一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置及其应用的制作方法

1.本发明涉及真空感应熔炼炉生产辅助领域，具体涉及一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置及其应用。

背景技术：

2.钕铁硼稀土永磁材料具有优良的磁性能，被广泛应用于医疗核磁共振成像、计算机硬盘驱动、音响、手机、家电、汽车、风力发电等领域，随着低碳环保经济和电子技术的快速发展，钕铁硼稀土永磁材料的需求量日益增长。
3.钕铁硼稀土永磁材料的生产工序包括熔炼、铸锭、制粉和烧结，熔炼是通过加热将各种金属熔化，变成熔融的液体，并且均匀化，形成合金液；铸锭是将熔融的合金液浇注成一定形状和尺寸，形成一定显微组织的合金锭，即合金鳞片；制粉是将合金鳞片进行破碎、气流磨处理形成合金粉末，通过将合金粉末压胚并烧结后，得到钕铁硼稀土永磁材料(也称nd-fe-b永磁体)。
4.通过大量的实践证明，合金锭的显微组织对最终得到的nd-fe-b永磁体的组织与性能有重要影响：若合金锭中出现枝状的α-fe和孤立的块状富nd相，会导致在气流磨处理过程中，早、中、后期出粉的成分不同，残留粉过多，粉末颗粒粗细不均以及粉末外形不规则等缺陷，从而造成烧结时产品内部仅有一部分液相烧结；孤立的块状富nd相沿晶界非均匀分布，晶粒尺寸大小不均，导致 d-fe-b永磁体的磁性能降低且一致性差，造成所制备的nd-fe-b永磁体合格率较低。
5.为解决上述问题，现广泛使用真空感应熔炼炉生产合金鳞片，以替代熔炼和铸锭制备的合金锭，合金鳞片的显微组织满足以下要求：真空感应熔炼炉合金鳞片中不出现α-fe和块状富nd相，富nd相沿nd2fe
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b相的片状晶界均匀分布；不存在非晶区或超细(＜0.1μm)等轴晶区；真空感应熔炼炉合金鳞片的内部是柱状晶，且为穿透式的细小柱状晶，能够有效提高nd-fe-b永磁体的合格率。
6.真空感应熔炼炉生产过程中，为了便于制粉的氢脆破碎处理，需要在熔炼浇注及冷却过程中将脱离急冷辊的合金鳞片破碎成小尺寸结构，目前是采用如图1所示的多条犁状装置来对合金鳞片进行破碎的，多条犁状装置以固定速率上下移动配合冷却圆盘转动实现合金鳞片的破碎。但是，由于破碎装置与合金鳞片的接触面积较小，且破碎装置按压合金鳞片的力度较小，导致破碎效果较差，大量的合金鳞片难以被破碎至标准尺寸，造成制粉中氢脆破碎处理存在装炉量较低，且吸氢效果较差，制粉效率较低等问题。

技术实现要素：

7.为改善现有技术的不足，本发明提供一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，通过在熔炼炉急冷辊后设置碾辊，利用冷却圆盘带动碾辊转动，使碾辊与合金鳞片(以下简称鳞片)充分接触，达到充分破碎鳞片的效果，为后续的制粉工艺提供小尺寸的鳞片，提高了制粉工序氢脆处理的装炉量和吸氢效果。
8.本发明的目地在于提供一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，包括碾辊和碾辊转轴，所述碾辊转轴连接在碾辊上，所述碾辊转轴通过高度调节机构连接在固定平台上，所述高度调节机构能够自适应调整高度，以改变所述碾辊与冷却圆盘之间的距离，所述固定平台固定在所述感应熔炼炉上。
9.根据本发明的实施方案，所述高度调节机构包括安装竖梁和转轴连接臂，所述安装竖梁的顶端与固定平台连接，底端与转轴连接臂活动连接，所述转轴连接臂远离安装竖梁的一端与碾辊转轴连接。
10.在使用时，所述安装竖梁与转轴连接臂的连接角度可随碾辊与冷却圆盘的接触状态发生改变。
11.根据本发明的实施方案，所述碾辊转轴通过转轴卡箍与转轴连接臂连接。
12.根据本发明的实施方案，所述转轴连接臂与转轴卡箍通过固定件连接，优选地，所述碾辊转轴与转轴卡箍卡接或套接。
13.根据本发明的实施方案，所述安装竖梁与转轴连接臂的连接之处设置有安装卡槽，所述转轴连接臂的顶端嵌入安装卡槽内，自锁螺母穿过安装卡槽将转轴连接臂固定，所述转轴连接臂能够以所述自锁螺母为轴转动，自适应调整所述碾辊转轴与固定平台之间的距离。
14.根据本发明的实施方案，所述碾辊转轴插接在所述碾辊上，且所述碾辊转轴的两端凸出于所述碾辊。
15.优选地，所述碾辊转轴插接在所述碾辊的下部。
16.根据本发明的实施方案，所述碾辊转轴插入碾辊的位置位于碾辊两端横向中心、纵向四分之一至二分之一处。
17.根据本发明的实施方案，所述碾辊的底部与真空感应熔炼炉冷却圆盘的上表面接触，所述碾辊上设置有若干破碎齿，所述破碎齿包括齿环部和隔环部，所述隔环部设置在相邻的齿环部之间，所述齿环部的外周设置有若干破碎刀片。
18.根据本发明的实施方案，所述破碎刀片的纵截面呈梯形状或三角形，当呈三角形时，所述刀片的端部角度为15～60
°
，优选所述刀片的端部角度为 20～50
°
，例如为30
°
、45
°
。
19.根据本发明的实施方案，所述隔环部的长度为3-5cm，优选所述齿环部和隔环部一体成型。
20.本发明的另一个目地在于提供一种带有破碎鳞片装置的真空感应熔炼炉，其包括炉体、冷却圆盘和上述破碎鳞片装置，所述破碎鳞片装置中的碾辊位于冷却圆盘的顶部，所述固定平台连接在炉体上。
21.优选地，所述熔炼炉还包括多条犁状装置，所述多条犁状装置位于所述冷却圆盘的上方，且所述多条犁状装置可以相对冷却圆盘上下移动。
22.本发明的再一个目地在于提供一种上述带有破碎鳞片装置的真空感应熔炼炉炼炉制备nd-fe-b永磁体的方法，包括如下步骤：
23.s1、将原料加入真空感应熔炼炉熔铸得到合金鳞片；
24.s2、将合金鳞片放置在冷却圆盘上；
25.s3、使用多条犁状装置和破碎鳞片装置破碎冷却圆盘上的合金鳞片，得到碎片；
26.s4、将碎片依次进行氢破碎、气流磨制粉，得到粉料；
27.s5、将粉料在取向磁场下成型，再进行烧结，得到nd-fe-b永磁体。
28.有益效果
29.本发明的破碎鳞片装置，能够根据鳞片的厚度，安装竖梁与转轴连接臂的连接角度改变，以改变碾辊转轴与固定横梁之间的距离，使碾辊能够完全压接在冷却圆盘表面的鳞片上，在浇注及冷却过程中，装载鳞片的冷却圆盘会匀速旋转，与碾辊发生相对转动，碾辊与冷却圆盘上的鳞片接触并在重力作用下压迫鳞片，同时，碾辊转轴设置在碾辊的下部，加大了碾辊向下的作用力，从而使鳞片充分粉碎，能够将单边最大尺寸为35毫米左右的鳞片粉碎至单边最大尺寸为10毫米，达到制粉工序氢脆处理的合格标准尺寸，同时，与现有技术中大量的合金鳞片难以被破碎至标准尺寸，造成制粉中氢脆破碎处理存在装炉量较低，且吸氢效果较差相比，本发明能够将将装炉量提高17％，并将吸氢剧烈反应提前25分钟左右，吸氢效果更加充分。
附图说明
30.图1为多条犁状装置的结构示意图；
31.图2本发明实施例1中真空感应熔炼炉破碎鳞片装置的结构示意图；
32.图3为图2的左视图。
33.附图中，各标号所代表的部件如下：
34.1-固定横梁，2-安装竖梁，3-自锁螺母，4-安装卡槽，5-转轴连接臂，6-转轴卡箍，7-卡箍固定螺母，8-碾辊，9-碾辊转轴，10-冷却圆盘，11-炉体。
具体实施方式
35.下文将结合具体实施例对本发明的结构和应用做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1
39.如图2和图3所示，一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，包括碾辊转轴9，碾辊转轴9上连接有碾辊8，碾辊8放置冷却圆盘10上，碾辊8的底部与冷却圆盘10 的上表面接触，碾辊转轴9的端部穿过碾辊8与高度调节机构连接，高度调节机构的顶部连接在固定横梁1上。
40.本实施例中，碾辊8为圆柱形结构，碾辊8上设置有若干破碎齿，破碎齿包括齿环部
和隔环部，隔环部设置在相邻的齿环部之间，齿环部上外周设置有若干破碎刀片，破碎刀片的纵截面呈三角形，刀片的端部角度为15～60
°
，优选刀片的端部角度为20～50
°
，例如为30
°
、45
°
；隔环部的长度为3-5cm，其中，齿环部和隔环部一体成型。碾辊转轴9插接在碾辊8上，且两端凸出于碾辊8，为增加碾辊8向下的压力，本实施例将碾辊转轴9插接在碾辊8的下部，例如碾辊转轴9插入碾辊8的位置位于碾辊8两端横向中心、纵向四分之一至二分之一处。
41.固定横梁1设置在碾辊8上方，固定横梁1通过安装竖梁2、转轴连接臂5与碾辊转轴9的端部连接，转轴连接臂5的顶端通过安装竖梁2连接在固定横梁1的底部，转轴连接臂5的底端通过转轴卡箍6与碾辊转轴9的端部固定，本实施例中，碾辊转轴9的两端穿过碾辊8后与转轴卡箍6连接，碾辊转轴9与转轴卡箍6之间的连接例如为卡接或套接。
42.参见图3所示，转轴连接臂5与安装竖梁2活动连接，例如，安装竖梁2与转轴连接臂5的连接之处设置有安装卡槽4，转轴连接臂5的顶端嵌入安装竖梁2的安装卡槽4内，自锁螺母3穿过安装卡槽4将转轴连接臂5与安装竖梁2连接，转轴连接臂5能够以自锁螺母3为轴转动，固定横梁1连接炉体11，稳固整个装置，在使用时，将转轴连接臂5卡入安装卡槽4内，再插入自锁螺母3将转轴连接臂5与安装竖梁2连接。
43.参见图3所示，转轴卡箍6套接在碾辊转轴9伸出碾辊8外的端部，转轴连接臂5的下部通过卡箍固定螺母7与转轴卡箍6连接，其中，转轴连接臂5的下部形状与转轴卡箍6相适应，例如为能够包覆1/2转轴卡箍6的半圆形结构。
44.本发明的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置进行鳞片破碎之前，先将破碎鳞片装置安装在固定横梁1与冷却圆盘10之间，转轴连接臂5根据固定横梁1与冷却圆盘10之间的距离发生旋转，自适应调整破碎鳞片装置的高度，使碾辊8压接在冷却圆盘10表面。急冷辊将浇注好的合金鳞片甩在冷却圆盘10上，冷却圆盘10旋转时，碾辊8与冷却圆盘10发生相对运动，并对冷却圆盘10上的合金鳞片进行破碎碾压。且在碾压过程中，当合金鳞片厚度不均一时，转轴连接臂5能够自适应旋转，使碾辊8能够根据合金鳞片厚度进行上下调整，避免碾辊8与冷却圆盘10 发生刚性碰撞；碾辊8的表面覆盖有多圈间隔为3-5cm的形破碎齿，增加了碾辊8 与冷却圆盘10之间的摩擦，提高对金属鳞片的破碎程度，使得碾辊8能够保持相对匀速转动，对金属鳞片进行充分破碎，达到氢脆工艺的合格标准尺寸，解决了犁状破碎装置与合金鳞片的接触面积较小，且向下按压的力度不足的问题，提高了制粉工序氢脆处理的装炉量以及吸氢效果。
45.实施例2
46.一种真空感应熔炼炉，参见图2所示，其包括炉体11、冷却圆盘10、实施例 1中的破碎鳞片装置和多条犁状装置(图中未示出)，其中，破碎鳞片装置中的碾辊8位于冷却圆盘10的顶部，破碎鳞片装置中的固定横梁1连接在炉体11上，多条犁状装置位于冷却圆盘10的上方，且能够相对冷却圆盘10上下运动。
47.实施例3
48.一种采用实施例2的真空感应熔炼炉制备nd-fe-b永磁体的方法，包括如下步骤：
49.s1、将原料加入真空感应熔炼炉熔铸得到合金鳞片。
50.s2、将合金鳞片放置在冷却圆盘10上。
51.s3、使用多条犁状装置和破碎鳞片装置配合破碎冷却圆盘10上的合金鳞片，得到
碎片。
52.s4、将碎片依次进行氢破碎、气流磨制粉，得到粉料。
53.s5、将粉料在取向磁场下成型，再进行烧结，得到nd-fe-b永磁体。
54.其中，步骤s1熔铸包括如下步骤：将原料在真空下加热熔融，得到合金液，将合金液通过中间包浇筑到带水冷却的旋转辊上，冷却合金经过旋转辊冷却后形成合金鳞片。
55.对比例1
56.本对比例中除了采用如图1所示的多条犁状装置对合金鳞片进行破碎外，其他步骤与实施例3相同。
57.对比例1中的合金鳞片粉碎后碎片的单边最大尺寸为35mm；采实施例3中合金鳞片粉碎后的单边最大尺寸10mm，与对比例1相比，实施例3的装炉量提高了 25％，步骤s3中吸氢剧烈反应提前30min，吸氢效果更加充分，显著提高了制粉效率。
58.以上通过实施例对本发明的具体实施方式进行了示例性的说明。但是，本发明的保护范围不拘囿于上述示例性的实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，本领域技术人员所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，包括碾辊和碾辊转轴，所述碾辊转轴连接在碾辊上，所述碾辊转轴通过高度调节机构连接在固定平台上，所述高度调节机构能够自适应调整高度，以改变所述碾辊与冷却圆盘之间的距离，所述固定平台固定在所述感应熔炼炉上。2.根据权利要求1所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述高度调节机构包括安装竖梁和转轴连接臂，所述安装竖梁的顶端与固定平台连接，底端与转轴连接臂转动连接，所述转轴连接臂远离安装竖梁的一端与碾辊转轴连接。3.根据权利要求2所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述碾辊转轴通过转轴卡箍与转轴连接臂连接。优选地，所述转轴连接臂与转轴卡箍通过固定件连接，优选地，所述碾辊转轴与转轴卡箍卡接或套接。4.根据权利要求2所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述安装竖梁与转轴连接臂的连接之处设置有安装卡槽，所述转轴连接臂的顶端嵌入安装卡槽内，自锁螺母穿过安装卡槽将转轴连接臂固定，所述转轴连接臂能够以所述自锁螺母为轴转动，自适应调整所述碾辊转轴与固定平台之间的距离。5.根据权利要求1至4任一项所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述碾辊转轴插接在所述碾辊上，且所述碾辊转轴的两端凸出于所述碾辊，所述碾辊转轴插接在所述碾辊的下部。6.根据权利要求5所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述碾辊转轴插入碾辊的位置位于碾辊两端横向中心、纵向四分之一至二分之一处。7.根据权利要求1至4任一项所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述碾辊的底部与真空感应熔炼炉冷却圆盘的上表面接触，所述碾辊上设置有若干破碎齿，所述破碎齿包括齿环部和隔环部，所述隔环部设置在相邻的齿环部之间，所述齿环部的外周设置有若干破碎刀片。8.根据权利要求7所述的真空感应熔炼炉破碎鳞片装置，其特征在于，所述破碎刀片的纵截面呈梯形状或三角形，当呈三角形时，所述刀片的端部角度为15～60
°
。9.一种带有权利要求1-8任一项所述破碎鳞片装置的真空感应熔炼炉，其特征在于，所述熔炼炉包括炉体、冷却圆盘和上述破碎鳞片装置，所述破碎鳞片装置中的碾辊位于冷却圆盘的顶部，所述固定平台连接在炉体上；优选地，所述熔炼炉还包括多条犁状装置，所述多条犁状装置位于所述冷却圆盘的上方，且所述多条犁状装置可以相对冷却圆盘上下移动。10.一种上述采用权利要求9所述真空感应熔炼炉炼炉制备nd-fe-b永磁体的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将原料加入真空感应熔炼炉熔铸得到合金鳞片；s2、将合金鳞片放置在冷却圆盘上；s3、使用多条犁状装置和破碎鳞片装置破碎冷却圆盘上的合金鳞片，得到碎片；s4、将碎片依次进行氢破碎、气流磨制粉，得到粉料；s5、将粉料在取向磁场下成型，再进行烧结，得到nd-fe-b永磁体。

技术总结

本发明涉及真空感应熔炼炉生产辅助领域，具体涉及一种真空感应熔炼炉破碎鳞片装置及其应用，该破碎鳞片装置包括碾辊和碾辊转轴，所述碾辊转轴连接在碾辊上，所述碾辊转轴通过高度调节机构连接在固定平台上，所述高度调节机构能够自适应调整高度，以改变所述碾辊与冷却圆盘之间的距离，所述固定平台固定在所述感应熔炼炉上。本发明的碾辊与合金鳞片充分接触，能够达到充分破碎鳞片的效果，为后续的制粉工艺提供更小尺寸的鳞片，提高了制粉工序氢脆处理的装炉量和吸氢效果。脆处理的装炉量和吸氢效果。脆处理的装炉量和吸氢效果。