一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金設備技術領域，特別涉及一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置。
【背景技術】
[0002]鎂合金熔煉存在如下難點:(I)由于鎂合金熔體自身的氧化膜封閉能力差，因此需要熔劑或氣體保護。與氣體保護相比，熔劑保護成本低且操作簡單，因而在工業化生產中廣泛采用。但熔劑覆蓋層很容易在攪拌過程中破損，破損后會造成液面氧化同時增加熔劑用量，增大了最終產品中氧化夾雜和熔劑夾雜的出現幾率。(2)由于多數合金元素的密度大于鎂，因此合金元素容易沉底，特別是Zr和稀土元素，從而造成原材料浪費；(3)鎂合金高溫熔體的吸氫能力非常強，在凝固過程中容易形成氣孔和疏松，另外，當熔體含稀土元素時，由于稀土元素與氫的結合力較大，不僅增大了熔體的氫含量，而且容易形成高熔點的稀土氫化物，該相呈方塊狀并分布于晶界，會降低材料塑性。因此，防止液面氧化、攪拌和吹氣精煉是鎂合金熔煉非常關鍵的工序，防止液面氧化可以減少氧化夾雜并降低精煉難度，攪拌可以實現濃度場和溫度場在整個坩禍內的均勻分布，吹氣精煉的作用主要是除氫。
[0003]目前，熔煉用攪拌器的設計主要集中于攪拌器形狀的改進，目的是增大與熔體的接觸面積，提高攪拌均勻性，但這與鎂合金熔煉特有的防止液面氧化相沖突。攪拌過程中，熔體總的運動方式是沿著坩禍內壁旋轉流動，流動的激烈程度由電機轉速控制，要提高攪拌均勻性，需要加快熔體流動，但過快的熔體流動將破壞熔劑保護層，從而加速液面氧化。鎂合金熔煉最佳的攪拌效果是:熔體在表面保護層封閉的環境內循環流動，而現有的攪拌器很難達到這一目的。
[0004]當前，最成熟的吹氣精煉技術是旋轉噴吹技術，即:惰性氣體通過旋轉噴吹桿，并經由旋轉噴頭上的氣孔進入熔體中，旋轉噴頭高速旋轉，對惰性氣體進行剪切和破碎，產生大量微氣泡，微氣泡進入熔體后，憑借氫在熔體和微氣泡中的分壓差，使得熔體中的氫不斷擴散進入微氣泡中，并隨著微氣泡上浮到液面而逸出，從而實現除氫的目的。為了提高凈化效果，需要對氣泡進行充分破碎即增大熔體中氣泡的比表面積，以及延長氣泡在熔體中的停留時間。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型是針對目前鎂合金工業化熔煉中存在的熔劑保護層易破損、溫度場不均勻、合金元素易沉底(特別是稀土元素和Zr)、熔體吸氫嚴重等難題，提供了一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置。
[0006]—種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置，其包括防護筒11和位于防護筒11內的旋轉噴吹主軸3，以及支撐平臺和安裝在支撐平臺上的變頻電機6;
[0007]所述防護筒11包括上緣、筒身和底板，其上緣緊密連接在支撐平臺上，筒身上部和下部開孔；
[0008]所述主軸3的中心為通孔，其底端封口，并通過軸承與防護筒11的底板連接，主軸3的頂端穿過支撐平臺，并通過旋轉接頭2與進氣管I連通，主軸3與支撐平臺之間通過軸承連接;主軸3上安裝皮帶輪4，皮帶輪4位于支撐平臺上方，并通過皮帶5與變頻電機6連接，帶動主軸3的旋轉;主軸3下部對應防護筒11下部開孔的位置，沿圓周方向開多組排氣孔13，主軸3的排氣區安裝2?6個碎氣葉片14，呈等分角分布在主軸3的圓周上;主軸3的中部和下部各安裝一組攪拌葉片12，下部一組攪拌葉片12位于排氣孔13上方，中部一組攪拌葉片12位于防護筒11上部開孔的下方，每組包含2?6個攪拌葉片12，呈等分角分布在主軸3的圓周上。
[0009]所述支撐平臺包括上支撐板7和下支撐板9，上支撐板7和下支撐板9之間，左右兩側設置隔熱層8;防護筒11的上緣緊密連接在下支撐板9上;主軸3的頂端依次穿過下支撐板9和上支撐板7，通過旋轉接頭2與進氣管I連通，主軸3與上支撐板7、下支撐板9之間通過軸承連接。
[0010]優選地，所述防護筒11的筒身上部開孔的上緣與液面之間的距離I 200mm，下部開孔位于筒身底端。
[0011]優選地，所述排氣孔13的氣孔方向為傾斜向下，傾斜角度為30?60°，進一步優選為 45。。
[0012]優選地，所述碎氣葉片14的傾斜角度為O?60°，進一步優選為45°。
[0013]優選地，所述攪拌葉片12的傾斜角度為30?60°，進一步優選為45°。
[0014]優選地，所述支撐平臺上開孔，用于添加合金料和熔劑，以及清除表面浮渣。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]本實用新型的核心部件為防護筒和位于防護筒內的旋轉噴吹主軸。主軸中心為通孔，將惰性氣體引入熔體，通過碎氣葉片將氣泡迅速破碎，能高效地獲得細小均勻的微氣泡;通過主軸上的攪拌葉片的轉動實現防護筒內的熔體和微氣泡從防護筒下部開孔流出，同時讓坩禍上部熔體和微氣泡從防護筒上部開孔進入防護筒。防護筒可實現熔體和微氣泡在坩禍內上下平緩對流，減小對液面熔劑保護層的擾動，增加微氣泡在熔體中的停留時間；保護攪拌葉片，使本裝置不僅能在精煉階段使用，也能在加料期間使用。
[0017]本實用新型能夠實現熔體和微氣泡在熔劑保護層形成的封閉環境內循環流動，同時實現進入熔體的惰性氣泡被充分破碎成均勻細小的微氣泡，從而能有效減少熔體中的氧化夾雜、熔劑夾雜和氫含量，并提高合金元素的收得率，達到提升鎂合金產品的品質和質量穩定性的目的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置的結構示意圖。
[0019]標號說明:1_進氣管;2-旋轉接頭;3-主軸;4-皮帶輪;5-皮帶;6-變頻電機;7-上支撐板;8-隔熱層;9-下支撐板;10-坩禍;11-防護筒;12-攪拌葉片；13-排氣孔;14-碎氣葉片。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的范圍及其應用。
[0021]如圖1所示，本實用新型一種鎂合金熔煉用攪拌吹氣裝置包括防護筒11和位于防護筒11內的旋轉噴吹主軸3，支撐平臺包括上支撐板7和下支撐板9，上支撐板7和下支撐板9之間，左右兩側設置隔熱層8，能有效緩減高溫對變頻電機6的損害。防護筒11包括上緣、筒身和底板，防護筒11上緣通過螺栓緊密連接在下支撐板9上;筒身上部和下部開孔，上部開孔的上緣與液面之間的距離2 200mm，下部開孔位于筒身底端。主軸3的中心為通孔，其底端封口，并通過軸承與防護筒11的底板連接，頂端依次穿過下支撐板9和上支撐板7，通過旋轉接頭2與進氣管I連通。主軸3與上支撐板7、下支撐