CN103422096B - 一种阴极保护产品的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料及冶金领域,为了解决采用人工浇注技术造成产品质量的不稳定，电流效率重现性差、易造成二次污染等不足，提供了一种阴极保护产品的生产工艺。将合金在熔化炉内熔化精炼，用移液管将精炼的合金液转入中间包，通过中间包将合金液向模具浇铸。在熔化炉上接低压转注压力系统，在中间包上接气体保护系统，在浇铸前和浇铸中通入SF6和CO2气体分别对中间包保护一次。本发明所述的生产工艺使合金液均匀化状态得到了有效的保证，杜绝合金液的污染，有效地控制合金液流速，便于浇铸不同规格产品，降低了由于不同的工人操作所带来的产品差异性，产品稳定性提高；降低工人劳动强度，使浇铸平稳快速地进行，使成型产品电流效率均一性得到保障。

Description

一种阴极保护产品的生产工艺
技术领域
本发明属于金属材料及冶金领域,具体涉及一种阴极保护产品的生产工艺。
背景技术
目前，镁合金牺牲阳极防腐技术成熟，由于镁合金产品电位高，驱动电流大，保护效果比铝锌好，需求量较大。由于被保护产品种类和范围较广，阳极种类越来越多，重量和长度差异较大。被保护管线距离较长，局部的腐蚀也会造成整体的保护失败，所以对牺牲阳极电流效率的均一性要求更加严格。目前对高低电位阴极保护产品的研究普遍集中在添加合金元素和降低合金中的各种杂质来提高阴极保护产品的电化学性能，而在实际生产过程中，由于浇铸工艺的落后，各种成型技术的不够完善，在很大程度上影响着阴极保护产品的合格率和均一性。
生产上一般都是通过手工来浇铸阴极保护产品。由于镁合金液在高温下易氧化、易燃烧，使用手工浇铸容易对锅内液体造成二次污染，使产品形成氧化、熔剂夹杂等缺陷；其次，工人劳动强度大，通常型号浇铸时间为3-4小时，浇铸小型件时可长达7-8小时；另外由于阴极保护产品根据用途不同，各种型号的产品长度、截面各不相同，浇铸速度控制尤为重要。采用手工浇铸时，因人员操作差异、浇铸瓢大小等因素交叉影响，造成产品质量的不稳定，电流效率重现性较差。
发明内容
本发明为了解决采用人工浇注技术造成产品质量的不稳定，电流效率重现性差、容易造成二次污染等不足，提供了一种阴极保护产品的生产工艺。
本发明采用如下技术方案实现：一种阴极保护产品的生产工艺，将合金在熔化炉内熔化精炼，用移液管将精炼的合金液转入中间包，通过中间包将合金液向模具浇铸。在熔化炉上接低压转注压力系统，在中间包上接气体保护系统，在浇铸前和浇铸中通入SF6和CO2气体分别对中间包保护一次。
具体步骤如下：
（1）合金熔化精炼：熔化炉烧至500-600℃，加入1T镁锭，撒入3-6Kg的2#熔剂助熔3-4h，温度为700-720℃,镁锭全部熔化，加入20Kg氯化锰,搅拌10min；取样检验合格后精炼，温度为720-740℃，边搅拌边加入2#熔剂，搅拌20min后静置0.5-1.5h；
（2）牺牲阳极模具清洁准备：模具用钢刷去除表面结瘤、残渣，用压缩空气将模具内道表面吹净；
（3）合金液转注装置的升温和清洁：移液管表面打磨干净，加热至500-600℃，用压缩空气往移液管内吹气，同时敲打移液管，将内部附着的残渣脱落并随气流吹出；中间包内部清理干净，倒置放在烤包炉上加热至670-700℃，用移液管将精炼的合金液转入中间包；
（4）开启模具冷却循环系统：开启模具冷却循环系统，模具冷却水温度为45-60℃；
（5）开启气体保护系统对中间包进行保护：打开SF6和CO2气瓶阀门，调整气体量SF6为0.5%和CO2为99.5%，经混合气体装置接入气体保护系统，调节混合气体流速控制系统，使液面不能燃烧，气体压力为0.01-0.03Mp；
（6）开启熔化炉低压转注压力系统：开启低压转注压力系统，气体压力为0.02-0.03Mpa；将中间包的合金液浇铸到模具中。
步骤（1）中所述2#熔剂组分及其重量百分含量为：MgCL2：48%，KCl：37%，BaCl2：8%，CaF2：2%，NaCl：5%；所述2#熔剂用量为熔体总重的2.5%-3%。
本发明所述一种阴极保护产品的生产工艺，使合金液均匀化状态得到了有效的保证，减少了合金液的氧化、熔剂等夹杂，杜绝了合金液的污染，有效地控制合金液流速，便于浇铸不同规格产品；降低了由于不同的工人操作所带来的产品差异性，产品稳定性提高；降低工人劳动强度，使浇铸平稳快速地进行，使成型产品电流效率均一性得到保障，为阴极产品得到更好保护。
附图说明
图1为本发明生产工艺连接图。
图中：1-熔化炉；2-移液管；3-中间包；4-模具；5-低压转注压力系统；6-气体保护系统。
具体实施方式
如图1所示，将合金在熔化炉1内熔化精炼，用移液管2将精炼的合金液转入中间包3，通过中间包3将合金液向模具4浇铸。在熔化炉上接低压转注压力系统5，在中间包上接气体保护系统6，在浇铸前和浇铸中通入SF6和CO2气体分别对中间包保护一次，根据不同的产品规格调整浇铸流速。
所述阴极保护产品生产工艺具体步骤的实施例：
实施例1
（1）镁锰合金熔化精炼：熔化炉烧至600℃，加入1T镁锭，撒入5Kg的2#熔剂助熔4h，温度为710℃,镁锭全部熔化，加入20Kg氯化锰,使用机械搅拌装置搅拌10min；取样检验合格后精炼，温度为730℃，边搅拌边加入2#熔剂，用量为熔体总重的2.5%，搅拌20min后静置0.5h；
（2）牺牲阳极模具清洁准备：模具用钢刷打刷，去除模具表面的结瘤、残渣，用压缩空气将模具内道表面吹净，使模具内道表面平整、干净无氧化物杂质；
（3）合金液转铸装置的升温和清洁：移液管表面使用钢刷或打磨机打磨干净，加热至600℃，用压缩空气往移液管内吹气，同时敲打移液管，将内部附着的残渣脱落并随气流吹出；中间包内部清理干净，倒置放在烤包炉上加热至670℃，用移液管将精炼的合金液转入中间包；
（4）开启模具冷却循环系统：开启模具冷却循环系统使模具冷却水温度为60℃；
（5）开启气体保护系统对中间包进行保护：打开SF6和CO2气瓶阀门，调整气体量SF6为0.5%和CO2为99.5%，经混合气体装置接入气体保护系统，调节混合气体流速控制系统，以保护液面不燃烧为宜，气体压力约为0.01Mpa；
（6）开启熔化炉压缩空气系统：开启低压转注压力系统，气体压力为0.03Mpa；将中间包的合金液浇铸到模具中。
步骤（1）中所述2#熔剂组分及其重量百分含量为：MgCL2：48%，KCl：37%，BaCl2：8%，CaF2：2%，NaCl：5%。
实施例2
一种阴极保护产品的生产工艺，具体步骤为：
（1）镁锰合金熔化精炼：熔化炉烧至550℃，加入1T镁锭，撒入3Kg的2#熔剂助熔3h，温度为720℃,镁锭全部熔化，加入20Kg氯化锰,使用机械搅拌装置搅拌10min；取样检验合格后精炼，温度为720℃，边搅拌边加入2#熔剂，用量为熔体总重的2.8%，搅拌20min后静置1h；
（2）牺牲阳极模具清洁准备：模具用钢刷打刷，去除模具表面的结瘤、残渣，用压缩空气将模具内道表面吹净，使模具内道表面平整、干净无氧化物杂质；
（3）合金液转铸装置的升温和清洁：移液管表面使用钢刷或打磨机打磨干净，加热至500℃，用压缩空气往移液管内吹气，同时敲打移液管，将内部附着的残渣脱落并随气流吹出；中间包内部清理干净，倒置放在烤包炉上加热至700℃，用移液管将精炼的合金液转入中间包；
（4）开启模具冷却循环系统：开启模具冷却循环系统使模具冷却水温度为45℃；
（5）开启气体保护系统对中间包进行保护：打开SF6和CO2气瓶阀门，调整气体量SF6为0.5%和CO2为99.5%，经混合气体装置接入气体保护系统，调节混合气体流速控制系统，以保护液面不燃烧为宜，气体压力约为0.02Mpa；
（6）开启熔化炉压缩空气系统：开启低压转注压力系统，气体压力为0.02Mpa；将中间包的合金液浇铸到模具中。
步骤（1）中所述2#熔剂组分及其重量百分含量为：MgCL2：48%，KCl：37%，BaCl2：8%，CaF2：2%，NaCl：5%。
实施例3
一种阴极保护产品的生产工艺，具体步骤为：
（1）镁锰合金熔化精炼：熔化炉烧至500℃，加入1T镁锭，撒入6Kg的2#熔剂助熔3.5h，温度为700℃,镁锭全部熔化，加入20Kg氯化锰,使用机械搅拌装置搅拌10min；取样检验合格后精炼，温度为740℃，边搅拌边加入2#熔剂，用量为熔体总重的3%，搅拌20min后静置1.5h；
（2）牺牲阳极模具清洁准备：模具用钢刷打刷，去除模具表面的结瘤、残渣，用压缩空气将模具内道表面吹净，使模具内道表面平整、干净无氧化物杂质；
（3）合金液转铸装置的升温和清洁：移液管表面使用钢刷或打磨机打磨干净，加热至550℃，用压缩空气往移液管内吹气，同时敲打移液管，将内部附着的残渣脱落并随气流吹出；中间包内部清理干净，倒置放在烤包炉上加热至685℃，用移液管将精炼的合金液转入中间包；
（4）开启模具冷却循环系统：开启模具冷却循环系统使模具冷却水温度为55℃；
（5）开启气体保护系统对中间包进行保护：打开SF6和CO2气瓶阀门，调整气体量SF6为0.5%和CO2为99.5%，经混合气体装置接入气体保护系统，调节混合气体流速控制系统，以保护液面不燃烧为宜，气体压力约为0.03Mpa；
（6）开启熔化炉压缩空气系统：开启低压转注压力系统，气体压力为0.025Mpa；将中间包的合金液浇铸到模具中。
步骤（1）中所述2#熔剂组分及其重量百分含量为：MgCL2：48%，KCl：37%，BaCl2：8%，CaF2：2%，NaCl：5%。
采用本发明所述生产工艺浇铸的模具与人工浇铸的模具随机抽样，测定其电流效率大于50%的比例见表1
表一：人工浇铸与本发明所述生产工艺浇铸测定结果

Claims (2)

1.一种阴极保护产品的生产工艺，其特征在于：将合金在熔化炉（1）内熔化精炼，用移液管（2）将精炼的合金液转入中间包（3），通过中间包（3）将合金液向模具（4）浇铸；在熔化炉上接低压转注压力系统（5），在中间包上接气体保护系统（6），在浇铸前和浇铸中通入SF6和CO2气体分别对中间包保护一次。
2.根据权利要求1所述的一种阴极保护产品的生产工艺，其特征在于：具体步骤如下：
（1）镁锰合金液体熔化精炼：熔化炉烧至500-600℃，加入1T镁锭，撒入3-6Kg的2#熔剂反应3-4h，温度为700-720℃,镁锭全部熔化，加入20Kg氯化锰,搅拌10min；取样检验合格后精炼，温度为720-740℃，边搅拌边加入2#熔剂，搅拌20min后静置0.5-1.5h；
（2）牺牲阳极模具清洁准备：模具用钢刷去除表面结瘤、残渣，用压缩空气将模具内道表面吹净；
（3）合金液转注装置的升温和清洁：移液管表面打磨干净，加热至500-600℃，用压缩空气往移液管内吹气，同时敲打移液管，将内部附着的残渣脱落并随气流吹出；中间包内部清理干净，倒置放在烤包炉上加热至670-700℃，用移液管将精炼的合金液转入中间包；
（4）开启模具冷却循环系统：开启模具冷却循环系统，模具冷却水温度为45-60℃；
（5）开启气体保护系统对中间包进行保护：打开SF6和CO2气瓶阀门，调整气体量SF6为0.5%和CO2为99.5%，经混合气体装置接入气体保护系统，调节混合气体流速控制系统，使液面不能燃烧，气体压力为0.01-0.03MPa；
（6）开启熔化炉低压转注压力系统：开启低压转注压力系统，气体压力为0.02-0.03MPa；将中间包的合金液浇铸到模具中；
步骤（1）中所述2#熔剂组分及其重量百分含量为： MgCl2：48%，KCl：37%，BaCl2：8%，CaF2：2%，NaCl：5%；所述2#熔剂用量为熔体总重的2.5%-3%。
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