备(10)中的熔炼炉(11)与合金炉(12)的距离控制在600-800cm内。

3.镁合金熔炼设备及一种新型镁合金节能生产新工艺，其特征在于：一种新型镁合金节能生产新工艺，该新型镁合金节能生产新工艺与包括熔炼炉(11)、合金炉(12)、保温炉(13)、第一输液装置(14)、第二输液装置(15)、浇铸装置(16)、铸造机(17)、电加热系统及气体保护系统的镁合金熔炼设备(10)结合生产镁合金，其中，所述熔炼炉(11)及合金炉(12)配备两组，一组用于生产，另一组用于静置镁液及镁合金液；该新型镁合金节能生产新工艺包括以下步骤：

将粗镁放入熔炼炉(11)内熔炼；

第一输液装置(14)的输液泵(141)放入熔炼炉(11)内底部，将精镁熔液转入合金炉(12)后添加合金材料进行合金化熔炼后静置40-50min；

输液装置(15)的输液泵(151)置于保温炉(13)的一侧区，输液管(152)的一端置于合金炉(12)内，将静置合格后的镁合金液从合金炉(12)转到保温炉(13)内，首次转入的镁合金液需静置40-50min；

采用与第二输液装置(15)同功率的浇铸装置(16)，确保转入保温炉(13)内的合金液的量与浇铸所需的合金液的量形成一个平衡的供求关系；

配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸，气体保护系统采用PLC现场模拟软件进行控制，模具上方配合SO2气体与干燥空气的混合气，避免合金液在空气中氧化燃烧；

将保温炉(13)向另一组的合金炉(12)移动，将该合金炉(12)内的合金液再次转入至保温炉(13)内，配合定量浇铸系统及气体保护系统进行浇铸；

将熔炼炉与合金炉的废渣除掉。

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