CN211036051U - 一种铝钛硼合金细化剂的制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝钛硼合金细化剂的制备系统，包括一熔化组件，所述熔化组件包括一熔化炉，在熔化炉的上端具有三个固体物料加料口，且其中一个固体物料加料口为混合物料加料口；一造渣组件，所述造渣组件包括一造渣炉，该造渣炉的进料口与熔化炉的出料口相连，在造渣炉内还设置有一搅拌机构，所述造渣炉还连接有一旋转除气机；一过滤组件，所述过滤组件包括一陶瓷过滤器，该陶瓷过滤器的进料口与造渣炉的出料口相连；一浇铸组件，所述浇铸组件包括一浇铸模具，在浇铸模具上还设置有预热机构。本实用新型的优点在于：通过向铝液中加入氯化钾和氟化钠的混合料，从而避免铝液被氧化或吸入气体而出现气孔或疏松的现象，提高了铝钛硼合金的延伸率。

Description

一种铝钛硼合金细化剂的制备系统

技术领域

本实用新型涉及铝钛硼合金制备领域，具体的说是一种铝钛硼合金细化剂的制备系统。

背景技术

钛硼晶粒细化剂的发展过程经历了三个阶段：钛硼添加剂，铝钛硼中间合金顶，铝钛硼丝，其中钛硼丝晶粒细化剂是一种块状添加剂，钛硼晶粒细化剂以其出色的细化效果堪与进口钛硼丝相媲美，远优于铝钛中间合金，对大多数的铝合金而言，实为经济适宜的晶粒细化剂。

钛硼晶粒细化剂由于其优异的细化效果，使铸件得到细小的等轴晶，消除了羽毛晶和柱状晶，为以后的加工提供了良好的内在的组织结构，能有效地克服铸造裂纹，改善铸件外观。

钛硼晶粒细化剂的制备方法中，按原料分为氧化物法、氟盐法、纯钛颗粒法等，目前，最广泛和有效的方法为氟盐法，即利用氟钛酸钾和氟硼酸钾通过铝热反应制造出铝钛硼合金，此方法生产的铝钛硼合金其细化效果强且十分稳定，其缺点是由于在合金化过程中产生的副产物氟铝酸钾盐以及反应所带入的金属化合物杂质以及熔盐对耐火材料的腐蚀带入的夹杂物，很难从铝钛硼合金中有效的彻底去除，导致这些杂质随细化剂而带入被细化的合金当中去，减弱了铝合金细化效果，同时低熔点盐类杂质的存在。

专利号为CN102031403A的实用新型专利中，提到了一种高洁净度铝钛硼合金细化的制造方法，包括以下步骤：1)将铝锭熔化加入氟钛酸钾和氟硼酸钾合金化；2)倾倒出浮于铝液表面的反应副产物，并用氧化铝粉中和；3)提升铝液温度，撒上氧化铝粉层；4)用管通氩气或氮气，使铝液中包裹的残渣液浮出，并被中和；5)利用小气泡旋转除气精炼技术处理后测量其含氢量；6)在800℃以上的热状态下，撒上特殊高温防氧化覆盖剂层；7)将提升铝液温度，将铝液导入装有氧化铝陶瓷过滤器的过滤箱体，对合金铝液进行在线过滤处理；8)最后降低铝液温度，撇除浮渣，浇铸成型生产成铝钛硼丝。该方法能够有效分离出铝钛硼合金液中的氟化盐和其它夹杂物，使得铝钛硼合金细化剂中杂质减少、洁净度大幅度提高；其缺点为，出炉量低，且由于特殊高温防氧化覆盖剂层的在除气之后进行添加，金液在前序步骤中就会被氧化或吸入气体，使得材料出现气孔或疏松的现象，降低了材料的延伸率。

针对上述现象，专利CN104561619B公开了一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，所述铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：(1)熔化：将纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热；(2)合金化：向步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，依次为氯化钾、氟硼酸钾和氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液；(3)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气；(4)浇铸连轧：将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，依次经过流槽过滤、结晶轮型腔以及连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝；该实用新型铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，避免铝液被氧化或吸入气体而出现气孔或疏松的现象，提高了铝钛硼丝的延伸率；其缺点为反应过程中产生的大量液态渣，与铝有极好的润湿性，要清除干净，极其困难。

因此，研发一种能够提高铝钛硼合金的延伸率，且大大提高铝钛硼合金洁净度的铝钛硼合金细化剂的制备系统是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高铝钛硼合金的延伸率，且大大提高铝钛硼合金洁净度的铝钛硼合金细化剂的制备系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种铝钛硼合金细化剂的制备系统，其创新点在于：包括

一熔化组件，所述熔化组件包括一熔化炉，在熔化炉的上端具有三个固体物料加料口，且其中一个固体物料加料口为混合物料加料口，上侧端具有一排渣口，底端具有一出料口；

一造渣组件，所述造渣组件包括一造渣炉，所述造渣炉具有一进料口、一加料口、一出料口、一排气口，该造渣炉的进料口与熔化炉的出料口相连，在造渣炉内还设置有一搅拌机构，所述造渣炉还连接有一旋转除气机；

一过滤组件，所述过滤组件包括一陶瓷过滤器，所述陶瓷过滤器具有一进料口、一出料口，该陶瓷过滤器的进料口与造渣炉的出料口相连；

一浇铸组件，所述浇铸组件包括一浇铸模具，该浇铸模具设置在陶瓷过滤器的出料口端，在浇铸模具上还设置有预热机构。

进一步的，所述搅拌机构包括一竖直设置在造渣炉内的搅拌轴，在搅拌轴上还自上而下分布有数个搅拌桨叶，该搅拌轴由安装在造渣炉顶端的搅拌电机驱动进行转动。

进一步的，所述预热机构包括缠绕在浇筑模具外表面的电加热丝。

本实用新型的优点在于：本实用新型的制备系统，通过向铝液中加入氯化钾和氟化钠的混合料，从而避免铝液被氧化或吸入气体而出现气孔或疏松的现象，提高了铝钛硼合金的延伸率。

通过造渣组件的设置，能够很好的去除铝钛硼合金中的氟化物，造渣效果好，使合金杂质含量大幅降低，提升了合金洁净度和品质，同时，也提高了铝钛硼合金的细化能力。

对于在造渣炉内设置搅拌机构，利用搅拌轴、搅拌桨叶及搅拌电机的配合，从而能够对造渣炉内的铝液及造化剂进行搅拌混合，使得两者能够充分的混合，更有利于造渣。

通过预加热机构的设置，则能够对浇铸模具进行加热升温，以缩短浇铸模具与铝液之间的温度差，而避免出现瞬间冷却的现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的铝钛硼合金细化剂的制备系统的示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示的一种铝钛硼合金细化剂的制备系统，包括

一熔化组件，熔化组件包括一熔化炉1，在熔化炉1的上端具有三个固体物料加料口以及一个纯铝锭进料口11，三个固体物料加料口分别为氯化钾与氟化钠的混合物料加料口12、氟硼酸钾固体物料加料口13、氟钛酸钾固体物料加料口14，在熔化炉1的上侧端具有一排渣口15，熔化炉1的底端具有一出料口16。

一造渣组件，造渣组件包括一造渣炉2，造渣炉2具有一进料口21、一出料口23、一造化剂加料口28、一排气口22，该造渣炉2的进料口21与熔化炉1的出料口16相连，在造渣炉2内还设置有一搅拌机构，造渣炉2还连接有一旋转除气机27。

搅拌机构包括一竖直设置在造渣炉2内的搅拌轴25，在搅拌轴25上还自上而下分布有数个搅拌桨叶26，该搅拌轴25由安装在造渣炉2顶端的搅拌电机24驱动进行转动。对于在造渣炉2内设置搅拌机构，利用搅拌轴25、搅拌桨叶26及搅拌电机24的配合，从而能够对造渣炉2内的铝液及造化剂进行搅拌混合，使得两者能够充分的混合，更有利于造渣。

一过滤组件，过滤组件包括一陶瓷过滤器3，陶瓷过滤器3具有一进料口31、一出料口32，该陶瓷过滤器3的进料口31与造渣炉2的出料口23相连。

一浇铸组件，该浇铸组件包括一浇铸模具4，该浇铸模具4设置在陶瓷过滤器3的出料口32处，在浇铸模具4上还设置有预热机构。

预热机构包括缠绕在浇筑模具4外表面的电加热丝。通过预加热机构的设置，则能够对浇铸模具4进行加热升温，以缩短浇铸模具4与铝液之间的温度差，而避免出现瞬间冷却的现象。

工作原理：首先，将纯铝锭从熔化炉1的进料口11处加入熔化炉1内，并进行加热熔化形成铝液，然后从混合物料加料口12处向熔化炉1内加入氯化钾与氟化钠的混合物料，使其熔化后覆盖在铝液表面，再依次从氟硼酸钾固体物料加料口13、氟钛酸钾固体物料加料口14处向熔化炉1内加入氟硼酸钾、氟钛酸钾，与铝液反应得到合金铝液，待反应结束后，先从排渣口15处将合金铝液表面带有熔渣的铝液排出，完成铝液的一次除渣，将除渣后的合金铝液送入造渣炉2内，并从造化剂加料口28处向造化炉2内加入造化剂，在加入造化剂的同时，搅拌电机24同时开始工作，利用搅拌桨叶26进行搅拌，使得造化剂与合金铝液充分混合，在造渣结束后，通过旋转除气机27利用氩气或氮气对造化炉2内进行脱气处理，然后再送入陶瓷过滤器3内进行过滤处理，完成二次除渣，然后将二次除渣后的合金铝液倒入浇铸模具4内得到铝钛硼合金细化剂，在将铝液倒入浇铸模具4前，需要先利用电加热丝对浇铸模具4进行预先加热，以升高浇铸模具4的温度。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种铝钛硼合金细化剂的制备系统，其特征在于：包括

一熔化组件，所述熔化组件包括一熔化炉，在熔化炉的上端具有三个固体物料加料口，且其中一个固体物料加料口为混合物料加料口，上侧端具有一排渣口，底端具有一出料口；

一造渣组件，所述造渣组件包括一造渣炉，所述造渣炉具有一进料口、一加料口、一出料口、一排气口，该造渣炉的进料口与熔化炉的出料口相连，在造渣炉内还设置有一搅拌机构，所述造渣炉还连接有一旋转除气机；

一过滤组件，所述过滤组件包括一陶瓷过滤器，所述陶瓷过滤器具有一进料口、一出料口，该陶瓷过滤器的进料口与造渣炉的出料口相连；

一浇铸组件，所述浇铸组件包括一浇铸模具，该浇铸模具设置在陶瓷过滤器的出料口端，在浇铸模具上还设置有预热机构。

2.根据权利要求1所述的铝钛硼合金细化剂的制备系统，其特征在于：所述搅拌机构包括一竖直设置在造渣炉内的搅拌轴，在搅拌轴上还自上而下分布有数个搅拌桨叶，该搅拌轴由安装在造渣炉顶端的搅拌电机驱动进行转动。

3.根据权利要求1所述的铝钛硼合金细化剂的制备系统，其特征在于：所述预热机构包括缠绕在浇筑模具外表面的电加热丝。

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