CN107914002A - 一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，包括真空抬包，吸渣管，密封装配装置，真空抬包还包括密封压紧装置、内管，内管上端设置于包盖的外部，内管的下端设置于包体的底部；密封装配装置包括外锥密封压紧法兰、内锥密封压紧法兰和锁紧法兰夹，外锥密封压紧法兰与内锥密封压紧法兰的锥度相同并通过锁紧法兰夹相扣和，内管的上端与内锥密封压紧法兰相连接，吸渣管与外锥密封压紧法兰相连接，吸渣管通过密封装配装置与内管的上端相连接；本发明减少对镁合金熔体的扰动及对镁合金熔体的重复污染，去除锅底精炼渣更加彻底，有效提高镁合金产品质量，同时缩短镁合金生产周期，降低工人劳动强度，改善劳动环境。

Description

一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备

技术领域

本发明涉及镁合金冶炼技术领域，特别是涉及一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备。

背景技术

镁及镁合金化学性质较为活泼，在熔化及储运过程中，容易与空气、水分、酸性介质等发生反应，反应产物以及自身携带、熔炼过程中浸入杂质元素，随镁合金熔体进入产品，会对镁合金产品的耐腐蚀性能、力学性能等使用性能产生非常不利的影响。因而，在镁及镁合金的熔炼过程中，通过精炼处理去除熔体中的氧化物、杂质元素等杂质，对于镁合金产品的性能改善与提升有着至为关键的作用。工业上通常用含有氯化镁、氯化钾、氯化钠、氟化钙、氯化钡等卤盐成分的熔剂对镁合金熔体进行精炼除杂，并造渣，使各种杂质从镁合金熔体内脱离。精炼产生的精炼渣，通常沉积到坩埚底部。对于沉积于坩埚底部的精炼渣，必须通过有效的手段去除，防止其二次进入镁合金熔体形成二次污染。

目前工业上通常采用的去除坩埚底部精炼渣的方法有：提渣桶提渣法和捞渣勺捞渣法。

所谓提渣桶法，是将提渣桶放入坩埚底部，通过吹气管持续向锅底精炼渣中通入气体，使锅底精炼渣与锅底镁液不断翻涌进入提渣桶，利用精炼渣与镁合金熔体的比重差，让后续进入的精炼渣赶出提渣桶中的镁合金熔体，亦可称为迭代置换法。该方法存在的缺点包括：1）提渣桶进入、离开液面、包括吹气过程，都会对坩埚内镁合金熔体面造成破坏，使镁合金熔体烧损严重，带来新的氧化物夹杂。2）提渣桶进入、离开镁合金熔体、包括吹气过程，对坩埚内镁合金熔体和锅底精炼渣，都有一个搅拌作用（扰动），使分离后的渣液再次混合，形成二次污染。3）该过程中，在气体剧烈搅拌的情况下，渣液分离速度能够满足该工艺的要求，证明该方法去除的仅限于尺度较大、与镁合金熔体比重差较大、易与镁合金熔体分离的部分精炼渣，对于尺度较小、与镁合金熔体比重差较小、难与镁合金熔体分离的部分精炼渣，起不到去渣作用，该部分精炼渣在静置过程中缓慢沉淀到坩埚底部，留存在锅底，在镁合金熔体的使用过程中，随着镁合金熔体进入工件，形成夹渣。

捞渣勺法，是把长柄捞渣勺插入坩埚底部渣液中，舀取锅底精炼渣后，再拉出捞渣勺，在离开坩埚内液面后，撇去勺内上层镁合金熔体，然后把勺内精炼渣倒入渣盘或回收坩埚的操作过程。该方法也存在类似于提渣桶法的不足。

专利申请号CN201420232160.4的实用新型专利《镁合金冶炼渣转移装置》提供了一种镁合金冶炼渣转移装置。该装置存在的缺点为：1）类似于提渣桶法，由于该装置体积较大，对镁合金熔体液面的破坏严重，对坩埚内镁合金熔体及精炼渣有较强的扰动/搅动。2）该装置在进入坩埚时，需要克服很大的浮力。3）坩埚上部必须预留相当于该装置体积的空间，防止镁合金熔体的溢出，坩埚容量利用率低。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，本发明可以减小除渣工具及去渣过程对镁合金熔体的扰动以及减少去渣过程中锅底精炼渣对镁合金熔体的重复污染，去除锅底精炼渣更加彻底，有效提高镁合金产品质量。具体方案为。

一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，包括真空抬包，吸渣管，密封装配装置，所述的真空抬包包括包体、包盖、抽真空执行装置、充气执行装置、液面检测处理系统，还包括密封压紧装置、内管，所述的密封压紧装置由上封面、下封面、上耳、下耳构成，所述的上封面和下封面分别设置有相对应的密封槽，所述的下耳设置有活节螺栓，所述的包盖通过密封压紧装置与包体相连接，所述的内管上端设置于包盖的外部，内管的下端设置于包体的底部；所述的密封装配装置包括外锥密封压紧法兰、内锥密封压紧法兰和锁紧法兰夹，所述的外锥密封压紧法兰与内锥密封压紧法兰的锥度相同并通过锁紧法兰夹相扣和，所述的内管的上端与内锥密封压紧法兰相连接，所述的吸渣管与外锥密封压紧法兰相连接，所述的吸渣管通过密封装配装置与内管的上端相连接。

所述的包体、包盖均设置有保温层。

所述的上封面和下封面之间的密封槽内使用石墨盘根或者高温密封圈进行密封。

所述的上耳设置有U型槽。

所述的外锥密封压紧法兰与内锥密封压紧法兰的锥度范围为1:1-19，外锥密封压紧法兰与内锥密封压紧法兰的间隙宽度与锁紧法兰夹的宽度比为1:2-10，所述的外锥密封压紧法兰与内锥密封压紧法兰的厚度与宽度为1:3-15。

所述的锁紧法兰夹呈U形，锁紧法兰夹设置有上锁紧面和下锁紧面，所述的下锁紧面设置有15-40°的切入角。

所述的液面检测处理系统包括液位信号收集探针、信号处理系统、信息显示系统、动作命令输出系统及信号传输线路。

所述的吸渣管为倒U型结构。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果。

1）有效降低对镁合金熔体表面保护层的破坏，减少镁合金熔体因为表面暴露而引起的烧损。

2）减小除渣工具及去渣过程对镁合金熔体的扰动以及减少去渣过程中锅底精炼渣对镁合金熔体的重复污染，去除锅底精炼渣更加彻底，改善镁合金产品质量。

3）去除锅底精炼渣操作完成后，可以直接进入转炉倒液工序，不需要二次静置，缩短镁合金生产周期。

4）机械化程度高，工人劳动强度降低，操作更为安全。

5）减少精炼渣在空气种暴露时间及暴露面积，有利于减少空气污染及改善工人劳动环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

图1为本发明一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备的结构示意图。

图2为真空抬包结构示意图。

图3为密封装配装置结构示意图。

图4为密封压紧装置结构示意图。

图5为本发明用于吸渣工作过程示意图。

图6为本发明用于排渣工作过程示意图。

图中，1为真空抬包，2为吸渣管，3为密封装配装置，11为包体，12为包盖，13抽真空执行装置，14为充气执行装置，15为液面检测处理系统，16为密封压紧装置，17为内管，18为熔炼坩埚，19为回收坩埚，161为上封面，162为下封面，163为上耳，164为下耳，165为活节螺栓，31为外锥密封压紧法兰，32为内锥密封压紧法兰，33为锁紧法兰夹。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

如图1-4所示，一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，包括真空抬包1，吸渣管2，密封装配装置3，真空抬包1包括包体11、包盖12、抽真空执行装置13、充气执行装置14、液面检测处理系统15，还包括密封压紧装置16、内管17，包体11、包盖12均设置有保温层。液面检测处理系统15包括液位信号收集探针、信号处理系统、信息显示系统、动作命令输出系统及信号传输线路。密封压紧装置16由上封面161、下封面162、上耳163、下耳164构成，上封面161和下封面162分别设置有相对应的密封槽，上封面161和下封面162之间的密封槽内使用石墨盘根或者高温密封圈进行密封，使其具有密封性能好、密封件不易掉落、能够满足高温服役等优点。下耳164设置有活节螺栓165。上耳163设置有U型槽以供压紧用活结螺栓165进入及螺母压紧，具有拆装方便、零件不易遗失的优点。

包盖12通过密封压紧装置16与包体11相连接，内管17上端设置于包盖12的外部，内管17的下端设置于包体11的底部。

密封装配装置3包括外锥密封压紧法兰31、内锥密封压紧法兰32和锁紧法兰夹33，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的锥度相同并通过锁紧法兰夹33相扣和，所述的内管17的上端与内锥密封压紧法兰32相连接。外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的锥度范围为1:1，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的间隙宽度与锁紧法兰夹33的宽度比为1:2，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的厚度与宽度为1:3。锁紧法兰夹33呈U形，锁紧法兰夹33设置有上锁紧面和下锁紧面，下锁紧面设置有15°的切入角。

吸渣管2与外锥密封压紧法兰31相连接，吸渣管2通过密封装配装置3与内管17的上端相连接。吸渣管2为倒U型结构。

抽真空执行装置13在于给真空抬包提供负压用于抽出熔炼坩埚18底部锅底精炼渣，真空获得可以采用压缩空气引射器（射流真空泵）自身产生真空，也可以采用外界真空系统获得真空；在采用外界真空系统获得真空方式时，抽真空执行装置13、充气执行装置14可以合并为一套装置，简化真空抬包结构。

实施例2

与实施例1的区别在于外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的锥度范围为1:19，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的间隙宽度与锁紧法兰夹33的宽度比为1:10，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的厚度与宽度为1:15。锁紧法兰夹33呈U形，锁紧法兰夹33设置有上锁紧面和下锁紧面，下锁紧面设置有40°的切入角。

实施例3

与实施例1的区别在于外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的锥度范围为1:10，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的间隙宽度与锁紧法兰夹33的宽度比为1:6，外锥密封压紧法兰31与内锥密封压紧法兰32的厚度与宽度为1:9。锁紧法兰夹33呈U形，锁紧法兰夹33设置有上锁紧面和下锁紧面，下锁紧面设置有27°的切入角。

如图5所示，本发明用于吸渣作业的使用过程为。

1）经过精炼作业的镁合金熔体，经过静置实现渣液分离后，将经过预热的吸渣管2吸渣端缓慢插入熔炼坩埚18底部，直到碰到锅底。外锥密封压紧法兰31的一端与内锥密封压紧法兰32内外锥配合，并用锁紧法兰夹33锁紧两个法兰，实现内外锥接头的密封。

2）保持充气执行装置14为关闭状态，打开抽真空执行装置13，使真空抬包1内形成负压，将熔炼坩埚12中的锅底精炼渣吸入真空抬包1。

3）当真空抬包1内精炼渣达到设定液位后，连通液位信号收集探针，并通过信号传输线路输送给信号处理系统，信号处理系统对信息进行处理，发出信息显示信号和抽真空停止命令。

4）抽真空执行装置13收到抽真空停止命令、切断真空管道，停止抽真空。

5）信息显示系统蜂鸣器开始报警，同时警示灯亮。

6）操作人员发现蜂鸣器及警示灯报警后，及时去掉锁紧法兰夹33，破坏真空抬包1内真空，防止继续吸渣超过规定液面或虹吸现象造成的真空抬包1内精炼渣回流。之后关闭真空执行装置13。

7）吸渣操作完成，熔炼坩埚12内镁合金熔体进入下一工序进行转炉或铸造作业。

如图6所示，本发明用于放渣作业的使用过程为。

1）利用行车、叉车等运输工具将吸渣完成的真空抬包1运输至回收坩埚19附近。

2）将真空抬包1与已经插入回收坩埚19的吸渣管2进行装配。

3）保持抽真空执行装置13处于关闭状态，向充气执行装置14安装压缩空气管道。

4）向真空抬包1内充入压缩空气，使其内腔形成正压，将真空抬包1内的精炼渣压出，进入回收坩埚19。

5）排出的精炼渣开始冒气泡时，证明真空抬包内精炼渣已经排放完成，关闭充气执行装置14，停止充气。同时去除锁紧法兰夹33，破坏真空抬包1内正压，并使真空抬包1与吸渣管2分离。

6）排放精炼渣结束，准备进入下一“吸渣——放渣”工作循环。

以上操作步骤同样适用于镁及镁合金液体、电解铝液等其他液态物质的转液。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (8)

1.一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，包括真空抬包（1），吸渣管（2），密封装配装置（3），所述的真空抬包（1）包括包体（11）、包盖（12）、抽真空执行装置（13）、充气执行装置（14）、液面检测处理系统（15），其特征在于，所述的真空抬包（1）还包括密封压紧装置（16）、内管（17），所述的密封压紧装置（16）由上封面（161）、下封面（162）、上耳（163）、下耳（164）构成，所述的上封面（161）和下封面（162）分别设置有相对应的密封槽，所述的下耳（164）设置有活节螺栓（165），所述的包盖（12）通过密封压紧装置（16）与包体（11）相连接，所述的内管（17）上端设置于包盖（12）的外部，内管（17）的下端设置于包体（11）的底部；所述的密封装配装置（3）包括外锥密封压紧法兰（31）、内锥密封压紧法兰（32）和锁紧法兰夹（33），所述的外锥密封压紧法兰（31）与内锥密封压紧法兰（32）的锥度相同并通过锁紧法兰夹（33）相扣和，所述的内管（17）的上端与内锥密封压紧法兰（32）相连接，所述的吸渣管（2）与外锥密封压紧法兰（31）相连接，所述的吸渣管（2）通过密封装配装置（3）与内管（17）的上端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的包体（11）、包盖（12）均设置有保温层。

3.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的上封面（161）和下封面（162）之间的密封槽内使用石墨盘根或者高温密封圈进行密封。

4.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的上耳（163）设置有U型槽。

5.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的外锥密封压紧法兰（31）与内锥密封压紧法兰（32）的锥度范围为1:1-19，外锥密封压紧法兰（31）与内锥密封压紧法兰（32）的间隙宽度与锁紧法兰夹（33）的宽度比为1:2-10，所述的外锥密封压紧法兰（31）与内锥密封压紧法兰（32）的厚度与宽度为1:3-15。

6.根据权利要求5所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的锁紧法兰夹（33）呈U形，锁紧法兰夹（33）设置有上锁紧面和下锁紧面，所述的下锁紧面设置有15-40°的切入角。

7.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的液面检测处理系统（15）包括液位信号收集探针、信号处理系统、信息显示系统、动作命令输出系统及信号传输线路。

8.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备，其特征在于，所述的吸渣管（2）为倒U型结构。