稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，是將稀土永磁原料在真空或保護(hù)氣氛下感應(yīng)加熱成熔融合金工藝、速凝工藝和無(wú)氧出料在發(fā)明設(shè)備中一次完成，設(shè)備包括交替工作的帶有感應(yīng)爐體的雙室門(mén)、室殼體、維修門(mén)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和控制柜。感應(yīng)爐體鋼制框架與室門(mén)的支架通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，爐體由坩堝、鋼制框架、耐熱磚和銅制感應(yīng)線圈組成。室殼體內(nèi)有急冷銅輥、中間包、抽真空裝置、惰性氣體導(dǎo)入裝置、測(cè)溫機(jī)構(gòu)、壓力控制和安全閥。收料罐在室殼體的下方，通過(guò)隔離插板閥與其連接，收料罐是水冷夾套的環(huán)形罐體，罐腔內(nèi)有隔板。發(fā)明的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備提高了產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率，同時(shí)簡(jiǎn)化了工藝，減少了設(shè)備投資。
【專利說(shuō)明】稀土永磁合金真空感應(yīng)溶煉速凝設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，特別是涉及一種用于釹鐵硼稀土永磁合金和稀土儲(chǔ)氫合金熔煉的真空熔煉速凝設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]釹鐵硼稀土永磁快淬磁粉與樹(shù)脂等混合，可做成粘結(jié)磁體。廣泛應(yīng)用于電子、電器、電機(jī)等，有著越來(lái)越廣泛的用處。稀土儲(chǔ)氫合金是鎳氫電池的負(fù)極材料。廣泛應(yīng)用于電動(dòng)工具、混合動(dòng)力汽車等，有著越來(lái)越廣泛的用處。
[0003]現(xiàn)有的釹鐵硼稀土永磁快淬磁粉制造工藝和真空熔煉速凝設(shè)備是將稀土永磁合金的原料或稀土儲(chǔ)氫合金原料，放到真空熔煉速凝設(shè)備的熔煉坩堝內(nèi)，在真空和保護(hù)氣氛下將原料加熱熔化成熔融的合金，然后通過(guò)中間包在可控的速度下，澆鑄到帶水冷的銅冷卻輥的外表面上形成合金薄片，冷卻后的合金薄片掉到水平旋轉(zhuǎn)的水冷轉(zhuǎn)盤(pán)上進(jìn)行二次冷卻，待合金片冷卻后，打開(kāi)真空速凝設(shè)備的爐門(mén)，將合金片取出。
[0004]目前使用的真空熔煉速凝工藝和設(shè)備與先前的鑄錠工藝和設(shè)備相比，產(chǎn)品的性能有了很大的提高，但是產(chǎn)品仍然存在許多問(wèn)題。在生產(chǎn)稀土永磁合金薄片時(shí)，由于二次冷卻不均勻，冷卻速度低，產(chǎn)品的金相結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)晶粒分布不均和過(guò)細(xì)的小晶粒的現(xiàn)象，并經(jīng)常有α-鐵析出。在生產(chǎn)稀土儲(chǔ)氫合金時(shí)，還有少量的錳析出現(xiàn)象。這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的性能，之后合金薄片還要在真空熱處理爐中進(jìn)行真空熱處理，以消除錳析出和使晶粒均勻化?，F(xiàn)有設(shè)備裝料和出料操作不方便，設(shè)備維護(hù)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備。
[0006]
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明與現(xiàn)有的真空感應(yīng)加熱速凝爐相比，采用的雙室門(mén)分別帶有I個(gè)感應(yīng)爐交替工作，大大地提高了生產(chǎn)效率；稀土合金真空速凝制薄片、冷卻和出料在一個(gè)設(shè)備的保護(hù)氣氛中完成，出料罐帶有水冷夾套，提高冷卻效率，防止合金碎片順時(shí)集積而粘連；也可以吊裝放入水冷槽中冷卻,二次冷卻速度快,冷卻均勻,產(chǎn)品性能高,一致性好。避免現(xiàn)有真空感應(yīng)加熱速凝爐生產(chǎn)的合金薄片攪拌不均勻、冷卻慢和薄片粘連的問(wèn)題，避免了物流存在的薄片被氧化的問(wèn)題，在節(jié)能的前提下大大提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的一致性，同時(shí)提高設(shè)備使用壽命，縮短了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是發(fā)明的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1中的室殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖3是圖2中的收料罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是圖3的A-A剖視圖。
[0011]圖中:1、1#室門(mén)；2、感應(yīng)爐；3、支撐框架；4、2#室門(mén)；5、室殼體；6、真空系統(tǒng)；7、維修門(mén)；8、控制柜；9、中頻感應(yīng)電源；10、鋼制框架；11、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)；12、1#觀察窗；13、感應(yīng)線圈；14、坩堝；15、耐熱磚及鎂砂；16、2#觀察窗；17、中間包；18、急冷銅輥；19、粉碎輥；20、3#觀察窗；21、導(dǎo)料筒；22、真空隔離閥門(mén)；23、收料罐；24、轉(zhuǎn)軸；25、導(dǎo)流嘴；26、手動(dòng)蝶閥；27、水冷夾套；28、翅片；29、車輪；30、水冷芯管；31、充氣管路，32.進(jìn)水口，33.出水口，34.卷?yè)P(yáng)機(jī)，35.隔板。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明包括具有可交替工作的雙室門(mén)(分別為1#室門(mén)I和2#室門(mén)4)的真空感應(yīng)熔煉速凝室、收料罐23和真空隔離閥門(mén)22，所述速凝室置于收料罐23上方，其導(dǎo)料筒21出口與收料罐23之間有真空隔離閥門(mén)22相接，真空感應(yīng)熔煉速凝室還連接有真空系統(tǒng)6 (現(xiàn)有結(jié)構(gòu))、惰性氣體導(dǎo)入管路、鎧裝測(cè)溫?zé)犭娕?、真空?guī)、壓力表和安全閥，所述交替工作的雙室門(mén)各帶有一個(gè)可傾動(dòng)的感應(yīng)爐2。
[0014]所述速凝室是一個(gè)真空室，一端為兩個(gè)室門(mén)1、4交替工作，中部為室殼體5，另一端設(shè)有維修門(mén)7 ;兩室門(mén)均帶有水冷夾層，其室門(mén)內(nèi)設(shè)有感應(yīng)爐2 ;感應(yīng)爐2包括坩堝14、鋼制框架10、耐熱磚及鎂砂15和銅制感應(yīng)線圈13，坩堝14外周依次為耐火磚及鎂砂15、銅制感應(yīng)線圈10和鋼制框架10，坩堝14側(cè)面用鎂砂搗制，坩堝14通過(guò)鋼制框架10置于爐體底部，坩堝出口為導(dǎo)流嘴25 ;感應(yīng)爐2與1#室門(mén)I和2#室門(mén)4上的支撐框架3通過(guò)轉(zhuǎn)軸24相連，感應(yīng)爐2上有傾動(dòng)機(jī)構(gòu)11,所述傾動(dòng)機(jī)構(gòu)11由鋼絲滑輪組組成，滑輪分別固定在室門(mén)和感應(yīng)爐鋼制框架10上，鋼絲纏繞在滑輪組上，端部連接在爐內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)34上，卷?yè)P(yáng)傾動(dòng)。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)11可以使感應(yīng)爐2繞支撐框架3上的轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)。維修門(mén)7上的3#觀察窗20上設(shè)有攝像頭，實(shí)時(shí)觀察坩堝14和急冷銅輥18狀況，室殼體5上有1#、2#觀察窗12、16、安全閥和測(cè)溫?zé)犭娕?，所述測(cè)溫?zé)犭娕紴橐苿?dòng)式鎧裝熱電偶，測(cè)溫時(shí)，熱電偶可以探到鋼水中，不用時(shí)，遠(yuǎn)離坩堝14。感應(yīng)線圈13通過(guò)中頻感應(yīng)電源9連接控制柜8。
[0015]如圖2所示，所述速凝室殼體內(nèi)部還設(shè)有中間包17、急冷銅輥18和導(dǎo)料筒21，中間包17置于坩堝導(dǎo)流嘴25和急冷銅輥18之間，中間包17由鋼制的框架和耐火材料組成，在中間包17底部設(shè)有噴嘴，噴嘴與急冷銅輥18的間隙采用直線導(dǎo)軌可手動(dòng)三維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述三維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，是在三軸方向上分別設(shè)置相互配合的直線滑軌組件，中間包固定在三軸中一軸的臺(tái)板上，該臺(tái)板沿X軸、Y軸和Z軸方向移動(dòng)。急冷銅輥18置于室殼體5內(nèi)中間包17的下方，導(dǎo)料筒21在急冷銅輥18的下方，導(dǎo)料筒21下方設(shè)有真空隔離閥門(mén)22，對(duì)接收料罐23。所述導(dǎo)料筒21外壁上盤(pán)有水冷管，導(dǎo)料筒21內(nèi)設(shè)有粉碎輥19。
[0016]如圖3、圖4所示，所述收料罐23是帶有水冷夾套27的環(huán)形罐體，中部有與水冷夾套27相通的水冷芯管30，罐體上開(kāi)有與水冷夾套27相通的進(jìn)、出水口 32、33，罐腔體內(nèi)水冷芯管30與罐體內(nèi)壁間設(shè)置有多個(gè)帶翅片28的隔板35，罐體外底部設(shè)有在預(yù)埋的軌道上往復(fù)行走的車輪29 ;在收料罐23收料口端設(shè)置有手動(dòng)蝶閥26，罐體側(cè)壁上連接有充氣管路31。[0017]本發(fā)明還可以設(shè)有一個(gè)外部附屬的水冷槽，用于收料罐23吊裝入水槽中，罐體與水直接接觸冷卻。
[0018]本發(fā)明在工作時(shí)，在真空和/或保護(hù)氣氛下，用設(shè)在真空室外的中頻感應(yīng)電源9給感應(yīng)線圈13通電，開(kāi)始對(duì)坩堝14內(nèi)的爐料加熱，待爐料熔化并達(dá)到充分合金化后，通過(guò)爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)11，熔融的合金沿著坩堝14的導(dǎo)流嘴25流出，澆鑄到下方的中間包17內(nèi)。中間包17在和急冷銅輥18接觸的地方設(shè)有噴嘴，中間包內(nèi)的熔融的合金通過(guò)噴嘴噴鑄到旋轉(zhuǎn)的急冷銅棍18的外表面上，熔融合金在急冷銅棍18表面上冷卻,形成合金薄片。薄片隨著急冷銅輥18的旋轉(zhuǎn)掉到下方的導(dǎo)料筒21內(nèi)。導(dǎo)料筒21內(nèi)設(shè)有粉碎輥19，合金薄片通過(guò)粉碎輥19后被打碎成小碎片掉到導(dǎo)料筒21下方真空隔離閥門(mén)22下方的收料罐23內(nèi)。澆鑄完成后，關(guān)閉真空隔離閥門(mén)22，裝有碎片的收料罐23移動(dòng)到一端，另一個(gè)收料罐23與真空隔離閥門(mén)22對(duì)接。至此，完成一爐產(chǎn)品生產(chǎn)。收料罐23帶有水冷夾套27，罐腔體中部水冷芯管30與水冷夾套27連通，罐腔體內(nèi)有隔板35。當(dāng)真空室壓力與大氣平衡后，打開(kāi)1#室門(mén)1，關(guān)閉2#室門(mén)4，通過(guò)真空系統(tǒng)6 (現(xiàn)有結(jié)構(gòu))抽真空，充氮?dú)?，真空室?nèi)感應(yīng)爐加熱，開(kāi)始下一爐工作。
[0019]本發(fā)明的使用過(guò)程:
在大氣壓力下，將已經(jīng)按材料成分和重量百分比配料后的R-Fe-B-M (R為Nd、Pr、Dy、Tb稀土類元素的一種或兩種以上，M為Co、Al、Cu、Zr、Ga中的一種或兩種以上)原料，裝入真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備的1#室門(mén)I和2#室門(mén)4中的坩堝14內(nèi)。手動(dòng)關(guān)閉1#室門(mén)I或2#室門(mén)4，關(guān)閉維修門(mén)7和真空隔離閥門(mén)22，通過(guò)羅茨泵和雙機(jī)并聯(lián)滑閥泵機(jī)組的真空系統(tǒng)6降壓到規(guī)定壓力(例如5Pa以下)，打開(kāi)保護(hù)氣體導(dǎo)入閥充入爐內(nèi)保護(hù)氣體，在真空和保護(hù)氣氛下，啟動(dòng)中頻感應(yīng)電源9，利用感應(yīng)加熱將原料熔煉成熔融合金。
[0020]經(jīng)充分合金化后(例如精煉30分鐘)，在設(shè)定的溫度下(例如1460°C )，通過(guò)坩堝傾動(dòng)機(jī)構(gòu)11，熔融的合金沿著坩堝14的導(dǎo)流嘴25流出，澆鑄到下方的中間包17內(nèi)。通過(guò)中間包17上的噴嘴將合金液體噴鑄到旋轉(zhuǎn)的急冷銅輥18的外表面上冷卻。旋轉(zhuǎn)急冷銅輥18的轉(zhuǎn)速可根據(jù)工藝要求設(shè)定。
[0021]經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)急冷銅輥18冷卻的合金薄片，通過(guò)導(dǎo)料筒21掉入位于下方的水冷收料罐23內(nèi)，導(dǎo)料筒21上設(shè)有粉碎輥19，在導(dǎo)料筒21壁上繞有水冷管。導(dǎo)料筒21下方是真空隔離閥門(mén)22.收料罐23帶有水冷夾套27，罐腔體內(nèi)中部有水冷芯管30與水冷夾套27相通，罐腔體中部有水冷芯管30與水冷夾套27內(nèi)壁間有隔板35，提高冷卻效率，防止合金碎片順時(shí)集積而粘連。
[0022]本專業(yè)的普通技術(shù)人員應(yīng)能了解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，并認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的具體實(shí)施細(xì)節(jié)可以在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:包括具有可交替工作的雙室門(mén)的真空感應(yīng)熔煉速凝室、收料罐和真空隔離閥門(mén)，所述真空感應(yīng)熔煉速凝室置于收料罐上方，其導(dǎo)料筒出口與收料罐之間有真空隔離閥門(mén)相接，真空感應(yīng)熔煉速凝室還連接有真空系統(tǒng)、惰性氣體導(dǎo)入管路、測(cè)溫?zé)犭娕?、壓力表、真空?guī)和安全閥，所述交替工作的雙室門(mén)，每個(gè)室門(mén)帶有一個(gè)可傾動(dòng)的感應(yīng)爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述的雙室門(mén)帶有水冷夾層，雙室門(mén)內(nèi)各懸掛有帶傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的感應(yīng)爐，感應(yīng)爐包括坩堝、鋼制框架、耐熱磚和銅制感應(yīng)線圈，坩堝置于感應(yīng)爐內(nèi)部，坩堝出口為導(dǎo)流嘴，坩堝外周依次為耐火磚、銅制感應(yīng)線圈和鋼制框架，感應(yīng)爐的鋼制框架與室門(mén)的支撐框架通過(guò)轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，所述傾動(dòng)機(jī)構(gòu)分別連接在室門(mén)和感應(yīng)爐框架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述速凝室殼體內(nèi)部還有中間包、急冷銅輥和導(dǎo)料筒，中間包置于坩堝導(dǎo)流嘴和急冷銅輥之間，中間包上連接有三維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)中間包的噴嘴和急冷銅輥的間隙，急冷銅輥置于室殼體內(nèi)中間包的下方，導(dǎo)料筒在急冷銅輥的下方，導(dǎo)料筒下方設(shè)有真空隔離閥門(mén)，對(duì)接收料罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述導(dǎo)料筒外壁上盤(pán)有水冷管，導(dǎo)料筒內(nèi)設(shè)有粉碎輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁合金真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述速凝室殼體還設(shè)有維修門(mén)，維修門(mén)上的3#觀察窗設(shè)有攝像頭，室殼體頂板上分設(shè)有1#、2#觀察窗、安全閥和測(cè)溫?zé)犭娕肌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金粉真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述收料罐是帶有水冷夾套的環(huán)形罐體，其中部設(shè)有與水冷夾套連通的水冷芯管，罐腔體內(nèi)水冷芯管與罐體內(nèi)壁間設(shè)置有多個(gè)帶翅片的隔板，罐體外底部有在預(yù)埋的軌道上往復(fù)行走的車輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀土永磁合金粉真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:所述收料罐體側(cè)壁上連接有連通內(nèi)腔的充氣管路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀土永磁合金粉真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:在所述收料罐收料口端設(shè)置有手動(dòng)蝶閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁合金粉真空感應(yīng)熔煉速凝設(shè)備，其特征在于:還設(shè)有用于冷卻出料罐的水冷槽。
【文檔編號(hào)】B22D11/10GK103801667SQ201210445449
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】陳曉東, 孫寶玉 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)中北真空科技有限公司