[发明专利]一种熔体保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种熔体保护装置及方法。

背景技术

铝锂合金熔炼、铸造工艺复杂，与普通铝合金有较大区别，原因是金属锂具有极其活泼的特性，在铝合金中加入锂后，和空气接触即急剧反应发生氧化，使得熔融状态下的铝锂合金，易与空气中的氧等发生化学反应，熔体会发生燃烧氧化，熔体的保护极其困难。

现有技术中，采用氩气保护环境下来铸造铝锂合金，利用惰性氩气比空气重，且氩气不与铝锂合金发生反应的特点，来隔断结晶器内的熔体和空气接触，达到保护熔体的目的。在结晶器的上沿放置有氩气管，向结晶器内持续通入氩气，氩气管上面再加上绝热保护盖，一方面减少熔体热量损失，另一方面可有限密封结晶器上部氩气容纳空间，减少氩气逃逸，可以起到一定的防止铝锂合金氧化的作用。

但在现有的这种结晶器熔体保护方式下，结晶器内的氩气空间并不是完全密闭的，铝锂合金铸造工艺又决定了熔体水平面距离结晶器上沿仅有30毫米～50毫米高度，保护氩气层厚度不够，这个可承纳保护用氩气的空间十分有限，再加上铸造过程中，不时需要打开保护盖，进行结晶器内的熔体润滑、打渣、观察等铸造操作，结晶器内沉积的保护氩气容易漂浮逃逸，氩气保护层变薄且不连续，导致铝锂合金熔体可与空气接触，保护效果变差，熔体发生氧化；一旦熔体氧化加剧后，铸造过程会因严重氧化进行不下去，氧化渣也会卷入铸锭，这样会更加频繁打开保护盖进行打渣、润滑操作，熔体更容易氧化，造成恶性循环。

发明内容

本发明实施例提供了一种熔体保护装置及方法，用以防止熔体氧化。

本发明实施例中的熔体保护装置，包括：惰性气体保护圈，惰性气体保护盖，结晶器；所述惰性气体保护圈置于所述惰性气体保护盖的下表面与所述结晶器的上沿之间，用于增加所述惰性气体保护盖的下表面与所述结晶器的上沿之间的距离；所述惰性气体保护盖置于所述惰性气体保护圈的上沿之上，用于封盖所述惰性气体保护圈的上沿；所述结晶器置于所述惰性气体保护圈的下沿之下，用于容纳合金熔体。

本发明实施例中的熔体保护方法，包括：将惰性气体保护圈置于结晶器的上沿；将惰性气体保护盖封盖于所述惰性气体保护圈之上。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：将惰性气体保护圈，置于惰性气体保护盖的下表面与结晶器的上沿之间，增加惰性气体保护盖的下表面与结晶器的上沿之间的距离，增加了结晶器上方的惰性气体承纳的容积，加大熔体上方惰性气体空间的高度，增加了惰性气体保护层的厚度，减少熔体氧化机会，有效保护结晶器内熔体，减少或避免熔体氧化问题。

附图说明

图1为现有技术中熔体保护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中熔体保护装置的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中熔体保护装置的另一个实施例示意图；

图4为本发明实施例中熔体保护方法的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种熔体保护装置及方法，用于防止熔体氧化，提高内部冶金质量。以下分别进行详细介绍。

首先简要介绍现有技术中熔体保护的装置和具体保护方法，熔融状态下的铝锂合金，易与空气中的氧等发生化学反应，熔体会发生燃烧氧化，熔体的保护极其困难。目前，铝锂合金一般是在氩气保护环境下感应炉熔炼铝锂合金，其静置炉使用真空/氩气保护处理铝锂合金，中小规格铝锂合金铸锭是在氩气保护下进行铸造。在现行的圆锭生产条件下，利用惰性氩气比空气重，且不与铝锂合金发生化学反应的特点，来隔断结晶器内的熔体和空气接触，达到保护熔体的目的。具体装置请参见图1，在铸造铝锂合金圆锭时，在结晶器103的上沿放置有氩气管101，氩气管101的管壁上均匀分布可喷射氩气的小孔，在氩气管101上面再加上绝热保护盖102来保护结晶器103内的熔体。开始进行铝锂合金铸造时，由氩气管101向结晶器103内持续通入氩气，氩气在重力作用下，向结晶器103内由高处向低处流动，排走结晶器103内的空气，直至氩气充满结晶器103后溢出并隔绝熔体104和空气接触，铝锂合金铸造的现有工艺决定了熔体104的水平面距离结晶器103上沿仅有30毫米～50毫米的高度，在氩气管101上的绝热保护盖102可有限密封结晶器上部氩气容纳空间，一方面减少熔体的热量损失，另一方面减少氩气逃逸量。但氩气空间并不是完全密闭的，可承纳保护用氩气的空间也十分有限，尤其是氩气空间高度太小，氩气保护层厚度不够。