TW201628735A - 熔煉設備及熔煉金屬材料之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種熔煉設備，包括容納複數金屬材料的坩鍋、主爐體、冷卻機構、模具、以及燃燒爐。燃燒爐對坩鍋加熱而使複數金屬材料形成合金湯。主爐體可旋轉而使合金湯由坩鍋流至模具內，被冷卻的合金湯可於模具內形成合金材料。主爐體具有密封元件，其設置於主爐體與坩鍋之間而可密封坩鍋以及主爐體。冷卻機構設置於主爐體與坩鍋上，其可冷卻密封元件而避免密封元件損壞。

Description

熔煉設備及熔煉金屬材料之方法

本發明係關於一種熔煉設備，尤其係關於熔煉複數種金屬材料為合金材料之熔煉設備。

一般常見的之金屬材料例如：鋰、鉀、鈉、鎂等在大氣環境下易與空氣中的水或氧產生化學反應，該些金屬材料於熔煉為合金材料的過程中有時會釋放出大量能量而造成危險。舉例說明，例如2010年05月21日公告的台灣專利第I325015號公告案，其披露典型鎂鋰合金之母合金製作方式，該公告案係先利用電解方式將部分高活性金屬材料進行合金化而使其活性鈍化，接下來於進行乾燥冷卻之後，再進行熔煉而形成為相關成份的合金材料。其中，該公告案之電解過程較為緩慢，且其製作過程中容易因操作不慎而使其元素發生氧化反應以放出熱能，甚至於發生燃燒的情形。

再者，習知的熔煉合金材料技術容易發生金屬材料分佈不均的問題。以2007年07月21日公告的台灣專利第I284153號公告案為例說明，其公告案以揭露鎂鋰合金的製造方式係將鋰元素以擴散方式分佈至事先備妥的鎂合金中，對於較厚或較大型的合金材料而言，其需要較長的時間進行均質工作。否則，將容易造成鋰元素呈現梯度分佈的情形。

另外，如2012年08月11日公告的台灣專利I370179公告案揭露有鎂鋰合金熔煉方式，係需先將其不同熔點之活性金屬材料在真空環境以及氬氣的爐氛中分別熔融之後，混合而形成合金湯。接下來進行攪拌程序，且於合金湯均勻之後進行傾注成型而形成合金材料。其中，該公告案之製程需要進行多道程序且低熔點元素必須與其高溫元素所形成的合金湯融合，於製程控制方面較為複雜，故容易發生合金材料品質不穩定的情形。此外，進行此製程的設備亦需要耗費較高的成本。

因此，需要一種安全性高且合金材料品質穩定之熔煉設備。

本發明之目的在於提供一種安全性高之熔煉設備。

本發明之另一目的在於提供一種可產生穩定品質之合金材料之熔煉設備。

於一較佳實施例中，本發明提供一種熔煉設備，包括一坩鍋、一燃燒爐、一主爐體、一第一冷卻機構以及一模具。該坩鍋用以放置複數金屬材料於其中，該燃燒爐用以對該坩鍋加熱；其中該坩鍋被加熱而使該複數金屬材料熔解而形成一合金湯。該主爐體連接於該坩鍋，該主爐體可轉動而使該坩鍋傾斜，該第一冷卻機構設置於該坩鍋以及該主爐體 上，用以冷卻該坩鍋以及該主爐體之接合處。該模具連接於該主爐體，用以容納由傾斜之該坩鍋中所流出之該合金湯；其中該合金湯冷卻之後形成一合金材料。

於一較佳實施例中，該主爐體包括一爐體本體、一爐蓋、一澆鑄管、一澆注漏斗、一第一密閉元件、複數延伸臂以及複數軸承座。該爐體本體與該坩鍋連接，該爐蓋用以覆蓋該爐體本體，使該坩鍋與該爐體本體內之該複數金屬材料與外界隔絕。該澆鑄管連接於該爐體本體，用以供該合金湯流經，而該澆注漏斗，連接於該澆鑄管以及該模具，用以使該合金湯流至該模具內。該第一密閉元件設置於該坩鍋以及該主爐體之接合處，用以密閉該坩鍋以及該爐體本體而避免該坩鍋以及該爐體本體內部與一外界空氣接觸。該複數延伸臂係由該爐體本體往外沿伸而形成且連接於一動力裝置，該複數軸承座設置於一工作平台上且分別與相對應之該延伸臂連接，使該複數延伸臂可相對於該複數軸承座轉動；其中該動力裝置提供一動力而控制該複數延伸臂相對於該複數軸承座轉動。

於一較佳實施例中，該第一冷卻機構包括一第一冷卻套以及一第二冷卻套。該第一冷卻套設置於該爐體本體之一爐體接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經。該第二冷卻套設置於該坩鍋之一坩鍋接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該第一密閉元件位於該第一冷卻套與該第二冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。

於一較佳實施例中，該澆鑄管包括一固定管、一可動管、一第二密閉元件以及一第二冷卻機構。該固定管連接於該澆注漏斗，而該可動管，連接於該爐體本體且可隨該爐體本體轉動。該第二密閉元件設置於該固定管以及該可動管之間，用以密閉該固定管以及該可動管而避免該澆 鑄管內部與該外界空氣接觸。該第二冷卻機構設置於該固定管以及該可動管之間，用以冷卻位於該固定管以及該可動管之間之該第二密閉元件，該第二冷卻機構包括一第三冷卻套以及一第四冷卻套。該第三冷卻套設置於該固定管之一固定接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經，而該第四冷卻套設置於該可動管之一可動接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該第二密閉元件位於該第三冷卻套與該第四冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。

於一較佳實施例中，該燃燒爐包括一燃燒爐體以及一升降裝置，該燃燒爐體用以提供一熱能予該坩鍋，而該升降裝置設置於該燃燒爐體之下方，用以運作而使該燃燒爐體移動而接近或遠離該坩鍋。該燃燒爐體包括一容納槽以及一熱回收管，該容納槽對應於該坩鍋，用以於該燃燒爐體接近於該坩鍋時部份收容該坩鍋於其中。該熱回收管設置於該燃燒爐體上，用以供該熱能中之一逸散熱能通過；其中，未被傳遞至該坩鍋之該逸散熱能通過該熱回收管而可被傳遞至該坩鍋。

於一較佳實施例中，該模具包括一模具本體、一第一冷卻通道入口、一第一冷卻通道出口、一第一冷卻通道、一第二冷卻通道入口、一第二冷卻通道出口以及一第二冷卻通道。該模具本體連接於該主爐體，該模具本體包括一模具內管、一第一本體區段以及一第二本體區段，該模具內管用以容納該合金湯；其中該合金湯冷卻而於該模具內管中形成該合金材料。該第一冷卻通道入口接近於該第一本體區段之一第一端且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一第一冷卻水進入該模具。該第一冷卻通道出口接近於該第一本體區段之一第二端且連接於該冷卻水供應系統，用以供該第一冷卻水離開該模具。該第一冷卻通道環繞 於該第一本體區段且位於該第一冷卻通道入口以及該第一冷卻通道出口之間，用以因應該第一冷卻水之流經而冷卻該第一本體區段。該第二冷卻通道入口接近於該第二本體區段之一第一端且連接於該冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一第二冷卻水進入該模具。該第二冷卻通道出口接近於該第二本體區段之一第二端且連接於該冷卻水供應系統，用以供該第二冷卻水離開該模具。該第二冷卻通道環繞於該第二本體區段且位於該第二冷卻通道入口以及該第二冷卻通道出口之間，用以因應該第二冷卻水之流經而冷卻該第二本體區段；其中該冷卻水供應系統被控制同時輸出該第一冷卻水以及該第二冷卻水，而使該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。

於一較佳實施例中，本發明熔煉設備更包括一動力裝置、一冷卻水供應系統、一攪拌裝置、一真空泵、一惰氣提供裝置、一粉塵回收裝置以及一電腦系統。該動力裝置具有複數操作臂，且藉由該複數操作臂而連接於該主爐體，用以提供一動力至該主爐體，使該主爐體轉動而使該坩鍋傾斜。該冷卻水供應系統連接於該主爐體、該坩鍋以及該模具，用以提供一冷卻水而使該主爐體、該坩鍋以及該模具降溫。該攪拌裝置設置於該主爐體上且部份伸入與該主爐體連通之該坩鍋之一熔解空間，用以於該複數金屬材料熔解時攪拌而形成該合金湯。該真空泵連接於該主爐體，用以使該熔解空間內處於一低真空狀態，而該惰氣提供裝置連接於該主爐體，用以提供一惰氣至該熔解空間內。該粉塵回收裝置可移動而接近或遠離該主爐體，用以覆蓋該主爐體且吸收於形成該合金材料時所產生之粉塵。該電腦系統連接於該燃燒爐、該模具、該動力裝置、該冷卻水供應系統、該攪拌裝置、該真空泵以及該惰氣提供裝置，用以控制該燃燒爐、該模具、該動力裝置、該冷卻水供應系統、該攪拌裝置、該真空泵、該惰氣 提供裝置以及該粉塵回收裝置運作。

於一較佳實施例中，本發明更提供一種熔煉設備，包括一坩鍋、一燃燒爐、一主爐體、一模具以及一粉塵回收裝置。該坩鍋用以放置複數金屬材料於其中，該燃燒爐用以對該坩鍋加熱；其中該坩鍋被加熱而使該複數金屬材料熔解而形成一合金湯。該主爐體連接於該坩鍋，該主爐體可轉動而使該坩鍋傾斜。該模具連接於該主爐體，用以容納由傾斜之該坩鍋中所流出之該合金湯；其中該合金湯冷卻之後形成一合金材料。該粉塵回收裝置可移動而接近或遠離該主爐體，用以覆蓋該主爐體且吸收於形成該合金材料時所產生之粉塵。

於一較佳實施例中，於一較佳實施例中，該主爐體包括一爐體本體、一爐蓋、一澆鑄管、一澆注漏斗、複數延伸臂以及複數軸承座。該爐體本體與該坩鍋連接，該爐蓋用以覆蓋該爐體本體，使該坩鍋與該爐體本體內之該複數金屬材料與外界隔絕。該澆鑄管連接於該爐體本體，用以供該合金湯流經，而該澆注漏斗，連接於該澆鑄管以及該模具，用以使該合金湯流至該模具內。該複數延伸臂係由該爐體本體往外沿伸而形成且連接於一動力裝置，該複數軸承座設置於一工作平台上且分別與相對應之該延伸臂連接，使該複數延伸臂可相對於該複數軸承座轉動；其中該動力裝置提供一動力而控制該複數延伸臂相對於該複數軸承座轉動。

於一較佳實施例中，該粉塵回收裝置包括一集塵管、一回收動力裝置、一循環水幕、一水幕泵以及一水槽。該集塵管用以覆蓋該主爐體，而該回收動力裝置連接於該集塵管，用以產生一吸力，使該粉塵被吸入該集塵管內。該循環水幕位於該集塵管之下方，用以沖刷通過之該粉塵，該水幕泵用以產生複數水柱而形成該循環水幕。該水槽位於該循環水幕之下方，用以容納被沖刷之該粉塵；其中於水槽中之該粉塵形成一泥態物。

於一較佳實施例中，該澆鑄管包括一固定管、一可動管、一密閉元件以及一冷卻機構。該固定管連接於該澆注漏斗，而該可動管，連接於該爐體本體且可隨該爐體本體轉動。該密閉元件設置於該固定管以及該可動管之間，用以密閉該固定管以及該可動管而避免該澆鑄管內部與該外界空氣接觸。該冷卻機構設置於該固定管以及該可動管之間，用以冷卻位於該固定管以及該可動管之間之該密閉元件，該冷卻機構包括一第一冷卻套以及一第二冷卻套。該第一冷卻套設置於該固定管之一固定接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經，而該第二冷卻套設置於該可動管之一可動接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該密閉元件位於該第一冷卻套與該第二冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。

於一較佳實施例中，本發明更提供一種熔煉金屬材料之方法，包括以下步驟A~步驟E：

步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序放置該複數金屬材料於一坩鍋內；其中該複數金屬材料係由下往上堆疊。

步驟B：開啟一冷卻循環系統，以使該冷卻循環系統中之冷卻水流經該坩鍋以及與該坩鍋連接之一主爐體之接合處。

步驟C：藉由一燃燒爐提供一熱能予該坩鍋，使位於該坩鍋內之該複數金屬材料熔解為一合金湯。

步驟D：轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至一模具內，且冷卻該模具，使該合金湯冷卻而形成一合金材料。

步驟E：由該模具中取出該合金材料。

於一較佳實施例中，該步驟A至少包括以下步驟：放置複數第一金屬材料於該坩鍋之一底部。 疊置複數第二金屬材料於該複數第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第二金屬材料之熔點。疊置複數另一第一金屬材料於該複數第二金屬材料上。疊置複數第三金屬材料於該複數另一第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第三金屬材料之熔點，且該複數第二金屬材料被該複數第一金屬材料以及該複數另一第一金屬材料包覆。封閉該主爐體，使該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣不與外界空氣接觸。

於一較佳實施例中，該步驟C包括以下步驟：藉由一真空泵抽取該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣，使該熔解空間內處於一低真空狀態。藉由該燃燒爐提供該熱能予該坩鍋。藉由一惰氣提供裝置而提供一惰氣至該熔解空間。一攪拌步驟：藉由一攪拌裝置攪拌熔解之該複數金屬材料，以形成該合金湯。

於一較佳實施例中，該低真空狀態之壓力值為10的負3次方torr。

於一較佳實施例中，該合金材料係由鋰(Li)材料6%~35%、鋅(Zn)材料0.1%~3%、其他微量元素含量不超過0.5%、其餘為鎂(Mg)材料所組成。

於一較佳實施例中，於藉由該真空泵抽取該熔解空間之空氣，使該熔解空間內處於該低真空狀態之該步驟中，當該熔解空間內之溫 度到達120至150度時，關閉該真空泵。

於一較佳實施例中，於藉由該惰氣提供裝置而提供該惰氣至該熔解空間之該步驟中，當持續加熱且使該燃燒爐內之溫度到達200度時，關閉該惰氣提供裝置，且再次開啟該真空泵，以使該熔解空間內之壓力值保持為10的負1次方torr。

於一較佳實施例中，於該攪拌步驟中，當該熔解空間內之溫度到達660至720度時，開啟一攪拌裝置，以攪拌熔解之該複數金屬材料。

於一較佳實施例中，於該步驟D之前，當該熔解空間內之溫度到達750度時，關閉該燃燒爐。

於一較佳實施例中，於該步驟E之後，更包括以下步驟：藉由一粉塵回收裝置吸收該主爐體以及該坩鍋內於形成該合金材料時所產生之粉塵。

於一較佳實施例中，該步驟D包括以下步驟：藉由一動力裝置轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至該模具內。藉由一冷卻水供應系統而同時冷卻該模具之一第一本體區段以及一第二本體區段，使該合金湯冷卻而形成該合金材料；其中，該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。

於一較佳實施例中，本發明又提供一種熔煉金屬材料之方法，包括以下步驟A~步驟E：

步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序放置該複數金屬材料於一坩鍋內；其中該複數金屬材料係由下往上堆疊。

步驟B：藉由一燃燒爐提供一熱能予該坩鍋，使位於該坩鍋內之該複數金 屬材料熔解為一合金湯。

步驟C：轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至一模具內，且冷卻該模具，使該合金湯冷卻而形成一合金材料。

步驟D：由該模具中取出該合金材料。

步驟E：藉由一粉塵回收裝置吸收該主爐體以及該坩鍋內形成該合金材料時所產生之粉塵。

於一較佳實施例中，該步驟A至少包括以下步驟：放置複數第一金屬材料於該坩鍋之一底部。疊置複數第二金屬材料於該複數第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第二金屬材料之熔點。疊置複數另一第一金屬材料於該複數第二金屬材料上。疊置複數第三金屬材料於該複數另一第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第三金屬材料之熔點，且該複數第二金屬材料被該複數第一金屬材料以及該複數另一第一金屬材料包覆。封閉該主爐體，使該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣不與外界空氣接觸。

於一較佳實施例中，於該步驟A之後，更包括以下步驟：開啟一冷卻循環系統，以使該冷卻循環系統中之冷卻水流經該坩鍋以及與該坩鍋連接之一主爐體之接合處。

於一較佳實施例中，該步驟D包括以下步驟：藉由一動力裝置轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至該模具內。 藉由一冷卻水供應系統而同時冷卻該模具之一第一本體區段以及一第二本體區段，使該合金湯冷卻而形成該合金材料；其中，該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。

於一較佳實施例中，其中該步驟B包括以下步驟：藉由一真空泵抽取該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣，使該熔解空間內處於一低真空狀態。藉由該燃燒爐提供該熱能予該坩鍋。藉由一惰氣提供裝置而提供一惰氣至該熔解空間。一攪拌步驟：藉由一攪拌裝置攪拌熔解之該複數金屬材料，以形成該合金湯。

於一較佳實施例中，該低真空狀態之壓力值為10的負3次方torr。

於一較佳實施例中，該合金材料係由鋰(Li)材料6%~35%、鋅(Zn)材料0.1%~3%、其他微量元素含量不超過0.5%、其餘為鎂(Mg)材料所組成。

於一較佳實施例中，於藉由該真空泵抽取該熔解空間之空氣，使該熔解空間內處於該低真空狀態之該步驟中，當該熔解空間內之溫度到達120至150度時，關閉該真空泵。

於一較佳實施例中，於藉由該惰氣提供裝置而提供該惰氣至該熔解空間之該步驟中，當持續加熱且使該燃燒爐內之溫度到達200度時，關閉該惰氣提供裝置，且再次開啟該真空泵，以使該熔解空間內之壓力值保持為10的負1次方torr。

於一較佳實施例中，於該攪拌步驟中，當該熔解空間內之溫 度到達660至720度時，開啟一攪拌裝置，以攪拌熔解之該複數金屬材料。

於一較佳實施例中，於該步驟D之前，當該熔解空間內之溫度到達750度時，關閉該燃燒爐。

1、3、4‧‧‧熔煉設備

10‧‧‧工作平台

11、31、41‧‧‧坩鍋

12、32、42‧‧‧主爐體

13‧‧‧冷卻機構

14、44‧‧‧模具

15、45‧‧‧燃燒爐

16、36、46‧‧‧攪拌裝置

17、47‧‧‧動力裝置

18、48‧‧‧冷卻水供應系統

19、49‧‧‧真空泵

20、50‧‧‧惰氣提供裝置

21、51‧‧‧電腦系統

43‧‧‧粉塵回收裝置

111‧‧‧熔解空間

112‧‧‧坩鍋接合端

121、321、421‧‧‧爐體本體

122、322、422‧‧‧爐蓋

123、323、423‧‧‧延伸臂

124、324、424‧‧‧軸承座

125、325、425‧‧‧澆鑄管

126、326、426‧‧‧澆注漏斗

127‧‧‧密閉元件

131‧‧‧第一冷卻套

132‧‧‧第二冷卻套

140‧‧‧模具本體

141‧‧‧第一冷卻通道入口

142‧‧‧第一冷卻通道出口

143‧‧‧第一冷卻通道

144‧‧‧第二冷卻通道入口

145‧‧‧第二冷卻通道出口

146‧‧‧第二冷卻通道

147‧‧‧第三冷卻通道入口

148‧‧‧第三冷卻通道出口

149‧‧‧第三冷卻通道

151‧‧‧燃燒爐體

152‧‧‧升降裝置

171、371‧‧‧操作臂

431‧‧‧集塵管

432‧‧‧回收動力裝置

433‧‧‧循環水幕

434‧‧‧水幕泵

435‧‧‧水槽

1211‧‧‧連接管

1212‧‧‧爐體接合端

1251、3251、4251‧‧‧固定管

1252、3252、4252‧‧‧可動管

1401‧‧‧模具內管

1402‧‧‧第一本體區段

1403‧‧‧第二本體區段

1404‧‧‧第三本體區段

1511‧‧‧容納槽

1512‧‧‧熱回收管

3253‧‧‧第二密閉元件

3254‧‧‧第二冷卻機構

3255‧‧‧第三冷卻套

3256‧‧‧第四冷卻套

3257‧‧‧固定接合端

3258‧‧‧可動接合端

A~F‧‧‧步驟

S‧‧‧合金湯

M1‧‧‧第一金屬材料

M2‧‧‧第二金屬材料

M3‧‧‧第三金屬材料

圖1係本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之結構示意圖。

圖2係本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之方塊示意圖。

圖3係本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之局部結構示意圖。

圖4係本發明熔煉設備之主爐體以及坩鍋於第一較佳實施例中之局部結構爆炸示意圖。

圖5係本發明熔煉設備之模具於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

圖6係本發明熔煉金屬材料之方法於第一較佳實施例中之流程圖。

圖7係本發明熔煉設備之主爐體以及坩鍋於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。

圖8係本發明熔煉設備之主爐體、坩鍋以及攪拌裝置於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。

圖9A、圖9B係本發明熔煉設備之主爐體於第一較佳實施例中轉動之結構示意圖。

圖10係本發明熔煉設備之主爐體於第二較佳實施例中之局部結構爆炸示意圖。

圖11係本發明熔煉設備於第三較佳實施例中之方塊示意圖。

圖12係本發明熔煉設備於第三較佳實施例中之局部結構示意圖。

圖13係本發明熔煉設備之粉塵回收裝置於第三較佳實施例中之局部結構示意圖。

圖14係本發明熔煉金屬材料之方法於第三較佳實施例中之流程圖。

圖15係本發明熔煉設備之主爐體以及粉塵回收裝置於第三較佳實施例中之局部結構示意圖。

鑑於習知技術所造成之問題，本發明提供一種熔煉設備以及熔煉金屬材料之方法。首先說明熔煉設備之結構，請同時參閱圖1、圖2以及圖3，圖1係為本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之結構示意圖，圖2係為本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之方塊示意圖，而圖3係為本發明熔煉設備於第一較佳實施例中之局部結構示意圖。本發明熔煉設備1包括工作平台10、坩鍋11、主爐體12、冷卻機構13、模具14、燃燒爐15、攪拌裝置16、動力裝置17、冷卻水供應系統18、真空泵19、惰氣提供裝置20以及電腦系統21。坩鍋11之功能為放置複數金屬材料M1、M2、M3(請參照圖7)於其中，主爐體12連接於工作平台10以及坩鍋11，且主爐體12可轉動而使坩鍋11傾斜。冷卻機構13設置於坩鍋11以及主爐體12上，其功能為用以冷卻坩鍋11以及主爐體12之接合處。燃燒爐15可被移動至接近於坩鍋11的位置以對坩鍋11加熱，使得位於被加熱的坩鍋11內之複數金屬材料M1、M2、M3熔解而形成合金湯S(請參照圖8)。而模具14連接於主爐體12，其可容納由傾斜的坩鍋11中所流出之合金湯S，其中，合金湯S冷卻之後形成合金材料。

攪拌裝置16設置於主爐體12上且部份伸入與主爐體12連通之坩鍋11內的熔解空間111，其功能為於複數金屬材料M1、M2、M3熔解時攪拌而形成均勻的合金湯S。動力裝置17連接於主爐體12以及攪拌裝置16，其可提供一動力至主爐體12，使主爐體12轉動而使坩鍋11傾斜，或者可提供動力至攪拌裝置16，使攪拌裝置16運作。冷卻水供應系統18連接於主爐體12、坩鍋11以及模具14，其功能為提供冷卻水而使主爐體12、坩鍋11以及模具14降溫。真空泵19連接於主爐體12，其功能為使坩鍋11內之熔解空間111處於低真空狀態，而惰氣提供裝置20連接於主爐體12，其可提供惰氣至熔解空間111內。而電腦系統21分別連接於燃燒爐15、模具14、動力裝置17、冷卻水供應系統18、攪拌裝置16、真空泵19以及惰氣提供裝置20，其可根據使用者的操作或預設的程式設定而分別控制燃燒爐15、模具14、動力裝置17、冷卻水供應系統18、攪拌裝置16、真空泵19以及惰氣提供裝置20運作。

接下來說明熔煉設備1之各元件的結構。請同時參閱圖2、圖3以及圖4，圖4係為本發明熔煉設備之主爐體以及坩鍋於第一較佳實施例中之局部結構爆炸示意圖。首先說明主爐體12之結構，主爐體12包括爐體本體121、爐蓋122、複數延伸臂123、複數軸承座124、澆鑄管125、澆注漏斗126以及密閉元件127。爐體本體121與坩鍋11連接且爐體本體121與坩鍋11之內部共同形成熔煉空間111，而爐蓋122之功能為覆蓋爐體本體121，使坩鍋11與爐體本體121內之複數金屬材料M1、M2、M3與外界隔絕。複數延伸臂123係由爐體本體121往外沿伸而形成且連接於動力裝置17之操作臂171，且每一延伸臂123對應於一個操作臂171。複數軸承座124設置於工作平台10上且分別與相對應的延伸臂123連接，使複數延伸臂123可因應動力裝置17所提供之動力而相對於複數軸承座124轉 動，以進行主爐體12的轉動運作。密閉元件127設置於坩鍋11以及主爐體12之接合處，其功能為密閉坩鍋11以及爐體本體121內的熔煉空間111而避免熔煉空間111與外界空氣接觸。

圖3中，爐體本體121具有一連接管1211，其可連接於真空泵19以及惰氣提供裝置20。圖4中，澆鑄管125連接於爐體本體121，其可供合金湯S流經，澆鑄管125包括固定管1251以及可動管1252。固定管1251連接於澆注漏斗126，而可動管1252連接於爐體本體121且可隨爐體本體121轉動。而澆注漏斗126連接於澆鑄管125以及模具14，其可使位於坩鍋11內的合金湯S流至模具14內。工作平台10的功能除了承載主爐體12之外，更可供使用者於其上進行作業，抑或是，可放置冷卻風扇或其他裝置於其上，以利於該些裝置運作。

於本較佳實施例中，密閉元件127係為膠條，而動力裝置17係為油壓機。為了維持熔煉設備1之清晰可見，圖3以及圖4中並未繪出動力裝置17，而僅繪出動力裝置17之複數操作臂171分別與相對應的延伸臂123連接。

冷卻機構13連接於冷卻水供應系統18，其包括第一冷卻套131以及第二冷卻套132，第一冷卻套131設置於爐體本體121之爐體接合端1212上且連接於冷卻水供應系統18，其功能為供來自冷卻水供應系統18之冷卻水流經。第二冷卻套132設置於坩鍋11之坩鍋接合端112上且連接於冷卻水供應系統18，其功能與第一冷卻套131相同：供冷卻水流經。當坩鍋11與爐體本體121結合時，密閉元件127位於第一冷卻套131與第二冷卻套132之間，故密閉元件127可被流經的冷卻水降溫，而避免因高溫而受損。藉由冷卻機構13的設置，以確保熔煉空間111可處於密封狀態，而可提升熔煉品質。

於本較佳實施例中，第一冷卻套131以及第二冷卻套132係採用金屬所製成的套件，且分別設置爐體接合端1212以及坩鍋接合端112上，使得冷卻水可分別於第一冷卻套131與爐體接合端1212之間以及第二冷卻套132與坩鍋接合端112之間流經，以達到對密封元件127降溫之功效。

請再次參閱圖2以及圖5，圖5係為本發明熔煉設備之模具於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖。模具14包括複數模具本體140、第一冷卻通道入口141、第一冷卻通道出口142、第一冷卻通道143、第二冷卻通道入口144、第二冷卻通道出口145、第二冷卻通道146、第三冷卻通道入口147、第三冷卻通道出口148以及第三冷卻通道149。圖3中顯示出二個模具本體140，且該些模具本體140分別連接於主爐體12之澆注漏斗126，每一模具本體140包括模具內管1401、第一本體區段1402、第二本體區段1403以及第三本體區段1404。模具內管1401之功能為容納合金湯S，當合金湯S冷卻之後，合金湯S可於模具內管1401中形成合金材料。

第一本體區段1402中，第一冷卻通道入口141接近於第一本體區段1402之第一端且連接於冷卻水供應系統18，其可供來自冷卻水供應系統18之冷卻水進入模具14之第一冷卻通道143。第一冷卻通道出口142接近於第一本體區段1402之第二端且連接於冷卻水供應系統18，其可供冷卻水離開第一冷卻通道143。第一冷卻通道143環繞於第一本體區段1402且位於第一冷卻通道入口141以及第一冷卻通道出口142之間，其功能為因應冷卻水之流經而冷卻第一本體區段1402。

第二本體區段1403中，第二冷卻通道入口144接近於第二本體區段1403之第一端且連接於冷卻水供應系統18，其可供冷卻水進入模具14之第二冷卻通道146。第二冷卻通道出口145接近於第二本體區段1403 之第二端且連接於冷卻水供應系統18，其可供冷卻水離開第二冷卻通道146。第二冷卻通道146環繞於第二本體區段1403且位於第二冷卻通道入口144以及第二冷卻通道出口145之間，其功能為因應冷卻水之流經而冷卻第二本體區段1403。

第三本體區段1404中，第三冷卻通道入口147接近於第三本體區段1404之第一端且連接於冷卻水供應系統18，其可供冷卻水進入模具14之第三冷卻通道149。第三冷卻通道出口148接近於第三本體區段1404之第二端且連接於冷卻水供應系統18，其可供冷卻水離開第三冷卻通道149。第三冷卻通道149環繞於第三本體區段1404且位於第三冷卻通道入口147以及第三冷卻通道出口148之間，其功能為因應冷卻水之流經而冷卻第三本體區段1404。

至於燃燒爐15的結構，請再次參閱圖3。燃燒爐15包括燃燒爐體151以及升降裝置152，燃燒爐體151之功能為提供一熱能予坩鍋11，以對坩鍋11加熱。燃燒爐體151包括容納槽1511以及熱回收管1512，容納槽1511對應於坩鍋11，其可於燃燒爐體151接近於坩鍋11時部份收容坩鍋11於其中。熱回收管1512設置於燃燒爐體151上且熱回收管1512之第一端接近於容納槽1511，而熱回收管1512之第二端則遠離於容納槽1511，熱回收管1512之功能為供熱能中之逸散熱能通過。升降裝置152設置於燃燒爐體151之下方，其通能為運作而使燃燒爐體151移動而接近或遠離坩鍋11。

接下來說明本發明熔煉設備1進行熔煉金屬材料之方法的詳細步驟，請參閱圖6，其為本發明熔煉金屬材料之方法於第一較佳實施例中之流程圖。本發明熔煉金屬材料之方法包括以下步驟：

步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序由下往上堆疊放置複數金屬材料於 坩鍋內。

步驟B：開啟冷卻循環系統，以使冷卻循環系統中之冷卻水流經坩鍋以及與坩鍋連接的主爐體之接合處。

步驟C：藉由燃燒爐提供熱能予坩鍋，使位於坩鍋內之複數金屬材料熔解為合金湯。

步驟D：轉動主爐體而使合金湯由傾斜的坩鍋中流至模具內，且冷卻模具，使合金湯冷卻而形成合金材料。

步驟E：由模具中取出合金材料。

其中，步驟A包括以下步驟：

步驟A1：放置複數第一金屬材料於坩鍋之底部。

步驟A2：疊置複數第二金屬材料於複數第一金屬材料上。

步驟A3：再疊置複數第一金屬材料於複數第二金屬材料上。

步驟A4：疊置複數第三金屬材料於複數第一金屬材料上。

步驟A5：封閉主爐體，使坩鍋以及主爐體內之熔解空間內的空氣不與外界空氣接觸。

且步驟C包括以下步驟：

步驟C1：控制真空泵抽取熔解空間之空氣，使熔解空間內處於低真空狀態。

步驟C2：控制燃燒爐提供熱能予坩鍋。

步驟C3：控制惰氣提供裝置而提供惰氣至熔解空間。

步驟C4：控制攪拌裝置攪拌熔解之複數金屬材料，以形成合金湯。

而步驟D包括以下步驟：

步驟D1：控制動力裝置轉動主爐體而使合金湯由傾斜的坩鍋流至模具內。

步驟D2：控制冷卻水供應系統同時冷卻模具之第一本體區段、第二本體區段以及第三本體區段，使合金湯冷卻而形成合金材料。

接下來說明本發明熔煉設備1進行熔煉金屬材料之方法的運作情形。請同時參閱圖6以及圖7，圖7係為本發明熔煉設備之主爐體以及坩鍋於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。圖7顯示出主爐體12以及坩鍋11內之熔煉空間111，且複數第一金屬材料M1、複數第二金屬材料M2以及複數第三金屬材料M3堆疊而位於熔煉空間111中。首先進行步驟A1以及步驟A2：先將熔點最高的複數第一金屬材料M1放置於坩鍋11的底部，再放置熔點最低的複數第二金屬材料M2疊置於複數第一金屬材料M1上。接下來，進行步驟A3以及步驟A4：將熔點最高的複數第一金屬材料M1疊置於複數第二金屬材料M2上，再放置熔點次高的複數第三金屬材料M3疊置於複數第一金屬材料M1上，使複數第一金屬材料M1包覆複數第二金屬材料M2於其中。最後進行步驟A5：將爐蓋122覆蓋於爐體本體121而封閉主爐體12，使得熔解空間111內的空氣不與外界空氣接觸。

簡言之，於步驟A1以及步驟A2中，係先放置最高熔點的第一金屬材料M1，再放置最低熔點的第二金屬材料M2。而於步驟A3以及步驟A4中，亦先放置最高熔點的第一金屬材料M1，再放置次高熔點的第三金屬材料M3。於本較佳實施例中，第一金屬材料M1為鎂(Mg)材料，其熔點約為攝氏680度，第二金屬材料M2為鋰(Li)材料，其熔點約為攝氏180度，而第三金屬材料M3為鋅(Zn)材料，其熔點約為攝氏400度。

接下來進行步驟B。請同時參閱圖2、圖3以及圖4，於步驟A完成之後，使用者可利用電腦系統21控制開啟冷卻循環系統18，使 冷卻循環系統18中之冷卻水經由管路而流經位於爐體接合端1212上的第一冷卻套131以及位於坩鍋接合端112上的第二冷卻套132，藉此而冷卻位於第一冷卻套131以及第二冷卻套132之間的密封元件127，以避免密封元件127因高溫而受損。因此，可確保熔解空間111內的空氣不與外界空氣接觸。需特別說明的是，為了維持熔煉設備1之清晰可見，圖3以及圖4中並未繪出連接冷卻機構13與冷卻水供應系統18的管路，實際上，冷卻機構13以及冷卻水供應系統18係藉由該些管路而連接，且利用該些管路傳輸冷卻水至冷卻機構13。

於步驟B完成之後，進行步驟C。首先進行步驟C1：利用電腦系統21控制真空泵19抽取熔解空間111內之空氣，使熔解空間11內部處於低真空狀態，其中低真空狀態之壓力值為10的負3次方torr。接下來進行步驟C2：利用電腦系統21控制燃燒爐體151提供熱能予坩鍋11，以對坩鍋11加熱，其中，使用者必須先利用電腦系統21控制升降裝置152移動燃燒爐體151，使坩鍋11部份被收納於燃燒爐體151之容納槽1511中，之後再啟動燃燒爐體151。當坩鍋11被加熱且熔解空間11內的溫度到達120至150度時，電腦系統21關閉真空泵19。需特別說明的是，熔解空間11內的溫度到達120至150度時，坩鍋11內的水氣可被蒸發，以使熔解空間11內處於乾燥的環境，此時，熔點最低的第二金屬材料M2未開始熔解。

真空泵19被關閉之後，進行步驟C3：利用電腦系統21控制惰氣提供裝置20而提供惰氣至熔解空間111，以有助於熱輻射的傳導。於本較佳實施例中，惰氣係為氬氣。當燃燒爐體151持續對坩鍋11加熱且使燃燒體151爐內的溫度到達200度時，電腦系統21關閉惰氣提供裝置20，且再次開啟真空泵19，以使熔解空間111內之壓力值保持為10的負1次方torr。此時，被複數第一金屬材料M1所包覆的第二金屬材料M2開始熔解。 接下來燃燒爐體151持續對坩鍋11加熱，當熔解空間111內之溫度到達第三金屬材料M3的熔點時，因應複數金屬材料M1~M3如圖7中的排列，使得熔解的第三金屬材料M3可由複數第一金屬材料M1之間的間隙通過而與熔解的第二金屬材料M2混合，藉此可提升合金湯S的均勻度。

當熔解空間111內之溫度到達660至720度時，熔點最高的第一金屬材料M1亦開始熔解，此時，進行步驟C4：利用電腦系統21控制攪拌裝置16攪拌熔解的複數金屬材料M1~M3，以形成合金湯S，如圖8所示。其中，由於攪拌裝置16的運作，可促進複數金屬材料M1~M3的混合，而進一步提升合金湯S的均勻度。當熔解空間111內之溫度到達750度時，電腦系統21關閉燃燒爐15。

請同時參閱圖2、圖3、圖9A以及圖9B，圖9A以及圖9B係為本發明熔煉設備之主爐體於第一較佳實施例中轉動之結構示意圖。於燃燒爐15被關閉之後，進行步驟D1：利用電腦系統21藉由動力裝置17轉動主爐體12而使合金湯S由傾斜的坩鍋11流至模具14內。於步驟D1中，動力裝置17運作而使其複數操作臂171帶動相對應之延伸臂123，此時，複數延伸臂123分別相對於對應的軸承座124轉動，且複數延伸臂123帶動爐體本體121轉動，同時，連接於爐體本體121之可動管1252隨著爐體本體121轉動，以使坩鍋11傾斜。由於坩鍋11之傾斜，合金湯S由坩鍋11依序流經澆鑄管125以及澆注漏斗126而流至模具14之複數模具內管1401中，上述步驟D1之運作過程即為傾注。

於合金湯S完全進入複數模具內管1401中之後，進行步驟D2：利用電腦系統21控制冷卻水供應系統18同時冷卻模具14之第一本體區段1402、第二本體區段1403以及第三本體區段1404，使合金湯S冷卻而形成合金材料。於步驟D2中，冷卻水供應系統18所提供的冷卻水同時 藉由管路而經由第一冷卻通道入口141、第二冷卻通道入口144以及第三冷卻通道入口147，以分別進入第一冷卻通道143、第二冷卻通道146、第三冷卻通道149。之後，冷卻水分別由第一冷卻通道出口142、第二冷卻通道出口145以及第三冷卻通道出口148而離開第一冷卻通道143、第二冷卻通道146、第三冷卻通道149。由於第一冷卻通道143環繞第一本體區段1402，第二冷卻通道146環繞第二本體區段1403，而第三冷卻通道149環繞第三本體區段1404，使得持續流經第一冷卻通道143、第二冷卻通道146、第三冷卻通道149的冷卻水可冷卻位於模具內管1401中之合金湯S，以形成合金材料。其中，合金材料係由鋰材料6%~35%、鋅材料0.1%~3%、其他微量元素含量不超過0.5%以及其餘為鎂材料所組成。

於步驟D2中，由於電腦系統21控制冷卻水供應系統18同時輸出冷卻水進入第一冷卻通道143、第二冷卻通道146、第三冷卻通道149，故可確保第一本體區段1402、第二本體區段1403以及第三本體區段1404內的溫度相同，以成型為外觀勻稱且美觀的合金材料。最後，進行步驟E：利用電腦系統21控制模具14進行脫模運作由模具14中取出合金材料。本發明熔煉金屬材料之方法完成。

需特別說明的有三，第一，步驟B以及步驟C之順序並非限定先進行步驟B之後再進行步驟C，亦可先進行步驟C再進行步驟B。或者，亦可同時進行步驟B以及步驟C。其前提為：必須避免密閉元件127因高溫而受損，於此前提之下，步驟B以及步驟C的順序可任意排列。第二，於燃燒爐體151對坩鍋11加熱之過程中，未被傳遞至坩鍋11之熱能(定義為逸散熱能)會由接近於容納槽1511的熱回收管1512之第一端通過熱回收管1512，以被傳遞至熱回收管1512之第二端，藉此逸散熱能可再次回到燃燒爐體151之容納槽1511內，以被再利用而傳遞至坩鍋11。由於本發明 熔煉設備1之燃燒爐15可提供熱回收的機制，故可縮短加熱時間，而提升熔煉效率。第三，本發明熔煉設備1之各元件係利用電腦系統21準確控制，僅有部分步驟需以人力進行，故除了可降低人力成本之外，更可盡可能地避免使用者於熔煉過程中受傷。

再者，本發明更提供一較佳作法的第二實施例，請參閱圖10，其為係本發明熔煉設備之主爐體於第二較佳實施例中之局部結構爆炸示意圖。本較佳實施例之熔煉設備3包括工作平台(未顯示於圖中)、坩鍋31、主爐體32、冷卻機構33、模具(未顯示於圖中)、燃燒爐(未顯示於圖中)、攪拌裝置36、動力裝置(僅顯示出動力裝置之操作臂371)、冷卻水供應系統(未顯示於圖中)、真空泵(未顯示於圖中)、惰氣提供裝置(未顯示於圖中)以及電腦系統(未顯示於圖中)，且本較佳實施例之熔煉設備3之結構大致上與前述第一較佳實施例相同，相同之處則不再贅述。而不同之處在於，主爐體32的結構，而主爐體32包括爐體本體321、爐蓋322、複數延伸臂323、複數軸承座324、澆鑄管325、澆注漏斗326以及第一密閉元件(未顯示於圖中)。特別之處在於，澆鑄管325除了包括固定管3251以及可動管3252之外，更包含有第二密閉元件3253以及第二冷卻機構3254。

圖10中，固定管3251連接於澆注漏斗326，而可動管3252連接於爐體本體321且可隨爐體本體321轉動。第二密閉元件3253設置於固定管3251以及可動管3252之間，其功能為密閉固定管3251以及可動管3252而避免澆鑄管325內部與外界空氣接觸。第二冷卻機構3254設置於固定管3251以及可動管3252之間，其可冷卻位於固定管3251以及可動管3252之間的第二密閉元件3253。第二冷卻機構3254包括第三冷卻套3255以及第四冷卻套3256，第三冷卻套3255設置於固定管3251之固定接合端3257上且連接於冷卻水供應系統(未顯示於圖中)，其可供來自冷卻水供應系統之 冷卻水流經，而第四冷卻套3256設置於可動管3252之可動接合端3258上且連接於冷卻水供應系統，其亦可供冷卻水流經。第二密閉元件3253位於第三冷卻套3255與第四冷卻套3256之間而可被流經的冷卻水降溫。

本較佳實施例中，由於第二密閉元件3253的設置，可進一步提升主爐體32的密封能力，以確保可形成高熔煉品質的合金湯。由於第二冷卻機構3254的設置，於進行傾注運作時，高溫的合金湯通過澆鑄管225時，第二密封元件3252可避免因高溫而受損。

此外，本發明更提供與上述較佳實施例不同作法的第三實施例，請同時參閱圖11以及圖12，圖11係為本發明熔煉設備於第三較佳實施例中之方塊示意圖，而圖12係為本發明熔煉設備於第三較佳實施例中之局部結構示意圖。本發明熔煉設備4包括工作平台(未顯示於圖中)、坩鍋41、主爐體42、粉塵回收裝置43、模具44、燃燒爐45、攪拌裝置46、動力裝置47、冷卻水供應系統48、真空泵49、惰氣提供裝置50以及電腦系統51，而主爐體42包括爐體本體421、爐蓋422、複數延伸臂423、複數軸承座424、澆鑄管425以及澆注漏斗426。本較佳實施例之熔煉設備4的結構大致上與第一較佳實施例之熔煉設備1的結構相同，而僅有二不同的結構：第一，本較佳實施例之熔煉設備4未設置有密封元件以及冷卻機構。第二，本較佳實施例之熔煉設備4更包含有粉塵回收裝置43，其連接於電腦系統51，粉塵回收裝置43可移動而接近或遠離主爐體42，其功能為覆蓋主爐體42且吸收於形成合金材料時所產生之粉塵，以避免粉塵曝露於空氣中而產生爆炸之情形。至於其他相同的元件之結構以及運作情形則不再贅述。

關於粉塵回收裝置43之結構請參閱圖13，其為本發明熔煉設備之粉塵回收裝置於第三較佳實施例中之結構示意圖。粉塵回收裝置43 包括集塵管431、回收動力裝置432、循環水幕433、水幕泵434以及水槽435，集塵管431可於粉塵回收裝置43接近於主爐體42時覆蓋爐蓋422被掀開的爐體本體421。回收動力裝置432連接於集塵管431，其功能為產生一吸力，使坩鍋41以及主爐體42內之粉塵被吸入集塵管431內。循環水幕433位於集塵管431之下方，其功能為沖刷通過的粉塵，而水幕泵434可產生複數水柱而形成循環水幕433。水槽435位於循環水幕433之下方，其功能為容納被沖刷之粉塵，於水槽435中之粉塵遇水而形成一泥態物，藉此而可吸收主爐體42內的粉塵，以避免粉塵因於空氣中摩擦而發生爆炸的情形。於本較佳實施例中，回收動力裝置432係為馬達。

接下來說明本發明熔煉設備4進行熔煉金屬材料之方法的詳細步驟，請參閱圖14，其為本發明熔煉金屬材料之方法於第三較佳實施例中之流程圖。本發明熔煉金屬材料之方法包括以下步驟：

步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序由下往上堆疊放置複數金屬材料於坩鍋內。

步驟C：藉由燃燒爐提供熱能予坩鍋，使位於坩鍋內之複數金屬材料熔解為合金湯。

步驟D：轉動主爐體而使合金湯由傾斜的坩鍋中流至模具內，且冷卻模具，使合金湯冷卻而形成合金材料。

步驟E：由模具中取出合金材料。

步驟F：藉由粉塵回收裝置吸收主爐體以及坩鍋形成合金材料時所產生之粉塵。

與第一較佳實施例中之熔煉金屬材料的方法比較可知，本較佳實施例之方法不進行步驟B，而於步驟E完成之後加入步驟F的運作，其餘的步驟A、步驟C、步驟D以及步驟E的運作情形皆與第一較佳實施 例中相同，故不再多加說明。

當熔煉設備4完成熔煉金屬材料之方法中的步驟A、步驟C、步驟D以及步驟E之後，合金材料M於模具44中成型，且利用電腦系統51控制模具44進行脫模運作由模具44中取出合金材料。於等待合金材料之溫度降低之同時，進行步驟F：利用電腦系統51控制粉塵回收裝置43移動至接近主爐體42之處且使集塵管431覆蓋爐蓋422被掀開的爐體本體421，如圖15所示。接下來啟動粉塵回收裝置43以產生吸力，由於爐體本體421、坩鍋41、澆鑄管425以及澆注漏斗426互相連通，故粉塵回收裝置43所產生的吸力可將存在於爐體本體421、坩鍋41、澆鑄管425以及澆注漏斗426內的粉塵吸收，藉此而可避免發生粉塵爆炸的情形，以提升安全性。本發明熔煉金屬材料之方法完成。

於一較佳作法中，本發明亦可將第三較佳實施例之熔煉設備4與第一較佳實施例之密封元件127以及冷卻機構13結合而進行熔煉金屬材料之方法。如此一來，不但可確保熔解空間內的空氣不與外界空氣接觸，更可去除粉塵，而可形成較佳品質的合金材料。當然，第三較佳實施例之熔煉設備4亦可與第二較佳實施例之第二密閉元件3253以及第二冷卻機構3254結合使用。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

1‧‧‧熔煉設備

11‧‧‧坩鍋

12‧‧‧主爐體

13‧‧‧冷卻機構

14‧‧‧模具

15‧‧‧燃燒爐

16‧‧‧攪拌裝置

121‧‧‧爐體本體

122‧‧‧爐蓋

123‧‧‧延伸臂

124‧‧‧軸承座

125‧‧‧澆鑄管

126‧‧‧澆注漏斗

131‧‧‧第一冷卻套

132‧‧‧第二冷卻套

140‧‧‧模具本體

141‧‧‧第一冷卻通道入口

142‧‧‧第一冷卻通道出口

144‧‧‧第二冷卻通道入口

145‧‧‧第二冷卻通道出口

147‧‧‧第三冷卻通道入口

148‧‧‧第三冷卻通道出口

151‧‧‧燃燒爐體

152‧‧‧升降裝置

171‧‧‧操作臂

1211‧‧‧連接管

1251‧‧‧固定管

1252‧‧‧可動管

1402‧‧‧第一本體區段

1403‧‧‧第二本體區段

1404‧‧‧第三本體區段

1511‧‧‧容納槽

1512‧‧‧熱回收管

Claims (20)

1. 一種熔煉設備，包括：一坩鍋，用以放置複數金屬材料於其中；一燃燒爐，用以對該坩鍋加熱；其中該坩鍋被加熱而使該複數金屬材料熔解而形成一合金湯；一主爐體，連接於該坩鍋，該主爐體可轉動而使該坩鍋傾斜；一第一冷卻機構，設置於該坩鍋以及該主爐體上，用以冷卻該坩鍋以及該主爐體之接合處；以及一模具，連接於該主爐體，用以容納由傾斜之該坩鍋中所流出之該合金湯；其中該合金湯冷卻之後形成一合金材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熔煉設備，其中該主爐體包括：一爐體本體，與該坩鍋連接；一爐蓋，用以覆蓋該爐體本體，使該坩鍋與該爐體本體內之該複數金屬材料與外界隔絕；一澆鑄管，連接於該爐體本體，用以供該合金湯流經；一澆注漏斗，連接於該澆鑄管以及該模具，用以使該合金湯流至該模具內；一第一密閉元件，設置於該坩鍋以及該主爐體之接合處，用以密閉該坩鍋以及該爐體本體而避免該坩鍋以及該爐體本體內部與一外界空氣接觸；複數延伸臂，由該爐體本體往外沿伸而形成且連接於一動力裝置；以及複數軸承座，設置於一工作平台上且分別與相對應之該延伸臂連接，使 該複數延伸臂可相對於該複數軸承座轉動；其中該動力裝置提供一動力而控制該複數延伸臂相對於該複數軸承座轉動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之熔煉設備，其中該第一冷卻機構包括：一第一冷卻套，設置於該爐體本體之一爐體接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經；以及一第二冷卻套，設置於該坩鍋之一坩鍋接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該第一密閉元件位於該第一冷卻套與該第二冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。
4. 如申請專利範圍第2項所述之熔煉設備，其中該澆鑄管包括：一固定管，連接於該澆注漏斗；一可動管，連接於該爐體本體且可隨該爐體本體轉動；一第二密閉元件，設置於該固定管以及該可動管之間，用以密閉該固定管以及該可動管而避免該澆鑄管內部與該外界空氣接觸；以及一第二冷卻機構，設置於該固定管以及該可動管之間，用以冷卻位於該固定管以及該可動管之間之該第二密閉元件，該第二冷卻機構包括：一第三冷卻套，設置於該固定管之一固定接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經；以及一第四冷卻套，設置於該可動管之一可動接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該第二密閉元件位於該第三冷卻套與該第四冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熔煉設備，其中該燃燒爐包括：一燃燒爐體，用以提供一熱能予該坩鍋，該燃燒爐體包括： 一容納槽，對應於該坩鍋，用以於該燃燒爐體接近於該坩鍋時部份收容該坩鍋於其中；以及一熱回收管，設置於該燃燒爐體上，用以供該熱能中之一逸散熱能通過；其中，未被傳遞至該坩鍋之該逸散熱能通過該熱回收管而可被傳遞至該坩鍋；以及一升降裝置，設置於該燃燒爐體之下方，用以運作而使該燃燒爐體移動而接近或遠離該坩鍋；及/或該模具包括：一模具本體，連接於該主爐體，該模具本體包括一模具內管、一第一本體區段以及一第二本體區段，該模具內管用以容納該合金湯；其中該合金湯冷卻而於該模具內管中形成該合金材料；一第一冷卻通道入口，接近於該第一本體區段之一第一端且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一第一冷卻水進入該模具；一第一冷卻通道出口，接近於該第一本體區段之一第二端且連接於該冷卻水供應系統，用以供該第一冷卻水離開該模具；一第一冷卻通道，環繞於該第一本體區段且位於該第一冷卻通道入口以及該第一冷卻通道出口之間，用以因應該第一冷卻水之流經而冷卻該第一本體區段；一第二冷卻通道入口，接近於該第二本體區段之一第一端且連接於該冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一第二冷卻水進入該模具； 一第二冷卻通道出口，接近於該第二本體區段之一第二端且連接於該冷卻水供應系統，用以供該第二冷卻水離開該模具；以及一第二冷卻通道，環繞於該第二本體區段且位於該第二冷卻通道入口以及該第二冷卻通道出口之間，用以因應該第二冷卻水之流經而冷卻該第二本體區段；其中該冷卻水供應系統被控制同時輸出該第一冷卻水以及該第二冷卻水，而使該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。
6. 如申請專利範圍第1項所述之熔煉設備，更包括：一動力裝置，具有複數操作臂，且藉由該複數操作臂而連接於該主爐體，用以提供一動力至該主爐體，使該主爐體轉動而使該坩鍋傾斜；一冷卻水供應系統，連接於該主爐體、該坩鍋以及該模具，用以提供一冷卻水而使該主爐體、該坩鍋以及該模具降溫；一攪拌裝置，設置於該主爐體上且部份伸入與該主爐體連通之該坩鍋之一熔解空間，用以於該複數金屬材料熔解時攪拌而形成該合金湯；一真空泵，連接於該主爐體，用以使該熔解空間內處於一低真空狀態；一惰氣提供裝置，連接於該主爐體，用以提供一惰氣至該熔解空間內；一粉塵回收裝置，可移動而接近或遠離該主爐體，用以覆蓋該主爐體且吸收於形成該合金材料時所產生之粉塵；以及一電腦系統，連接於該燃燒爐、該模具、該動力裝置、該冷卻水供應系統、該攪拌裝置、該真空泵以及該惰氣提供裝置，用以控制該燃燒爐、該模具、該動力裝置、該冷卻水供應系統、該攪拌裝置、該真空泵、該惰氣提供裝置以及該粉塵回收裝置運作。
7. 一種熔煉設備，包括：一坩鍋，用以放置複數金屬材料於其中；一燃燒爐，用以對該坩鍋加熱；其中該坩鍋被加熱而使該複數金屬材料熔解而形成一合金湯；一主爐體，連接於該坩鍋，該主爐體可轉動而使該坩鍋傾斜；一模具，連接於該主爐體，用以容納由傾斜之該坩鍋中所流出之該合金湯；其中該合金湯冷卻之後形成一合金材料；以及一粉塵回收裝置，可移動而接近或遠離該主爐體，用以覆蓋該主爐體且吸收於形成該合金材料時所產生之粉塵。
8. 如申請專利範圍第7項所述之熔煉設備，其中該主爐體包括：一爐體本體，與該坩鍋連接；一爐蓋，用以覆蓋該爐體本體，使該坩鍋與該爐體本體內之該複數金屬材料與外界隔絕；其中該爐蓋由該爐體本體上掀開，使粉塵回收裝置可伸入該爐體本體內；一澆鑄管，連接於該爐體本體，用以供該合金湯流經；一澆注漏斗，連接於該澆鑄管以及該模具，用以使該合金湯流至該模具內；複數延伸臂，由該爐體本體往外沿伸而形成且連接於一動力裝置；以及複數軸承座，設置於一工作平台上且分別與相對應之該延伸臂連接，使該複數延伸臂可相對於該複數軸承座轉動；其中該動力裝置提供一動力而控制該複數延伸臂相對於該複數軸承座轉動；及/或該粉塵回收裝置包括： 一集塵管，用以覆蓋該主爐體；一回收動力裝置，連接於該集塵管，用以產生一吸力，使該粉塵被吸入該集塵管內；一循環水幕，位於該集塵管之下方，用以沖刷通過之該粉塵；一水幕泵，用以產生複數水柱而形成該循環水幕；以及一水槽，位於該循環水幕之下方，用以容納被沖刷之該粉塵；其中於水槽中之該粉塵形成一泥態物。
9. 如申請專利範圍第8項所述之熔煉設備，其中該澆鑄管包括：一固定管，連接於該澆注漏斗；一可動管，連接於該爐體本體且可隨該爐體本體轉動；一密閉元件，設置於該固定管以及該可動管之間，用以密閉該固定管以及該可動管而避免該澆鑄管內部與該外界空氣接觸；以及一冷卻機構，設置於該固定管以及該可動管之間，用以冷卻位於該固定管以及該可動管之間之該密閉元件，該冷卻機構包括：一第一冷卻套，設置於該固定管之一固定接合端上且連接於一冷卻水供應系統，用以供來自該冷卻水供應系統之一冷卻水流經；以及一第二冷卻套，設置於該可動管之一可動接合端上且連接於該冷卻水供應系統，用以供該冷卻水流經；其中該密閉元件位於該第一冷卻套與該第二四冷卻套之間而可被流經之該冷卻水降溫。
10. 一種熔煉金屬材料之方法，包括以下步驟：步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序放置該複數金屬材料於一坩鍋內；其中該複數金屬材料係由下往上堆疊； 步驟B：開啟一冷卻循環系統，以使該冷卻循環系統中之冷卻水流經該坩鍋以及與該坩鍋連接之一主爐體之接合處；步驟C：藉由一燃燒爐提供一熱能予該坩鍋，使位於該坩鍋內之該複數金屬材料熔解為一合金湯；步驟D：轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至一模具內，且冷卻該模具，使該合金湯冷卻而形成一合金材料；步驟E：由該模具中取出該合金材料。
11. 如申請專利範圍第10項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該步驟A至少包括以下步驟：放置複數第一金屬材料於該坩鍋之一底部；疊置複數第二金屬材料於該複數第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第二金屬材料之熔點；疊置複數另一第一金屬材料於該複數第二金屬材料上；疊置複數第三金屬材料於該複數另一第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第三金屬材料之熔點，且該複數第二金屬材料被該複數第一金屬材料以及該複數另一第一金屬材料包覆；以及封閉該主爐體，使該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣不與外界空氣接觸。
12. 如申請專利範圍第11項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該步驟C包括以下步驟：藉由一真空泵抽取該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣，使該熔解空間內處於一低真空狀態； 藉由該燃燒爐提供該熱能予該坩鍋；藉由一惰氣提供裝置而提供一惰氣至該熔解空間；以及一攪拌步驟：藉由一攪拌裝置攪拌熔解之該複數金屬材料，以形成該合金湯。
13. 如申請專利範圍第12項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該低真空狀態之壓力值為10的負3次方torr；及/或該合金材料係由鋰(Li)材料6%~35%、鋅(Zn)材料0.1%~3%、其他微量元素含量不超過0.5%、其餘為鎂(Mg)材料所組成；及/或於藉由該真空泵抽取該熔解空間之空氣，使該熔解空間內處於該低真空狀態之該步驟中，當該熔解空間內之溫度到達120至150度時，關閉該真空泵；及/或於藉由該惰氣提供裝置而提供該惰氣至該熔解空間之該步驟中，當持續加熱且使該燃燒爐內之溫度到達200度時，關閉該惰氣提供裝置，且再次開啟該真空泵，以使該熔解空間內之壓力值保持為10的負1次方torr；及/或於該攪拌步驟中，當該熔解空間內之溫度到達660至720度時，開啟一攪拌裝置，以攪拌熔解之該複數金屬材料；及/或於該步驟D之前，當該熔解空間內之溫度到達750度時，關閉該燃燒爐。
14. 如申請專利範圍第10項所述之熔煉金屬材料之方法，其中於該步驟E之後，更包括以下步驟：藉由一粉塵回收裝置吸收該主爐體以及該坩鍋內於形成該合金材料時所產生之粉塵；及/或該步驟D包括以下步驟： 藉由一動力裝置轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至該模具內；以及藉由一冷卻水供應系統而同時冷卻該模具之一第一本體區段以及一第二本體區段，使該合金湯冷卻而形成該合金材料；其中，該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。
15. 一種熔煉金屬材料之方法，包括以下步驟：步驟A：根據複數金屬材料之熔點順序放置該複數金屬材料於一坩鍋內；其中該複數金屬材料係由下往上堆疊；步驟B：藉由一燃燒爐提供一熱能予該坩鍋，使位於該坩鍋內之該複數金屬材料熔解為一合金湯；步驟C：轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至一模具內，且冷卻該模具，使該合金湯冷卻而形成一合金材料；步驟D：由該模具中取出該合金材料；以及步驟E：藉由一粉塵回收裝置吸收該主爐體以及該坩鍋內形成該合金材料時所產生之粉塵。
16. 如申請專利範圍第15項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該步驟A至少包括以下步驟：放置複數第一金屬材料於該坩鍋之一底部；疊置複數第二金屬材料於該複數第一金屬材料上；其中該第一金屬材料之熔點高於該第二金屬材料之熔點；疊置複數另一第一金屬材料於該複數第二金屬材料上；疊置複數第三金屬材料於該複數另一第一金屬材料上；其中該第一金屬 材料之熔點高於該第三金屬材料之熔點，且該複數第二金屬材料被該複數第一金屬材料以及該複數另一第一金屬材料包覆；以及封閉該主爐體，使該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣不與外界空氣接觸。
17. 如申請專利範圍第15項所述之熔煉金屬材料之方法，其中於該步驟A之後，更包括以下步驟：開啟一冷卻循環系統，以使該冷卻循環系統中之冷卻水流經該坩鍋以及與該坩鍋連接之一主爐體之接合處。
18. 如申請專利範圍第15項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該步驟D包括以下步驟：藉由一動力裝置轉動該主爐體而使該合金湯由傾斜之該坩鍋流至該模具內；以及藉由一冷卻水供應系統而同時冷卻該模具之一第一本體區段以及一第二本體區段，使該合金湯冷卻而形成該合金材料；其中，該第一本體區段內之溫度以及該第二本體區段內之溫度相同。
19. 如申請專利範圍第15項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該步驟B包括以下步驟：藉由一真空泵抽取該坩鍋以及該主爐體內之一熔解空間內之空氣，使該熔解空間內處於一低真空狀態；藉由該燃燒爐提供該熱能予該坩鍋；藉由一惰氣提供裝置而提供一惰氣至該熔解空間；以及一攪拌步驟：藉由一攪拌裝置攪拌熔解之該複數金屬材料，以形成該合金湯。
20. 如申請專利範圍第19項所述之熔煉金屬材料之方法，其中該低真空狀態之壓力值為10的負3次方torr；及/或該合金材料係由鋰(Li)材料6%~35%、鋅(Zn)材料0.1%~3%、其他微量元素含量不超過0.5%、其餘為鎂(Mg)材料所組成；及/或於藉由該真空泵抽取該熔解空間之空氣，使該熔解空間內處於該低真空狀態之該步驟中，當該熔解空間內之溫度到達120至150度時，關閉該真空泵；及/或於藉由該惰氣提供裝置而提供該惰氣至該熔解空間之該步驟中，當持續加熱且使該燃燒爐內之溫度到達200度時，關閉該惰氣提供裝置，且再次開啟該真空泵，以使該熔解空間內之壓力值保持為10的負1次方torr；及/或於該攪拌步驟中，當該熔解空間內之溫度到達660至720度時，開啟一攪拌裝置，以攪拌熔解之該複數金屬材料；及/或於該步驟D之前，當該熔解空間內之溫度到達750度時，關閉該燃燒爐。