[发明专利]控制铝钛硼(碳)合金中TiB2(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工业熔炼设备，更具体地说，涉及一种控制铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉。

背景技术

铝钛硼(或铝钛碳，下同)合金是一类目前在全球范围内铝材加工中普遍使用并最为有效的细化铝及铝合金凝固晶粒的中间合金。在铝或铝合金中加入上述铝钛硼(碳)合金，可以使得铝或铝合金凝固晶粒细化，进而使其屈服强度、压延塑性及韧脆转变温度等性能都有很大改善。目前在全球范围内普遍使用并且能有效实现工业化生产的铝钛硼(碳)中间合金的制造方法是用氟钛酸钾和氟硼酸钾与铝熔体进行的热还原反应法(对于铝钛碳合金而言，是用氟钛酸钾和碳与铝熔体进行的热还原反应法)，这种方法产生大量的TiB₂(TiC)并作为细化后的铝或铝合金的晶粒核心。在铝钛硼(碳)合金中，TiB₂(TiC)以颗粒团的形式存在，其本身的平均名义直径越细小，其对铝或铝合金的凝固晶粒细化能力就越强。但是，在现有技术中，通常是在电阻坩埚熔炼炉或单频(通常是工频)电磁感应熔炼电炉中进行上述铝热还原反应的，其生产出来的铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径较大，从而使得被这种具有较大TiB₂(TiC)颗粒团的铝钛硼(碳)合金细化后的铝或铝合金的凝固晶粒尺寸较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中铝钛硼(碳)合金中的TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径较大从而使得由其细化后的铝或铝合金的凝固晶粒尺寸较大的缺陷，提供一种在其反应过程中控制上述铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种控制铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，包括用于盛放金属或合金熔体的炉体及设置在所述炉体外表面的线圈，所述线圈中通过交变电流，所述炉体内的金属或合金感应到所述电流产生的磁场而发热，所述线圈为多层，所述多层线圈中每个线圈流过的驱动电流的频率各不相同。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述线圈包括流过第一频率电流的第一层线圈、流过第二频率电流的第二层线圈和流过第三频率电流的第三层线圈。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一层线圈、第二层线圈和第三层线圈分别以所述炉体为圆心并以不同的直径包围所述炉体；所述第三层线圈靠近所述炉体外表面，所述第一层线圈远离所述炉体外表面，所述第二线圈位于所述第一线圈和第三线圈之间。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第三线圈与所述炉体的半径之差、第一线圈和第二线圈的半径之差以及第二线圈和第三线圈的半径之差分别为5-15厘米。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述三个线圈的导体外表面分别设置有绝缘层。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一频率为50Hz，所述第二频率为500-1200Hz，所述第三频率为1500-2500Hz。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，还包括并接在所述第一层线圈上的第一补偿电容、并接在所述第二层线圈上的第二补偿电容和并接在所述第三层线圈上的第三补偿电容。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，所述第一补偿电容值为40-120μF，第二补偿电容值为400-1000μF，第三补偿电容值为800-1800μF。

在本发明所述的电磁感应熔炼电炉中，还包括用于控制所述第一层线圈、第二层线圈和第三层线圈同时通电工作的线圈驱动控制装置，所述控制装置输出分别与所述各线圈端点连接，并设置在同一控制柜中。

实施本发明的控制铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉，具有以下有益效果：由于在所述炉体外部设置有多层线圈，而且这些线圈流过的电流的频率各不相同。于是，在上述炉体内部有多个交变磁场叠加，使得上述炉体内部各部分均受到磁力的作用，使得得到的铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径更为细小，进而提高了铝钛硼(碳)合金对铝或铝合金凝固晶粒细化能力。

附图说明

图1是本发明一种控制铝钛硼(碳)合金中TiB₂(TiC)颗粒团平均名义直径的电磁感应熔炼电炉实施例的轴向剖面结构示意图；

图2是图1中的A-A向剖面图；