[发明专利]连续处理过程中用于顺序熔化和精炼的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于顺序熔化和精炼材料的设备，以及由所述设备 实施的方法。在该过程中被处理的材料通过一个或多个热源转换为液态 物质，或该处理之前，材料已经处于液态。该方法特别适于处理金属， 非金属和陶瓷，例如为了生产合金和/或精炼材料。

背景技术

从现有技术中许多方法可知，材料可以被加热。此类方法之一是电 子束法，其中电子束被引导到材料上有针对性地在材料中产生热。这种 方法特别灵活，因为该材料的某个部分可以被有针对性地加热到非常高 的温度。如果应加热较大部分的材料，电子束可以扫描整个材料进行加 热。

电子束熔融法只能在真空下进行。该方法由于在真空条件下的固有 的传导性获得优势，即任选地，可以去除存在于材料中的杂质。所述材 料将以此被精炼。另一方面，由于采用电子束法，可以通过挥发性成分 的挥发来改变材料的组分，这是有利的，例如在精炼的情况下。挥发性 成分的这种蒸发极强的天然地存在于非均质材料混合物中，例如在不熔 的金属屑、粉屑和添加剂的混合物中。蒸发可能是被期待的，但应保持 初始组分时，也可以成为问题。当然，这个问题也可能发生于温度大于 500摄氏度的真空下进行的其它熔融和精炼处理过程。

现有技术中已知的另一种方法是等离子体熔融法，在以该方法处理 期间，在显著高于1毫巴，特别是高于100毫巴的压力下，加热材料。 等离子体熔融法很好地适用于许多材料的熔点。

有许多方法用于在减压下和/或在真空条件下熔融和精炼材料。作为 示范性的，这些方法可以分为三类：高真空法，其是在10^-7毫巴和10^-2毫巴之间的压力范围内进行的方法。真空法是在10^-2毫巴和100毫巴之 间的压力范围内进行的方法。低压法是在100毫巴和1大气压之间的压 力范围下进行的方法。

当熔体必须在不同的压力下连续处理时，以及在这些方法中使用的 加热处理仅在各自的压力范围内有效地工作时，则有必要以分批过程进 行这种处理。例如，在各处理步骤之间，材料必须从一个坩埚中取出并 被转移到另一个。通常情况下，需要用不同的方法连续处理。精炼材料 的情况下，例如，可能有必要在大于100毫巴的压力范围内，除去一种 或多种杂质，该杂质需与例如氧气等的反应性气体反应，以使其变得具 有挥发性。第二步骤，可能有必要施加高真空除去挥发性杂质。很明显， 这样一个顺序处理过程不能容易地以连续法进行。特别是，该方法将与 高度仪器主导的尝试相关联，因为熔体水平根据相应的压力将会有所不 同。根据熔体的密度，这可能容易导致几米的高度差。相应的设备将占 用很大的空间，因此是不经济的。

DE1291760A描述了一种方法，首先，基础(basebatch)批次的金 属是通过真空电子束加热方式加热。挥发性合金成分随后添加并用等离 子体射流加热。但是，金属处理在单一的处理容器中进行，各种熔体以 不同的方法在不同的压力下被连续加热。仅当使用一个非常复杂的设施 时，该方法的连续实施才是可能的。此外，所描述的方法需要依顺序添 加合金组分，这是本发明优选排除的。此外，该方法不使用压力差进行 材料运输，因为传送通道没有通向第二处理容器中，而是在高于第二容 器中的熔体高度处结束。而且，熔体经传送通道的运输没有通过移动电 磁场来实现。

DE2118894C2教导了通过电磁泵进行熔体传送，但没有公开流体的 减速或停止。

US5503655A没有提及材料流体的电磁操控。特别是，没有公开流体 的减速或停止。

US4027722A，描述了用电子束法加热金属熔体的非常简单的系统。 电磁操控流动没有被提及。而是处理室之间的压力差被用于通过管26(图 1)输送熔体。

因此，需要结合高真空方法，真空法和低压法在连续处理中的优点， 而不增加很多所需的基于仪器的投入。

发明内容

本发明提供了这样一种方法和相应的装置。

该方法包括以下步骤:

·在不同的处理室、不同的压力下进行液体材料的加热和/或精制， 其中所述压力高度的距离是通过液体材料本身进行，

·液体材料从第一处理室传送到另一第二处理室，其中所述材料的 转移是通过不同处理室之间的压力差结合流速的电磁操纵而实 现的，并

·处理室中所使用的热源彼此独立工作，