CN104451176B - 集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金设备领域，本发明公开了一种集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，包括主轴，所述主轴纵向上设置有多个轴套，每个轴套的外壁上设置有至少一个搅拌棒，所述搅拌棒呈壳体结构，所述搅拌棒的壳体表面上密布有多个通孔，所述搅拌棒的壳体内部填充有熔体净化熔剂。本发明将熔体净化方法中的溶剂法和搅拌器进行有效结合，在降低合金熔炼成本和避免杂质引入的前提下，采用搅拌的方法达到熔剂法和吹气法共同作用的除气除杂效果，极大地提高了合金熔体的洁净度。

Description

集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器

技术领域

本发明涉及冶金设备，尤其涉及一种集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器。

背景技术

一般用于合金熔炼的搅拌器的设计主要集中于搅拌器在形状上的改进和搅拌器制造、清洗、更换的简单方便与否，前者主要是从增大与熔体的接触面积，提高搅拌均匀性出发，后者重点关注成本与效率的问题。众所周知，搅拌器的引入是为提高合金熔体成分的均匀性，从而提高合金铸件的质量。然在合金熔炼过程中，不仅要考虑熔体成分的均匀性，还要净化熔体中的夹杂和气体。合金熔体的净化方法按其作用原理分为吸附净化和非吸附净化两大类。

吸附净化主要有吹气法、过滤法和熔剂法。

吹气法是将惰性气体吹入熔体内部造成大量气泡，利用气体在熔体和气泡中的分压差带走熔体中的气体和部分夹杂。该方法的除气效率较低，一般在70%以下，且在转头转速过高时易引起熔体翻腾而产生吸气和合泡。

过滤法是让熔体通过中性或活性材料（玻璃布、刚玉球、泡沫陶瓷等）制造的过滤器，来分离悬浮在熔体中的固态夹杂物的净化方法，在这个过程中，夹杂物受介质表面的吸附和范德瓦尔力作用而被阻滞、沉降。此方法主要用于除杂，除气效果甚微。所以在实际应用中，往往将过滤法与吹气法结合形成集除气除杂为一体的净化方法。

熔剂法是向熔体中加入特定的熔剂，通过一系列物理化学作用，达到除气除杂的目的。在此过程中，熔剂和夹杂物之间的界面张力愈小，熔剂的吸附性愈好除杂作用愈强。此方法提高了合金的熔炼成本，增加了人为引入杂质的几率。所以实际应用中，往往将其与吹气法中最好的旋转喷吹法结合，可得到较传统方法更佳的净化效果。

非吸附净化主要有静置处理、真空处理、超声波处理等。非吸附净化由于熔体温度损失较大、设备价格昂贵、除杂能力极为有限等原因而限制了其工业应用。

鉴于吸附净化和非吸附净化各自存在的弊端，本发明人致力于设计一种简单高效的熔体净化装置，以达到在降低合金熔炼成本和避免杂质引入的前提下获取最佳的净化效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，其结构简单、安装更换方便，且可重复使用，在保证熔体成分均匀的同时，达到熔体的炉内净化，提高铸件的冶金质量，进而解决现有各种合金熔体净化方法中所存在的弊端。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，包括主轴，所述主轴纵向上设置有多个轴套，每个轴套的外壁上设置有至少一个搅拌棒，所述搅拌棒呈壳体结构，所述搅拌棒的壳体表面上密布有多个通孔，所述搅拌棒的壳体内部填充有熔体净化熔剂。

进一步，所述主轴纵向上设置有5个轴套，所述5个轴套由上至下分别为轴套A、轴套B、轴套C、轴套D和轴套E，每个轴套的外壁上均匀设置有以120°为夹角的3个尺寸相同的搅拌棒。

进一步，所述轴套A和轴套E上的搅拌棒的直径为R，其中轴套E上搅拌棒的长度为L，轴套A上搅拌棒的长度为L/2；所述轴套B、轴套C和轴套D上的搅拌棒的直径为R/2、长度为L。

进一步，所述轴套成圆筒形结构，所述圆筒形轴套的内侧壁上开设有熔体净化熔剂添加孔，所述添加孔与固定设置在所述圆筒形轴套外侧壁上的搅拌棒内部相连通。

进一步，所述轴套通过螺栓紧固在所述主轴上。

本发明的有益效果：本发明的集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，包括主轴，所述主轴纵向上设置有多个轴套，每个轴套的外壁上设置有至少一个搅拌棒，所述搅拌棒呈壳体结构，所述搅拌棒的壳体表面上密布有多个通孔，所述搅拌棒的壳体内部填充有熔体净化熔剂。本发明将熔体净化方法中的溶剂法和搅拌器进行有效结合，在降低合金熔炼成本和避免杂质引入的前提下，采用搅拌的方法达到熔剂法和吹气法共同作用的除气除杂效果，极大地提高了合金熔体的洁净度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器的立体结构示意图；

图2为本发明集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1至2所示，本实施例中的集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，包括主轴1，所述主轴1纵向上设置有多个轴套，每个轴套的外壁上设置有至少一个搅拌棒3，所述搅拌棒3呈壳体结构，所述搅拌棒3的壳体表面上密布有多个通孔3a，所述搅拌棒3的壳体内部填充有熔体净化熔剂4。

本发明的多功能搅拌器，其熔体净化原理是：在搅拌力的作用下，熔体中的夹杂和气泡迅速通过搅拌棒的多孔壳体与净化熔剂充分接触，发生吸附与化学反应。在此过程中，大气泡将破碎为小气泡，增大其与净化熔剂的接触面积，使反应更充分，而大夹杂则依附在与净化剂发生吸附反应的小夹杂上团聚生长，进而得到高洁净度的合金熔体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主轴1纵向上设置有5个轴套，所述5个轴套由上至下分别为轴套A2a、轴套B2b、轴套C2c、轴套D2d和轴套E2e，每个轴套的外壁上均匀设置有以120°为夹角的3个尺寸相同的搅拌棒3。优选的，所述轴套A2a和轴套E2e上的搅拌棒3的直径为R，其中轴套E2e上搅拌棒3的长度为L，轴套A2a上搅拌棒3的长度为L/2；所述轴套B2b、轴套C2c和轴套D2d上的搅拌棒3的直径为R/2、长度为L。由于轴套A2a与轴套B2b、轴套C2c和轴套D2d上搅拌棒的尺寸差，将促使熔体在轴套A2a上的搅拌棒和轴套B2b、轴套C2c和轴套D2d上的搅拌棒之间形成一个梯度紊流层，可在确保熔体表层液膜稳定的情况下，促进熔体中部的夹杂和气体上浮，可进一步提高合金熔体的洁净度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述轴套成圆筒形结构，所述圆筒形轴套的内侧壁上开设有熔体净化熔剂添加孔5，所述添加孔5与固定设置在所述圆筒形轴套外侧壁上的搅拌棒3内部相连通。具体地，所述轴套通过螺栓紧固在所述主轴1上。通过上述结构的设置和改进可方便净化熔剂4向搅拌棒3中的填充和更换，所述净化熔剂4的具体填充步骤是：首先将轴套从主轴上卸下，使添加孔5暴露在圆筒形轴套的内侧壁上，清空里面反应后的净化熔剂4，并将新的净化熔剂4从添加孔5添加到搅拌棒3内部，最后将轴套套设在主轴1上螺栓紧固，此时添加孔5将被主轴封堵。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种集熔体净化与搅拌为一体的多功能搅拌器，包括主轴(1)，其特征在于：所述主轴(1)纵向上设置有多个轴套，每个轴套的外壁上设置有至少一个搅拌棒(3)，所述搅拌棒(3)呈壳体结构，所述搅拌棒(3)的壳体表面上密布有多个通孔(3a)，所述搅拌棒(3)的壳体内部填充有熔体净化熔剂(4)；所述主轴(1)纵向上设置有5个轴套，所述5个轴套由上至下分别为轴套A(2a)、轴套B(2b)、轴套C(2c)、轴套D(2d)和轴套E(2e)，每个轴套的外壁上均匀设置有以120°为夹角的3个尺寸相同的搅拌棒(3)；所述轴套A(2a)和轴套E(2e)上的搅拌棒(3)的直径为R，其中轴套E(2e)上搅拌棒(3)的长度为L，轴套A(2a)上搅拌棒(3)的长度为L/2；所述轴套B(2b)、轴套C(2c)和轴套D(2d)上的搅拌棒(3)的直径为R/2、长度为L。

2.根据权利要求1所述的多功能搅拌器，其特征在于：所述轴套成圆筒形结构，所述圆筒形轴套的内侧壁上开设有熔体净化熔剂添加孔(5)，所述添加孔(5)与固定设置在所述圆筒形轴套外侧壁上的搅拌棒(3)内部相连通。

3.根据权利要求2所述的多功能搅拌器，其特征在于：所述轴套通过螺栓紧固在所述主轴(1)上。