一种卧式旋转精炼炉及制备铝钛硼中间合金的方法与流程

本发明涉及熔炼炉设备领域，具体涉及适用于氟盐反应法生产铝钛硼中间合金的精炼装置和方法。

背景技术：

1、熔炼炉采用200～2500hz中频电源进行感应加热，功率范围为20～2500kw，根据其特点亦可称为中频电炉。传统的熔炼炉在生产铝钛硼中间合金时，往往整体使用稳定性较差，同时传统的熔炼炉为开口状结构，在热熔过程中，极易造成熔炼炉内部热量散失。在传统的氟盐反应法生产铝钛硼中间合金中，为了使氟盐的反应更加充分、均匀，往往需要碳棒或钛棒进行机械搅拌，碳棒在使用过程中寿命短，并且会引入杂质，而钛棒又有成本过高的弊端。机械搅拌又很难使熔体内部第二相微观粒子分布均匀。

2、现有技术有以下不足：在传统的氟盐反应法生产铝钛硼中间合金中，往往需要碳棒或钛棒进行机械搅拌，碳棒在使用过程中寿命短，并且会引入杂质，而钛棒又有成本过高的弊端。机械搅拌又很难使熔体内部第二相微观粒子分布均匀。并且传统的机械搅拌需露天进行，容易造成熔体飞溅，对施工人员存在安全隐患。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种卧式精炼炉，以及使用该精炼炉制备铝钛硼中间合金的方法。

2、具体地，本发明提供的一种卧式旋转精炼炉，包括支撑架与炉体，所述炉体为密闭腔体，采用卧式，其顶端设置可开关的阀门，内部设有热电阻线圈；支撑架为凹形状，包括底座与基座，所述炉体通过转轴安装在支撑架的凹槽内且与支撑架的底座保持一定距离，支撑架将炉体环绕；所述转轴一端贯穿轴承与炉体连接，另一端与驱动电机连接，驱动电机内嵌于基座上，炉体通过轴承的转动实现旋转；所述轴承固定连接支撑架。

3、优选的，所述轴承通过轴承座固定在支撑架的底座上。所述轴承也可以通过焊接8根支撑柱固定连接于支撑架的基座。

4、优选的，所述8根支撑柱均采用分离式结构，固定在所述炉体的两端，与所述基座相连接，支撑柱之间间隔90度。

5、优选的，所述炉体炉壁为三层设计，最外层为炉体外壁，中间层为隔热层，最内层为保温层，增大炉体的保温性。

6、优选的，所述炉体内的热电阻线圈连接变频器，所述变频器安装在炉体外侧。变频器可加速炉体中金属的熔化速度。

7、优选的，所述炉体与转轴连接的内侧处设置热电偶，用于检测实时温度。

8、优选的，转轴由驱动电机直接带动旋转，因此其转速稳定，可实现反应过程中的自动旋转和手动控制旋转。优选的是，所述驱动电机的转速可通过电机控制端进行调整。

9、优选的，所述基座一侧设置可开关窗口，用于连接输料管道与炉体，通过窗口连接用于出料的管道，便于后续加工程序的进行。

10、采用上述卧式旋转精炼炉制备铝钛硼中间合金，具体包括以下步骤：

11、(1)铝锭熔化：纯度为99.7％工业纯铝通过阀门加入到炉体中，炉体温度设为730-800℃，至完全熔化；

12、(2)添加氟盐：将氟钛酸钾和氟硼酸钾按照ti和b的质量比5∶1称取，均匀混合后，分两批加入到熔炉中反应；

13、(3)合金化反应：每批次加料后开启驱动电机带动炉体进行旋转，使反应充分进行，转速为15～40r/min，炉体每次转动时间为10min；

14、(4)待氟盐全部加入充分反应后，通过手动控制驱动电机带动炉体旋转，使阀门位于炉体顶部，此时打开阀门，接入出料装置后旋转炉体，使炉内上层副产物排出；

15、(5)步骤(4)处理后的熔液为al-5ti-1b中间合金熔体，再次连接出料装置旋转炉体将熔体引入自动化轮式铸造机中，出料时伴水冷的随温度控制，压制成丝杆，获得al-5ti-1b铝合金晶粒细化剂。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果：

17、(1)本发明的卧式旋转精炼炉是针对氟盐法生产铝钛硼中间合金，在反应过程中会有氟铝酸钾液体产生，浮在熔体表面，在顶端仅设有一个可开关的阀门作为进料与出料通道，减少热量的损耗同时可以更好的排出表层的液渣。另一方面，本发明通过设有转轴可实现炉内熔体的高速旋转，从而使熔体分散均匀，也避免使用传统的碳棒机械搅拌引入杂质的问题，提高产品质量。

18、(2)通过设有基座的防护系统，利用基座和密闭式炉体，减少在生产过程中的热量损失，保证了整体热熔效果，且利用基座和支撑柱对炉体的支撑，可保证炉体稳定旋转，同时也可避免炉体内部加热过程中液体飞溅，可对工作人员进行防护。

19、(3)本发明通过设置驱动电机带动炉体旋转，可有效实现氟盐反应法中的副产物和产物的分层出料，提高了整体使用效果，提高了装置整体适用性。

技术特征：

1.一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，包括支撑架与炉体(3)，所述炉体(3)为密闭腔体，采用卧式，其顶端设置可开关的阀门(5)，内部设有热电阻线圈；支撑架为凹形状，包括底座(8)与基座(1)，所述炉体(3)通过转轴(6)安装在支撑架的凹槽内且与支撑架的底座(8)保持一定距离，支撑架将炉体环绕；所述转轴(6)一端贯穿轴承(10)与炉体(3)连接，另一端与驱动电机连接，驱动电机内嵌于基座(1)上，炉体(3)通过轴承(10)的转动实现旋转；所述轴承(10)固定连接支撑架。

2.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述轴承(10)通过轴承座固定在支撑架的底座(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述轴承(10)通过焊接8根支撑柱(2)固定连接于支撑架的基座(1)。

4.根据权利要求3所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述8根支撑柱(2)均采用分离式结构，固定在所述炉体(3)的两端，与所述基座(1)相连接，支撑柱(2)之间间隔90度。

5.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述炉体内的热电阻线圈连接变频器(4)，所述变频器(4)安装在炉体外侧。

6.根据权利要求1所述的一种卧式旋转精炼炉，其特征在于，所述炉体与转轴(6)连接的内侧处设置热电偶，用于检测实时温度。

7.一种铝钛硼合金细化剂的制备方法，采用权利要求1-6任一项所述的卧式旋转精炼炉制备，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种卧式旋转精炼炉以及使用该精炼炉制备铝钛硼中间合金的方法。所述卧式旋转精炼炉包括：卧式炉体与支撑架，卧式炉体是一个密闭腔体，在顶端仅设有一个可开关的阀门作为进料与出料通道，减少热量的损耗同时可以更好的排出表层的液渣。另一方面，本发明通过设有转轴可实现炉内熔体的高速旋转，从而使熔体分散均匀，也避免使用传统的碳棒机械搅拌引入杂质的问题，提高产品质量。环绕式支撑架的设计可避免炉内熔体因设备故障导致的安全隐患，对工作人员进行一定程度的防护，本发明的卧式旋转精炼炉结构简单，操作便捷，使用该精炼炉制备铝钛硼中间合金的方法适用于工业化生产。

技术研发人员：沈甫原,耿晓兵,喻鼎辉,廖志辉,喻强,廖敏,朱云,李杰,罗学涛
受保护的技术使用者：福建省漳平市九鼎氟化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11