一种镁合金密封式自动合金化精炼一体化装置的制作方法

1.本发明属于镁合金制备装置技术领域，具体涉及一种镁合金密封式自动合金化精炼一体化装置。


背景技术：

2.镁合金作为最轻的工程金属材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，在航空航天、轨道交通、等领域应用前景广阔，已经成为未来新型材料的发展方向之一。但是由于镁的活泼特性，所以在合金化和精炼过程难免会有烟尘污染，对环境和人体都会造成坏的影响。
3.镁合金的合金化通常是工人用钳子夹住20多公斤的合金往坩埚内熔化，工人操作强度大，高温工作时间过长，添加合金预热不到位可能造成镁液飞溅，威胁到人身安全。还有可能合金没夹紧掉入坩埚中沉底造成成分不合格。
4.镁合金的精炼通常是工人用铁锹将熔剂排入旋转的镁液中，熔剂的用量和每分钟的熔剂使用量都靠人工，不确定性大，熔剂烧损大，而且精炼效果往往取决于工人。工人工作强度大，高温工作时间长，安全性差。
5.镁合金氩气精炼通常是工人使用一根铁制气管伸入镁液内部，脱气时间长度不确定，脱气位置也无法保证整个熔体的脱气效果。工人高温工作时间长，存在安全隐患。
6.常规的镁合金合金化，熔剂精炼和氩气精炼环节对环保控制较差，经常会出现无组织排放，造成环境的污染。而且三个环节需要三套设备，更换设备耗时耗力。


技术实现要素：

7.本发明针对现有镁合金合金化和精炼过程引起的环境污染、人工操作造成的质量问题及安全以及更换设备沸石费力等问题，提供一种镁合金密封式自动合金化精炼一体化装置。
8.本发明采用如下技术方案：一种镁合金密封式自动合金化精炼一体化装置，包括位于坩埚顶部的密封罩，密封罩上分别设有连接自动合金化装置的窗口ⅰ和自动加熔剂装置的窗口ⅱ，其中，自动合金化装置包括位于窗口ⅰ的用于放置可与坩埚中的镁液接触的合金的熔化筐，熔化筐的顶部设有扣盖，底部设有漏孔，自动加熔剂装置包括位于密封罩顶部的料斗，料斗底部设有螺杆，螺杆的一端连接有电机，密封罩的顶部设有搅拌电机，搅拌电机的底部设有中空的搅拌轴，搅拌轴伸入坩埚，搅拌轴的中心设有用于通氩气的管道，管道的底部设有脱气盘。
9.所述密封罩和坩埚之间设有密封垫。
10.所述熔化筐与密封罩通过合页锁连接。
11.所述料斗的出料口设有斜向的导向板。
12.所述用于通氩气的管道的顶部设有万向节。
13.所述密封罩上设有用于与除尘装置连接的抽风口。
14.本发明主要包括密封式自动合金化、自动熔剂精炼和氩气精炼三个过程。进行这
三个操作期间不需要跟换设备。在搅拌机作用下，需要添加的其他合金在熔剂保护下加入到镁液中，之后再通过定量定速在规定时间内对镁合金液体进行熔剂精炼，最后是通入氩气实现氩气精炼。保证合金液的洁净。而镁合金活泼的的特性，其过程中难免产生的烟气通过密封装置的抽风系统进入环保处理装置，实现了车间无烟气合金化和精炼。本发明集自动合金化，熔剂精炼，氩气精炼三个环节一体化。既环保，又省去了不同步骤更换设备的烦恼。具体是该发明解决了车间合金化和精炼期间对车间造成的烟气污染，而自动合金化过程替代工人手持夹具添加合金的危险操作，自动熔剂精炼过程实现了熔剂的定量定速添加。自动氩气精炼环节，通过底部圆盘使氩气和镁液充分接触，实现镁液的除去气体杂质。整体上，本装置既环保又安全，同时减少工人操作强度，消除了人工的不确定因素，减少了合金化到精炼更换设备的烦恼，消除了无组织排放，提高了产品质量。而且本装置结构简单，易于制作，工人操作简单，易于推广。
15.本发明的有益效果如下：1. 本发明实现合金化和精炼环节的全密封，减少了环境污染，改善了工人的工作环境。同时由于密封减少了由于开放式抽风时将熔剂也抽走损耗的现象。
16.2. 自动合金化避免了由于合金掉落造成的成分不合格和人身安全，减少了工人工作强度，提高了工作安全性。
17.3. 自动添加熔剂，定时定量定速添加熔剂，避免了因为人工造成的精炼差异性，提高了精炼的效果，从而节省了熔剂的使用量。
18.4. 自动氩气精炼，通过底部脱气盘脱气，减少因人工造成的脱气差异。提高了脱气效果。
19.5. 本发明集密封环保，自动合金化精炼一体，减少了更换设备的耗时耗力。制作简单，易于推广应用。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的自动合金化装置合金化开始前和结束后的状态示意图；图3为本发明的自动合金化装置合金化时的状态示意图；图4为本发明的氩气精炼工作状态示意图；其中：1
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密封罩；2
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坩埚；3
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熔化筐；4
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扣盖；5
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料斗；6
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螺杆；7
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电机；8
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搅拌电机；9
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搅拌轴；10
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管道；11
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密封垫；12
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导向板；13
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万向节；14
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抽风口；15
‑
脱气盘。
具体实施方式
21.结合附图，对本发明做进一步说明。
22.本发明集密封、合金化、精炼一体的设备。
23.密封性是通过密封罩1将搅拌装置、自动合金化装置、自动加熔剂装置焊接在一起，将密封罩1扣在坩埚法兰片上，可实现自动合金化和精炼的全密封操作。产生的烟气通过抽风口14和环保设备连接。
24.自动合金化装置，是通过在密封罩1上方设一个合金化窗口，合金化窗口焊接一个合金化筐，提前将要添加的合金放置在合金化筐中，合金化筐下部和镁液接触，合金随着熔
化慢慢下移直至熔化完毕。而熔化筐上半部分是全覆盖式，包括扣盖。下半部分是用钢筋焊接成的筐，镁液可以和合金相接触。
25.自动精炼装置，是在密封罩1上方开设一个精炼窗口，精炼窗口焊接自动给料装置，通过和电机连接的减速机来实现给料速度，通过和搅拌电机连接的减速器来实现搅拌速度调节，由于镁合金容易氧化，所以需要通过熔剂来实现净化杂质，搅拌速度加快，形成漩涡，使镁液和熔剂充分接触，实现镁液净化。又由于镁液中有一些有害气体杂质，就需要降低搅拌速度，通过搅拌轴中心的氩气管使氩气进入脱气盘，氩气经过脱气盘破碎后均匀进入镁液底部，氩气上浮过程中吸附镁液中氢等有害气体之后脱离镁液，起到净化镁液的效果。
26.本发明的使用方法如下：合金化前，将该密封罩1用行车放置在坩埚2上，坩埚2和密封罩1之间有密封垫11，并加以固定。将预热好的合金放入到自动合金化装置的熔化筐3，并扣好扣盖4，一键启动控制设备，启动搅拌电机8，同时启动自动加熔剂装置，料斗提前放入2#熔剂和5#熔剂，plc控制自动过调整减速机，打开2#熔剂进入口，慢速撒入2#熔剂，控制合金化过程的燃烧。除尘装置同时启动，产生的烟气会通过抽风口进入环保除尘装置。
27.等待合金化设定时间结束，合金化完成。将自动合金化装置的熔化筐放置平（合页锁可以实现自动合金化装置的提起放下，方便合金化），之后在自动加熔剂装置的料斗自动关闭2#熔剂进入口，打开5#熔剂进入口，电机通过plc自动调整速率，进行纯净化精炼操作，而导向板可以使熔剂更好的覆盖液面，熔剂随着搅拌和镁液充分接触，达到精炼效果。
28.精炼结束之后，plc控制系统调节电机降低搅拌速度，通过氩气孔通入氩气，由于中间轴是转动的，需要在顶部安装万向节方便通入氩气。氩气进入后到达底部脱气盘，之后进入镁液，开始氩气精炼。
29.精炼结束后，停止设备运转，将设备用行车吊出。合金液进入静置环节。
30.本发明中的plc控制系统为现有技术，料斗中设有用于单独放置2#熔剂和5#熔剂的料仓，底部分别设有出料口。