一種鱗片鑄錠爐的製作方法

2023-05-30 06:01:31

專利名稱：一種鱗片鑄錠爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鱗片鑄錠爐。
背景技術：
自二十世紀六十年代起，稀土永磁材料經歷了 1 5型SmCo系列、2 17型SmCo 系列和NdFeB型系列三代的發展過程。高性能和高內稟矯頑力的NdFeB稀土永磁材料被譽 為「永磁王」，它在國民經濟中應用非常廣泛，從基礎工業，到高科技產業，都得到了廣泛的 應用，大大提高了一個國家的科技發展水平，稀土永磁材料的產量和水平可從一個側面衡 量一個國家的發展水平和經濟實力。在它應用的領域如電機、發電機、驅動馬達等等領域也 被帶動了革命性的發展，直接導致了電動自行車和電動汽車的大力推廣應用。另外，應用 NdFeB稀土永磁材料，稀土永磁材料的重量和體積同比其他永磁材料，重量和體積降低了很 多，同時也降低了電機、發電機、驅動馬達的重量和體積，大大拓展了它們的應用領域。而為 了提高NdFeB稀土永磁材料的高性能和高內稟矯頑力，必須促進晶粒的生長與富釹相的細 化和均勻分布，鱗片鑄造工藝能夠更好地保證晶粒的生長與富釹相的細化和均勻分布，提 高產品的性能。但鱗片鑄錠的性能在澆鑄始末的穩定性與一致性還有待提高。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種鱗片鑄錠爐，所述鱗片鑄錠爐包括真空系統、感 應坩堝、水冷輥、冷卻盤和風機，其中所述冷卻盤的兩側各設置帶有兩個帶熱交換器的風機，所述風機和熱交換器設置 在爐體外側，通過進風管和出風管與爐體連接在一起。優選地，所述所述真空系統由機械泵和羅茨泵組成，所述機械泵是前級泵，所述羅
茨泵是二級泵。優選地，所述感應坩堝用於對NdFeB稀土合金配方感應加熱。優選地，所述水冷輥位於所述感應坩堝的下方，並由可調速減速電機帶動。優選地，所述冷卻盤為圓盤形，其內設置有犁鏵，並由可調速減速電機帶動。優選地，在所述進風管和出風管上設置有犁鏵支架。優選地，所述犁鏵的高度略高於水冷盤底平面，犁鏵頭的方向與水冷盤的轉動方 向相反。優選地，所述犁鏵的數目為偶數倍，每對犁鏵相對所述冷卻盤的圓心成不對稱布置。本實用新型所提供的鱗片鑄錠爐除了具有水冷輥外，還具有提供液體冷卻的冷 卻盤和提供氣體冷卻的風機，這樣能確保鱗片鑄錠得到及時、高效的冷卻。圖4和圖5分 別示出了現有技術的鱗片鑄錠爐和本實用新型所提供的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的 退磁曲線，其中使用相同工藝對相同配方的合金進行熔煉，且所澆鑄的鱗片鑄錠的規格相 同。由圖4和圖5可以看出，現有技術的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠在退磁前的剩磁為14. lKGs、內稟矯頑力為16. 8Koe，退磁後的剩磁為13. 7KGs、內稟矯頑力為14. 7Koe ；本實 用新型所提供的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠在退磁前的剩磁為14. lKGs、內稟矯頑力為 16. 6Koe，退磁後的剩磁為13. 9KGs、內稟矯頑力為15. 8Koe。由此可知，本實用新型的鱗片 鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的磁性能分布更窄，一致性更好，性能也更高。正是由於對鱗片鑄 錠進行了及時、高效的冷卻，因此使得鱗片鑄錠的磁性能在澆鑄始末具有更高的穩定性和 一致性，促進了鱗片鑄錠中晶粒的生長以及富釹相的細化和均勻分布，提高了產品的磁性 能。表1列出了本實用新型的鱗片鑄錠爐和現有技術的鱗片鑄錠爐中的鱗片鑄錠在 不同冷卻時間的溫度。通常，鱗片鑄錠的出爐溫度為60°C，由表1可以看出，現有技術的鱗 片鑄錠爐需要3小時才能將鱗片鑄錠的溫度冷卻至60°C，而本實用新型所提供的鱗片鑄錠 爐只需要2. 5小時就可以將鱗片鑄錠的溫度冷卻至60°C。也就是說，相對於現有技術，本實 用新型所提供的鱗片鑄錠爐節約了生產時間，具有更高的生產效率，從而降低了成本。

圖1為本實用新型的鱗片鑄錠爐的結構示意圖；圖2a為現有技術的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的金相圖；圖2b為本實用新型的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的金相圖；圖3a為現有技術的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的退磁曲線；圖3b為本實用新型的鱗片鑄錠爐所製備的鱗片鑄錠的退磁曲線。附圖標記說明如下感應坩堝1、水冷輥2、犁鏵支架3、冷卻盤4、犁鏵5、風機6。
具體實施方式
為使貴審查員能進一步了解本實用新型的結構、特徵及其他目的，現結合所附較 佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用於說明本實用新型的技術方案，並非限 定本實用新型。如圖1所示，圖1為本實用新型的鱗片鑄錠爐的結構示意圖。由圖1可以看出，本 實用新型所提供的鱗片鑄錠爐包括鱗片鑄錠爐包括真空系統、感應坩堝1、水冷輥2、冷卻 盤4和具有熱交換器的風機6。其中，感應坩堝1用於對NdFeB稀土合金配方感應加熱，水 冷輥2位於感應坩堝1的側下方。鱗片鑄錠爐的真空系統包括機械泵和羅茨泵，其中機械 泵是前級泵，羅茨泵是二級泵。本實用新型的鱗片鑄錠爐與現有技術的鱗片鑄錠爐的重要區別在於本實用新型 的鱗片鑄錠爐具有冷卻盤4和風機6。其中，該冷卻盤4可以具有淺槽結構，設置在水冷輥 2的下方，其內設置有犁鏵5，冷卻盤4與傳動裝置相連接。該冷卻盤4最好具有一定的深 度，以便能容納足量的冷卻介質。所述冷卻盤4的兩側各設置帶有兩個帶熱交換器的風機， 所述風機和熱交換器設置在爐體外側，通過進風管和出風管與爐體連接在一起下面簡要描述一下本實用新型的鱗片鑄錠爐是如何對鱗片鑄錠進行冷卻的。按照 配方將一定量的合金加入到感應坩堝1中，然後使用適當的工藝進行粗煉和精煉。熔煉完 畢後，將感應坩堝1傾斜一定的角度，合金液從感應坩堝1中流出，並流到水冷輥2上。水
4冷輥2對合金液進行初步冷卻，使其由液體狀態冷卻為固體狀態的鱗片鑄錠，此時的鱗片 鑄錠具有較高的溫度。為了控制鱗片鑄錠的厚度和質量，水冷輥2最好與可調速減速電機 相連接，這樣就可以通過調整減速電機的轉速來調節鱗片鑄錠的厚度和質量。隨後鱗片鑄 錠經過水冷輥2向冷卻盤4運動，與此同時，啟動充滿了冷卻介質的冷卻盤4和帶有熱交換 器的風機6，冷卻盤4中的冷卻介質優選為水。其中，冷卻盤4在驅動裝置的帶動下進行轉 動，而犁鏵5固定不動。當鱗片鑄錠落到冷卻盤4上後，鱗片鑄錠隨冷卻盤4 一起轉動，固 定不動的犁鏵5起到了攪拌的作用，能使鱗片鑄錠得到更好地冷卻。同時，從風機6的出風 管的管口噴出冷氣體，該冷氣體對鱗片鑄錠進行冷卻。這樣在冷氣體和鱗片鑄錠之間發生 熱交換，其結果是鱗片鑄錠的溫度降低，冷氣體的溫度升高而成為熱氣體。該熱氣體從風機 6的進風管的管口被吸入到風機6中，並通過設置在風機6上的熱交換器重新被冷卻為冷氣 體，然後該冷氣體再次從風機6的出風管的管口噴出。到此為止，用於冷卻鱗片鑄錠的氣體 完成了一個循環，正是通過這種循環，在鱗片鑄錠的冷卻過程中，不間斷地為鱗片鑄錠提供 冷氣體。這樣，在本實用新型的鱗片鑄錠爐內，同時利用冷卻介質和冷氣體對鱗片鑄錠進行 冷卻，大大地加快了鱗片鑄錠的冷卻速度。待鱗片鑄錠在冷卻盤4中冷卻到規定的溫度後 (例如60°C )便可以離開鱗片鑄錠爐。本實用新型的鱗片鑄錠爐中的冷卻盤4主要用於盛放冷卻介質，並為鱗片鑄錠冷 卻提供相應的空間和環境，因此冷卻盤4可以是任意形狀的容器部件。由於冷卻盤4要在 傳動裝置的帶動下進行轉動，因此冷卻盤4最好為圓形。帶動冷卻盤4進行轉動的驅動裝 置可以是電機。但是電機的轉速很高，當冷卻盤4高速轉動時，盛放在其中的冷卻介質很容 易溢出，從而影響鱗片鑄錠的冷卻。因此，冷卻盤4最好與減速電機相連接。在盛放在冷卻盤4內的冷卻介質中，最靠近鱗片鑄錠的冷卻介質的溫度最高，而 離鱗片鑄錠的距離越遠的冷卻介質，其溫度越低。當鱗片鑄錠和冷卻介質之間的溫差越大 時，鱗片鑄錠的冷卻速度越快。因此應使冷卻盤4中的冷卻介質充分混合，以加大鱗片鑄錠 和冷卻介質之間的溫度差。由於犁鏵5對冷卻介質具有攪拌作用，因此能使冷卻介質充分 混合，從而使鱗片鑄錠得到更好地冷卻。作為本實用新型的一種優選的實施方式，在冷卻盤 4內設置有至少一對犁鏵5，且每對犁鏵5相對於冷卻盤4的中心(當冷卻盤4是圓形時，為 圓心)呈不對稱分布。設置多對犁鏵5可以同時攪拌冷卻盤4內不同位置處的冷卻介質， 從而獲得更好的攪拌效果。在本實用新型的鱗片鑄錠爐中，犁鏵5設置在冷卻盤4內。為了便於犁鏵5的設 置，在冷卻盤4的上方設置有犁鏵支架3，犁鏵5的尾部固定在犁鏵支架3上，犁鏵5的頭部 向下伸入到冷卻盤4內。其中，犁鏵支架3與冷卻盤4之間的距離根據犁鏵5的長度來設 定，如果所使用的犁鏵5較長，應將犁鏵支架3設置在離冷卻盤4較遠的位置；如果所使用 的犁鏵5較短，應將犁鏵支架3設置在離冷卻盤4較近的位置。作為本實用新型的一種實 施方式，可以將犁鏵支架3設置在位於鱗片鑄錠爐內的出風管上，例如將犁鏵支架3的兩端 分別固定在兩個出風管上。為了加強犁鏵5的攪拌效果，犁鏵5最好儘可能地深入到冷卻盤4內，也就是說， 犁鏵5的頭部略高於冷卻盤4的底平面即可。因此作為本實用新型的一種優選的實施方式， 犁鏵5的頭部與冷卻盤4的底平面的距離小於犁鏵5的頭部的長度，且犁鏵5的頭部不與 冷卻盤4的底平面相接觸，以避免當冷卻盤4轉動時，冷卻盤4與犁鏵5的頭部之間產生摩擦。犁鏵5的頭部通常呈三角形(特別是銳角三角形)的形狀，其具有一個鋒利的尖 端，並從該尖端往後逐漸加寬加厚。在本實用新型中，犁鏵5的頭部的方向是指其頭部的尖 端的方向。作為本實用新型的一種優選的實施方式，犁鏵5的頭部的方向與冷卻盤4的轉 動方向相反，也就是說犁鏵5的頭部的方向與冷卻介質的運動方向相反。當冷卻介質流過 犁鏵5的頭部的尖端後，會與尖端後加寬加厚的部分相碰撞，從而獲得更好的攪拌效果，使 冷卻介質得到充分的混合。下面對本實用新型的鱗片鑄錠爐和現有技術的鱗片鑄錠爐的冷卻性能進行測試。 使用相同配方的原料和相同的工藝進行熔煉，然後對鱗片鑄錠進行冷卻，在不同的時間點 取出鱗片鑄錠，並對鱗片鑄錠的溫度進行測定，試驗結果如表1所示。表1本實用新型的鱗片鑄錠爐和現有技術的鱗片鑄錠爐中的鱗片鑄錠在不同冷 卻時間的溫度 由表1可以看出，在冷卻時間相同的情況下，本實用新型的鱗片鑄錠爐中的鱗片 鑄錠的溫度遠遠低於現有技術的鱗片鑄錠爐中的鱗片鑄錠的溫度。通常情況下，將鱗片鑄 錠的溫度冷卻至60°C後即可出爐，鱗片鑄錠在本實用新型的鱗片鑄錠爐中只需冷卻2. 5小 時便可滿足這一要求，而在現有技術中的鱗片鑄錠爐中卻需要冷卻3小時。因此，使用本實 用新型的鱗片鑄錠爐可以縮短生產時間，提高生產效率。需要聲明的是，上述實用新型內容 及具體實施方式
意在證明本實用新型所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本實用新 型保護範圍的限定。本領域技術人員在本實用新型的精神和原理內，當可作各種修改、等同 替換、或改進。本實用新型的保護範圍以所附權利要求書為準。
權利要求一種鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述鱗片鑄錠爐包括真空系統、感應坩堝(1)、水冷輥(2)、冷卻盤(4)和風機(6)，其中所述冷卻盤(4)的兩側各設置帶有兩個帶熱交換器的風機，所述風機和熱交換器設置在爐體外側，通過進風管和出風管與爐體連接在一起。
2.根據權利要求1所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述真空系統由機械泵和羅茨泵 組成，所述機械泵是前級泵，所述羅茨泵是二級泵。
3.根據權利要求1所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述水冷輥(2)位於所述感應坩堝 (1)的下方，並由可調速減速電機帶動。
4.根據權利要求1所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述冷卻盤(4)為圓盤形，其內設 置有犁鏵(5)，並由可調速減速電機帶動。
5.根據權利要求1所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，在所述進風管和出風管上設置有 犁鏵支架。
6.根據權利要求1或4所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述犁鏵(5)的高度高於水冷 盤(4)底平面，犁鏵(5)頭的方向與水冷盤(4)的轉動方向相反。
7.根據權利要求6所述的鱗片鑄錠爐，其特徵在於，所述犁鏵的數目為偶數倍，每對犁 鏵相對所述冷卻盤(4)的圓心成不對稱布置。
專利摘要本實用新型提供了一種鱗片鑄錠爐，所述鱗片鑄錠爐包括真空系統、感應坩堝、水冷輥、冷卻盤和風機。其中，所述冷卻盤的兩側各設置帶有兩個帶熱交換器的風機，所述風機和熱交換器設置在爐體外側，通過進風管和出風管與爐體連接在一起。本實用新型所提供的鱗片鑄錠爐能及時、高效的冷卻鱗片鑄錠，使鱗片鑄錠的磁性能在澆鑄始末具有更高的穩定性和一致性；同時還能縮短冷卻時間，提高生產效率。
文檔編號B22D15/00GK201625772SQ20102004676
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月5日 優先權日2010年1月5日
發明者鮑志林 申請人:寧波科寧達工業有限公司;北京中科三環高技術股份有限公司