集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器的製造方法
2023-05-23 21:48:36 1
集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器的製造方法
【專利摘要】本發明屬於冶金設備領域，本發明公開了一種集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設置有多個軸套，每個軸套的外壁上設置有至少一個攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結構，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個通孔，所述攪拌棒的殼體內部填充有熔體淨化熔劑。本發明將熔體淨化方法中的溶劑法和攪拌器進行有效結合，在降低合金熔煉成本和避免雜質引入的前提下，採用攪拌的方法達到熔劑法和吹氣法共同作用的除氣除雜效果，極大地提高了合金熔體的潔淨度。
【專利說明】集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金設備，尤其涉及一種集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器。
【背景技術】
[0002]一般用於合金熔煉的攪拌器的設計主要集中於攪拌器在形狀上的改進和攪拌器製造、清洗、更換的簡單方便與否，前者主要是從增大與熔體的接觸面積，提高攪拌均勻性出發，後者重點關注成本與效率的問題。眾所周知，攪拌器的引入是為提高合金熔體成分的均勻性，從而提高合金鑄件的質量。然在合金熔煉過程中，不僅要考慮熔體成分的均勻性，還要淨化熔體中的夾雜和氣體。合金熔體的淨化方法按其作用原理分為吸附淨化和非吸附淨化兩大類。
[0003]吸附淨化主要有吹氣法、過濾法和熔劑法。
[0004]吹氣法是將惰性氣體吹入熔體內部造成大量氣泡，利用氣體在熔體和氣泡中的分壓差帶走熔體中的氣體和部分夾雜。該方法的除氣效率較低，一般在70%以下，且在轉頭轉速過高時易引起熔體翻騰而產生吸氣和合泡。
[0005]過濾法是讓熔體通過中性或活性材料(玻璃布、剛玉球、泡沫陶瓷等)製造的過濾器，來分離懸浮在熔體中的固態夾雜物的淨化方法，在這個過程中，夾雜物受介質表面的吸附和範德瓦爾力作用而被阻滯、沉降。此方法主要用於除雜，除氣效果甚微。所以在實際應用中，往往將過濾法與吹氣法結合形成集除氣除雜為一體的淨化方法。
[0006]熔劑法是向熔體中加入特定的熔劑，通過一系列物理化學作用，達到除氣除雜的目的。在此過程中，熔劑和夾雜物之間的界面張力愈小，熔劑的吸附性愈好除雜作用愈強。此方法提高了合金的熔煉成本，增加了人為引入雜質的機率。所以實際應用中，往往將其與吹氣法中最好的旋轉噴吹法結合，可得到較傳統方法更佳的淨化效果。
[0007]非吸附淨化主要有靜置處理、真空處理、超聲波處理等。非吸附淨化由於熔體溫度損失較大、設備價格昂貴、除雜能力極為有限等原因而限制了其工業應用。
[0008]鑑於吸附淨化和非吸附淨化各自存在的弊端，本發明人致力於設計一種簡單高效的熔體淨化裝置，以達到在降低合金熔煉成本和避免雜質引入的前提下獲取最佳的淨化效果O
【發明內容】
[0009]有鑑於此，本發明的目的是提供一種集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，其結構簡單、安裝更換方便，且可重複使用，在保證熔體成分均勻的同時，達到熔體的爐內淨化，提高鑄件的冶金質量，進而解決現有各種合金熔體淨化方法中所存在的弊端。
[0010]本發明通過以下技術手段解決上述技術問題:
本發明的集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設置有多個軸套，每個軸套的外壁上設置有至少一個攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結構，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個通孔，所述攪拌棒的殼體內部填充有熔體淨化熔劑。
[0011]進一步，所述主軸縱向上設置有5個軸套，所述5個軸套由上至下分別為軸套A、軸套B、軸套C、軸套D和軸套E，每個軸套的外壁上均勻設置有以120°為夾角的3個尺寸相同的攪拌棒。
[0012]進一步，所述軸套A和軸套E上的攪拌棒的直徑為R，其中軸套E上攪拌棒的長度為L，軸套A上攪拌棒的長度為L/2 ;所述軸套B、軸套C和軸套D上的攪拌棒的直徑為R/2、長度為L。
[0013]進一步，所述軸套成圓筒形結構，所述圓筒形軸套的內側壁上開設有熔體淨化熔劑添加孔，所述添加孔與固定設置在所述圓筒形軸套外側壁上的攪拌棒內部相連通。
[0014]進一步，所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸上。
[0015]本發明的有益效果:本發明的集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設置有多個軸套，每個軸套的外壁上設置有至少一個攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結構，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個通孔，所述攪拌棒的殼體內部填充有熔體淨化熔劑。本發明將熔體淨化方法中的溶劑法和攪拌器進行有效結合，在降低合金熔煉成本和避免雜質引入的前提下，採用攪拌的方法達到熔劑法和吹氣法共同作用的除氣除雜效果，極大地提高了合金熔體的潔淨度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0017]圖1為本發明集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器的立體結構示意圖；
圖2為本發明集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結合附圖對本發明進行詳細說明:
如圖1至2所示，本實施例中的集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸I，所述主軸I縱向上設置有多個軸套，每個軸套的外壁上設置有至少一個攪拌棒3，所述攪拌棒3呈殼體結構，所述攪拌棒3的殼體表面上密布有多個通孔3a，所述攪拌棒3的殼體內部填充有熔體淨化熔劑4。
[0019]本發明的多功能攪拌器，其熔體淨化原理是:在攪拌力的作用下，熔體中的夾雜和氣泡迅速通過攪拌棒的多孔殼體與淨化熔劑充分接觸，發生吸附與化學反應。在此過程中，大氣泡將破碎為小氣泡，增大其與淨化熔劑的接觸面積，使反應更充分，而大夾雜則依附在與淨化劑發生吸附反應的小夾雜上團聚生長，進而得到高潔淨度的合金熔體。
[0020]作為上述技術方案的進一步改進，所述主軸I縱向上設置有5個軸套，所述5個軸套由上至下分別為軸套A2a、軸套B2b、軸套C2c、軸套D2d和軸套E2e，每個軸套的外壁上均勻設置有以120°為夾角的3個尺寸相同的攪拌棒3。優選的，所述軸套A2a和軸套E2e上的攪拌棒3的直徑為R，其中軸套E2e上攪拌棒3的長度為L，軸套A2a上攪拌棒3的長度為L/2 ;所述軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上的攪拌棒3的直徑為R/2、長度為L。由於軸套A2a與軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上攪拌棒的尺寸差，將促使熔體在軸套A2a上的攪拌棒和軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上的攪拌棒之間形成一個梯度紊流層，可在確保熔體表層液膜穩定的情況下，促進熔體中部的夾雜和氣體上浮，可進一步提高合金熔體的潔淨度。
[0021]作為上述技術方案的進一步改進，所述軸套成圓筒形結構，所述圓筒形軸套的內側壁上開設有熔體淨化熔劑添加孔5，所述添加孔5與固定設置在所述圓筒形軸套外側壁上的攪拌棒3內部相連通。具體地，所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸I上。通過上述結構的設置和改進可方便淨化熔劑4向攪拌棒3中的填充和更換，所述淨化熔劑4的具體填充步驟是:首先將軸套從主軸上卸下，使添加孔5暴露在圓筒形軸套的內側壁上，清空裡面反應後的淨化熔劑4，並將新的淨化熔劑4從添加孔5添加到攪拌棒3內部，最後將軸套套設在主軸I上螺栓緊固，此時添加孔5將被主軸封堵。
[0022]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種集熔體淨化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸(I)，其特徵在於:所述主軸(I)縱向上設置有多個軸套，每個軸套的外壁上設置有至少一個攪拌棒(3)，所述攪拌棒(3)呈殼體結構，所述攪拌棒(3)的殼體表面上密布有多個通孔(3a)，所述攪拌棒(3)的殼體內部填充有熔體淨化熔劑(4 )。
2.根據權利要求1所述的多功能攪拌器，其特徵在於:所述主軸(I)縱向上設置有5個軸套，所述5個軸套由上至下分別為軸套A (2a)、軸套B (2b)、軸套C (2c)、軸套D (2d)和軸套E (2e)，每個軸套的外壁上均勻設置有以120°為夾角的3個尺寸相同的攪拌棒(3)。
3.根據權利要求2所述的多功能攪拌器，其特徵在於:所述軸套A(2a)和軸套E (2e)上的攪拌棒(3)的直徑為R，其中軸套E (2e)上攪拌棒(3)的長度為L，軸套A (2a)上攪拌棒(3)的長度為L/2 ;所述軸套B (2b)、軸套C (2c)和軸套D (2d)上的攪拌棒(3)的直徑為R/2、長度為L。
4.根據權利要求3所述的多功能攪拌器，其特徵在於:所述軸套成圓筒形結構，所述圓筒形軸套的內側壁上開設有熔體淨化熔劑添加孔(5)，所述添加孔(5)與固定設置在所述圓筒形軸套外側壁上的攪拌棒(3)內部相連通。
5.根據權利要求4所述的多功能攪拌器，其特徵在於:所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸(I)上。
【文檔編號】C22B9/05GK104451176SQ201410651261
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】蔣斌, 劉文君, 潘復生, 楊青山, 戴甲洪 申請人:重慶大學