一种铝熔体真空处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种铝熔体真空处理系统和方法，其中铝熔体真空处理系统包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置，真空循环脱气装置位于铝熔炉上方且顶部与加料装置密封连接，包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且第一通道和第二通道均插入铝熔炉内，其一通道外侧壁设有惰性气体入口；永磁搅拌装置位于铝熔炉底部，包括感应器和与感应器相连的变频器；加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。本发明专利技术的系统用于真空处理铝基合金或铝基复合材料熔体时，大大提高铝熔体的真空脱气效率，同时可实现其内合金元素的均匀搅拌。

【技术实现步骤摘要】
一种铝熔体真空处理系统和方法
本专利技术涉及铝熔体的精炼，具体涉及一种铝熔体真空处理系统和方法。
技术介绍
铝基合金或铝基复合材料在铸造前需要进行脱气和除杂质。铝熔体中需要加入相应的原材料(包括合金元素和增强相材料)，为了使合金元素和/或增强相分布均匀，避免偏析，需要在加入原材料的同时进行搅拌；其中，永磁搅拌实现非接触搅拌，避免对铝熔体的二次污染，但永磁搅拌的作用主要集中在铝熔炉的下半部，对距离较远的上半部搅拌作用偏弱。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术解决的技术问题是如何同时实现真空脱气精炼和真空条件下合金元素(和/或增强相)均匀搅拌的问题。为实现上述目的，本专利技术在第一方面提供了一种铝熔体真空处理系统，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。根据本专利技术的一些实施方式，所述抽气口位于所述真空室侧壁上部。根据本专利技术的一些实施方式，所述铝熔体真空处理系统还包括U型槽，其倒置后与所述真空室底侧壁形成所述第一通道和所述第二通道，且所述第一通道和所述第二通道环形相通。根据本专利技术的一些实施方式，所述惰性气体入口可经所述第一通道或所述第二通道向所述真空室内通入氩气或氮气。根据本专利技术的一些实施方式，所述放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且所述放料口打开时所述进料口关闭，所述进料口打开时所述放料口关闭。本专利技术还提供了一种铝熔体真空处理方法，通过所述铝熔体真空处理系统对铝基合金或铝基复合材料熔体进行真空脱气精炼或真空搅拌，包括如下步骤：(1)所述真空循环脱气装置底部的第一通道和第二通道插入所述铝熔炉内的铝熔体中，并经所述抽气口对所述真空室抽真空，在真空作用下所述铝熔体经所述第一通道和第二通道进入所述真空室内；(2)惰性气体经所述惰性气体入口通入所述铝熔体内，所述铝熔体在所述第一通道和所述第二通道之间形成真空循环涡流；同时开启所述变频器交流电源，经所述感应器产生变化磁场，所述铝熔体在电磁力作用下形成永磁搅拌涡流，在真空循环涡流和永磁搅拌涡流的运动过程中进行铝熔体真空脱气精炼或真空搅拌。根据所述方法的一些实施方式，所述惰性气体为氩气或氮气。根据所述方法的一些实施方式，所述加料装置加料时，在所述进料口打开且所述放料口关闭的状态下加料至所述加料装置内，在所述放料口打开且所述进料口关闭的状态下放料至所述真空室内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术的铝熔体真空处理系统可用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空循环脱气精炼，大大改善铝熔体的脱气条件，提高脱气效率，并在脱气的同时可完成原材料的添加和搅拌，提高作业效率。2.本专利技术的铝熔体真空处理系统处理铝基合金或铝基复合材料熔体时，永磁搅拌作用主要在于靠近感应器的下半部分，真空循环脱气形成的铝液真空循环涡流可以改善上半部分的铝液搅拌效果，并且真空循环涡流和永磁搅拌涡流共同形成运动的耦合和相互激励，增强铝液整体运动，实现铝熔体内合金元素(和/或增强相)均匀搅拌。附图说明图1是一个较佳实施例中真空脱气和永磁搅拌工作中原料加料至加料装置内的示意图；图2是一个较佳实施例中的真空脱气和永磁搅拌工作中原料放料至真空室内的示意图；图3是一个较佳实施例中的真空循环涡流和永磁搅拌涡流的俯视示意图；具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在一些实施例中，本专利技术提供了一种铝熔体真空处理系统，包括铝熔炉、真空循环脱气装置和永磁搅拌装置以及原材料添加装置(或为加料装置)，其中：真空循环脱气装置包括真空室，真空室侧壁上设置有抽气口，真空室的下部设置有上升管(或为第一通道)和下降管(或为第二通道)，上升管的管壁上设置有惰性气体入口；永磁搅拌装置设置在铝熔炉的底部，包括有感应器以及与感应器相连的变频器；原材料添加装置包括设置在真空室的顶部的原材料添加室；铝熔体为铝基合金或铝基复合材料。优选地，惰性气体为氩气或者氮气。进一步地，原材料添加室包括进料门(或为进料口)和放料门(或为放料口)，放料门由两扇翻板门组成。优选地，进料门和放料门构成互锁，即当进料门处于打开状态时，则放料门被锁定在关闭状态，当放料门处于打开状态时，则进料门被锁定在关闭状态。通过上述铝熔体真空处理系统进行铝熔体真空处理的方法，包括如下步骤：(1)将上升管和下降管部分地浸入至铝熔炉中的铝熔体中；(2)通过抽气口对真空室内抽真空；使得铝熔体在真空作用下进入到真空室内；(3)通过惰性气体入口通入惰性气体，使得铝熔体由铝熔炉中通过上升管进入真空室，从下降管返回到铝熔炉，产生真空循环涡流；(4)对变频器通交流电，经感应器产生变化的磁场，使得铝熔体在电磁力作用下产生永磁搅拌涡流。优选地，惰性气体为氩气或者氮气。进一步地，原材料添加室包括进料门和放料门，的放料门由两扇翻板门组成。优选地，当添加原材料时，首先打开进料门，此时放料门被自动锁定在关闭状态，加入原材料；当需要放料时，关闭进料门，打开放料门，将原材料倒入真空室内，此时进料门被自动锁定在关闭状态，只有当放料门被重新关闭到位时，进料门才解除关闭锁定。本专利技术通过真空循环脱气，大大改善了铝熔体的脱气条件，提高了脱气效率，并在脱气的同时可完成原材料料的添加和搅拌，提高了作业效率。另常规永磁搅拌作用主要在于靠近感应器的下半部分，真空循环脱气形成的铝液的真空循环涡流可以改善上半部分的铝液搅拌效果，且真空循环涡流和永磁搅拌涡流可以形成运动的耦合和相互激励，增强铝液整体的运动。图1-3示出了根据本专利技术的一个具体实施例。铝熔炉12中为待处理的铝熔体11。在铝熔炉12上方设置有真空包1，真空包1的下部设置有上升管3和下降管4，在上升管3的侧壁设置有惰性气体管道5，在真空包1内设有真空室2，真空包1的侧壁上设有抽气口6，可对真空室2抽真空。在真空包1的顶部还是设置有原材料添加室，原材料添加室内可放置原材料添加料7。原材料添加室的上部设置有进料门9，下部设置有放料门8，放料门8由两扇翻板门组成。铝熔炉12下还设置有永磁搅拌装置，永磁搅拌装置包括感应器14和变频器15。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝熔体真空处理系统，其特征在于，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：/n所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；/n所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；/n所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；/n所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝熔体真空处理系统，其特征在于，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：
所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；
所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；
所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；
所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。


2.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述抽气口位于所述真空室侧壁上部。


3.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述惰性气体入口可经所述第一通道或所述第二通道向所述真空室内通入氩气或氮气。


4.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且所述放料口打开时所述进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩伟，汪明亮，陈东，李险峰，陈哲，吴一，
申请(专利权)人：上海交通大学，安徽相邦复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31