CN101297052B

CN101297052B - 熔融铝合金的管道盐精制

Info

Publication number: CN101297052B
Application number: CN2006800399049A
Authority: CN
Inventors: 克劳德·迪普伊; 卡尔·拉克罗尼; 彼得·韦特
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Stass Co
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: EP1948835A2; CN101297052A; CA2626580A1; US8025712B2; US20080307927A1; WO2007048240A2; AU2006308469A1; ZA200804041B; EP1948835B1; AU2006308469B2; JP5378794B2; CA2626580C; JP2009512782A; WO2007048240A3; EP1948835A4

Abstract

本发明描述了一种装置和方法，用于在不存在氯的情况下，在浇铸前的输送槽中，通过包括卤素和水以及惰性气体的至少一种金属卤化物盐的注入，铝和/或铝合金的管道基本上连续的脱气。

Description

熔融铝合金的管道盐精制

技术领域

本发明涉及熔融铝和铝合金的连续管道精制(管道精炼，in-linerefining)。

背景技术

熔融金属如铝和铝合金(其包括少量的溶解的、粒子和气态杂质)在浇铸、连续浇铸和其它应用前，在位于金属运载流槽(carryinglaunder)或槽(trough)中的装置中被“管道(in-line)”处理。

该铝金属流入入口处的槽中、通过该槽并且在出口处离开，并且这以基本上连续的方式发生。该槽通常安装在加热容器(如浇铸炉)与浇铸机之间。该处理用于去除：i)溶解的氢，ii)固体非金属粒子，例如氧化铝和氧化镁，以及iii)溶解的杂质，例如Na、Li和Ca。这种精制处理传统上利用氯气或氯气与惰性气体(如氩)的混合物来完成。这种精制方法(refining process)通常称为“金属脱气”，虽然可以理解它可以用于金属脱气以外，因为它还可以去除其它污染物如先前所述的ii)和iii)。

在这样的应用中存在去除氯气的环境压力，虽然单独使用氩可以完成某些处理，但是对于其它应用，尤其是用于处理含镁的铝合金是不够的。

氯化物盐的应用已经用在一些基础或成批而非连续的金属处理的炉中。尤其是氯化镁(MgCl₂)、和MgCl₂与氯化钾(KCl)的混合物已经被认为是氯气的可能的替代品。然而，氯化镁是特别吸湿的，因此不可避免的包含湿气并且持续从周围空气中吸收湿气。在处理期间，这种湿气与熔融铝反应以产生氢，其溶解在熔融金属中，会导致较差质量的金属。

在炉和坩锅处理中，氯化镁中湿气的存在在通常用于非关键性的应用中可以接受。然而，在其中金属在处理后被立即浇铸的管道处理中的应用，以及对于其中氢多孔性不可接受的关键产品的应用，氯化镁不是可用的。

氯化镁(MgCl₂)已经被用作“覆盖熔剂(覆盖剂，cover flux)”用于管道脱气处理，但是这种应用造成(compliments)了管道氯气注入的应用，并且MgCl₂显然不作为用于熔融金属的注入的管道氯气的替代品。

美国专利3,767,382披露了一种连续管道金属处理系统，包括由允许杂质分离的挡板(折流板，baffle)分隔的分散和隔离室。分散室中的旋转分散器(disperser)用于打碎熔融金属并将包括氯气和惰性气体的处理气体分散入金属中。披露的覆盖熔剂包括80％MgCl₂和按重量计少于0.1％的湿气。

美国专利4,138,245披露了一种装置，通过该装置通过将氯化剂(其可以为氯气和氩气的混合物)引入到熔融铝的本体而去除钠。金属通过用包含85％ MgCl₂的盐覆盖的过滤器-脱气器床的组合。该盐被限制到床并反应以减少金属中钠的水平。

美国专利5,772,725披露了一种用于管道处理熔融金属的方法，其据说借助盐以及气态熔剂是可用的，没有关于这如何实现的任何细节。该发明披露了一种适于将气体分散入金属浴的分散器/搅拌器，其中该搅拌器的旋转被定期颠倒。

美国专利6,602,318披露了一种处理容器，如铸桶(浇包)，其利用给定重量比为0.036的KCl/MgCl₂的混合物来去除钙和来自该容器中包含的金属的粒子。虽然通过邻近旋转高剪切分散叶轮的熔融金属水平之下的注射管供应KCl/MgCl₂，但由此实现KCl/MgCl₂的快速分散。

EP-A-395 138披露了一种利用各种盐的坩锅处理，包括包含达80％碱金属和碱土金属氯化物的盐并包括用于处理这样的盐的分散器装置，其包括固体与惰性气体通过在金属水平之下、叶轮水平处的分散器的中空轴共注射。

EP-A-1 462 530披露了一种处理坩锅中熔融金属的装置和方法。该装置通过分散器的中空轴加入盐。加压的惰性气体间歇性地输送盐，通过中空轴、进入坩锅中的金属到达叶轮水平。该系统可以与一系列盐熔剂一起使用。

因此，所有的现有技术或者将氯气用于精制铝金属或者在静态坩锅中或者管道容器中，其允许长停留时间用于去除杂质。因此，在不使用氯气而在槽中有效管道连续精制熔融铝和铝合金方面仍然存在问题。

发明内容

本发明披露了一种用于管道连续精制熔融铝和铝合金的装置和精制方法，借助于金属卤化物盐和单独的惰性气体。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于精制从入口流到出口的熔融铝或铝合金的管道方法(管道工艺，in-line process)，所述熔融铝或铝合金具有金属液面(metal liquid level)，该方法包括：至少在最上游的分散器低于所述金属液面，将惰性气体和至少一种金属卤化物盐加入到熔融铝或铝合金中；通过该最上游分散器将所述惰性气体和至少一种金属卤化物盐分散到流动的熔融铝或铝合金中；至少在最下游的分散器低于所述金属液面，仅将惰性气体加入到所述熔融铝或铝合金中；以及通过所述最下游的分散器将所述惰性气体分散到流动的熔融铝或铝合金中。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于精制通过槽从入口流到出口的熔融铝或铝合金的管道工艺，所述熔融铝或铝合金具有金属液面，所述方法包括：至少在最上游的分散器低于所述金属液面，将惰性气体和至少一种金属卤化物盐加入到流过所述槽的熔融铝或铝合金中；通过所述最上游分散器将所述惰性气体和至少一种金属卤化物盐分散到流动的熔融铝或铝合金中；至少在最下游的分散器低于所述金属液面，仅将惰性气体加入到流过所述槽的所述熔融铝或铝合金中；以及通过所述最下游分散器将所述惰性气体分散到流动的熔融铝或铝合金中。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于管道精制熔融铝或铝合金的装置，包括：槽，包括上游入口和下游出口，所述槽允许所述熔融铝或铝合金从所述入口流到所述出口，并且所述熔融铝或铝合金限定所述槽内的金属液面，其中所述槽具有小于400mm的深度和小于600mm的宽度；至少一个上游分散器，至少一个下游分散器，每个分散器包括转轴(旋转轴，rotatable shaft)，该转轴具有可操作地连接至驱动装置的安装端(mounted end)以及与所述安装端相对的远端，以及固定于所述远端的叶轮，其中所述远端和所述叶轮适于浸入到所述熔融铝或铝合金中；盐进料(给料)系统和气体供应系统，其中，所述盐进料系统将至少一种金属卤化物盐供应到邻近所述至少一个上游分散器叶轮的所述金属液面之下的所述槽中，并且所述气体供应系统将惰性气体注入到邻近所述至少一个上游分散器叶轮以及邻近所述至少一个下游分散器叶轮的所述金属液面之下的所述槽中，其中所述至少一个上游分散器和所述至少一个下游分散器可操作地安装在所述槽中。

附图说明

本发明的另外的特征和优点通过下面结合附图的详细描述将变得显而易见，其中：

图1是现有技术的装置的部分截取的透视图，其中安装有装置的槽的部分去除，呈现了该槽中的多个分散器；以及

图2是根据本发明的一个具体实施方式的装置的示意图，示出了金属槽的部分。

具体实施方式

图1示出了利用氯气的装置的现有技术的具体实施方式。示出的装置910包括槽950(部分截面)和一系列分散器(disperser)960，其在所示的具体实施方式中包括六个分散器，其中之一隐藏在挡板974之后。

槽950，其还可以描述为金属输送槽(metal transfer launder)，包括上游入口954和下游出口956，并且该槽适于允许熔融铝和铝合金从入口954流动到出口956。所示的槽950具有槽入口954的上游和槽出口956的下游的深度957。直接在分散器之下的槽950的中心部分955具有深度958，并且在该具体实施方式中，具有比入口954的上游和出口956的下游的槽更大的深度。虽然未示出，但该槽的中心部分955还可以具有比入口954和出口956的宽度更大的宽度。

装置910进一步包括一系列六个分散器960，其中两个通过参考标号961和967鉴别。分散器系列在优选的具体实施方式中沿着槽971的中心线以直线安装，每个分散器沿着该槽的中心部分955与相邻的分散器大致等距，并且它们的叶轮适于在槽950的底部中的熔融铝中旋转。所述分散器由罩(外壳，enclosure)922封闭在槽950内。上述分散器系列是驱动装置，优选电机、压缩空气发动机或可操作地连接至电机的带或齿轮系列。三个分开的箱923a、b和c，出现在罩922之上，每个分开的箱包含用于两个分散器的驱动装置，即，在箱923a的情况下，用于分散器961和967的驱动装置位于其中。

每个分散器具有到气体供应的连接。在图1中，分散器961和967分别连接至气体出口912和914。该气体通过每个分散器的转轴，并与叶轮中内部通道内的熔融金属混合，并且随后该熔融金属和气体混合物以基本上水平的方式从该叶轮侧面上的开口排出。

示出的罩922进一步包括第一分散器的上游的挡板972和最后的分散器的下游的挡板976，以及在示出的具体实施方式中，最初三个与最后三个分散器之间的另外的挡板974。分散器之间的另外的挡板(未示出)还可以用于一些具体实施方式中。该挡板允许金属在下面和周围流动，而挡板972和976尤其限制废弃副产物(通常称为浮渣)漂浮到这些挡板之间的槽的部分。这种浮渣可以被周期性地去除，并且所述挡板防止浮渣通过下游和污染任何过滤器，如果使用，或者铸块本身。连同罩922的挡板972和976减少空气进入包含分散器的槽区域并由此减少氧化。

图1中所示的分散器系统960类似于授予Alcan InternationalLimited的美国专利5,527,381中描述的系统，并以引用方式并入本文。美国专利5,527,381设计为通过叶轮抽吸液体而不会飞溅或产生涡流，进入其中的液体可以带走(entrain)另外的气体和/或液体表面的杂质。

图1中的分散器系统960利用氯和惰性气体的注入和分散通过循环或抽吸槽950中的熔融铝或铝合金流从入口到达出口来运转。铝金属中的主要杂质为：(1)溶解的氢气；(2)粒子(氧化物、碳化物、硼化物及其它)和溶解的碱金属(如Na、Li、Ca)，其对于浇铸或随后的产品性能具有有害影响。氯气在将碱金属转化为盐中是有效的，其在惰性气体的辅助下聚结并上升到表面。氢优先地扩散到惰性气体泡中并被去除，而粒子聚结到气泡周围(在任何形成的盐的辅助下)并且上升到表面。盐和粒子形成浮渣或废弃副产物，其周期性地被去掉或捕获在下游过滤器中。氯气以超过化学计量的量被加入，因此这种过量必须以环境可接受的方式处置。

图2示出了本发明的优选具体实施方式，其中装置10用于熔融铝和/或铝合金的管道精制而无需任何氯气。本发明的管道精制将被本领域的技术人员理解为基本上连续的过程，其中铝或铝合金中的杂质被去除。这些杂质如先前所述为：溶解气体如氢；粒子如不溶氧化物；以及溶解的碱金属。

精制装置10包括：槽50，盐进料(给料)系统20，具有至少一个分散器61的分散系统60(图2示出，两个分散器61和67)，以及气体供应系统16。

在优选的具体实施方式中，管道精制在金属槽(metallurgicaltrough)50(其被称为金属输送槽)的部分中进行，该金属槽位于浇铸(或金属保持)炉与浇铸机之间。这样的金属槽可以具有从浇铸炉到浇铸机的轻微倾斜，并且适于使熔融金属从浇铸炉流至浇铸机。本发明的这样的金属槽的部分50示于图2中并且具有熔融金属上游入口54和下游出口56，熔融金属穿过它以基本上连续的方式流动。入口和出口的位置每个可以被限制在挡板并且具有挡板，类似于图1的挡板。入口54和出口56分别接近最上游分散器61和最下游分散器67。

在本发明的管道精制期间，入口54与出口56之间的熔融金属的停留时间可以变化并且取决于金属物质通过量，但是通常测量在数十秒内。分散器位于其中的槽的部分50在槽的底部几乎没有或没有死体积(dead volume)，因此不需要包括特殊排出孔的设计或倾卸槽的装置。包括槽的部分50的金属槽可以被构造在耐火衬里钢中，或其它合适的构建材料中，其对于本领域的技术人员是熟知的。

中心槽部分55位于分散器处并且可以具有比入口54和出口56上游的深度57大达50％的深度58。在一个优选的具体实施方式中，在图2中未示出，深度58基本上与深度57相同。类似地，中心槽部分55的宽度可以比入口54的上游或出口56的下游的宽度宽达50％。包含碱和碱土金属的反应产物、固体粒子(氧化物)、以及残留物(或未反应的金属卤化物)盐的废弃副产物(浮渣)可以被捕获在挡板后，如果在入口54和出口56处存在，其中它们可以被操作员去除，或者可以被位于出口56下游的过滤器捕获，如本领域的技术人员所理解的。残留金属卤化物盐由于剂量超过化学计量而存在。类似地，包含氢和惰性气体的混合物的废气可以通过任何常规的排气系统去除。由于不存在氯气，因此这种废气不需要特别处理。从而精制的铝金属或铝合金可以被回收或送去进一步处理，并且优选朝向出口56下游的浇铸机。

本发明的槽在优选的具体实施方式中具有下面的工艺和尺寸参数：

a)典型的金属流速达到约1500kg/min。然而，通常质量流量比大于约100kg/min。清楚地，本领域技术人员将理解，在无流动条件时和其它特殊情况下本发明的槽50可以具有低于100kg/min的质量流速；

b)盐优选以至少1gm/1000kg金属的比率加入。这是有效去除粒子所需的最小量。然而，为了有效去除碱金属，盐应当以至少为1倍化学计量要求(stoichiometric requirement)，并且更优选以至少2倍化学计量要求加入。该化学计量要求是盐的量，基于其MgCl₂含量，需要与所有存在的Na、Li、Ca完全反应并且将它们转化为相应的氯化物盐。然而，多于10倍化学计量的盐添加是不需要的，更优选不超过6倍化学计量。用于有效去除碱的少量盐添加导致有限的水添加并且因此与单独氩一样有效地去除氢；

c)在分散器的影响下，入口54与出口56之间，即槽中的金属的典型停留时间小于约60秒并且优选在25到35秒的范围内(不管所用分散器的数量)；中心槽部分55中槽的深度通常为小于约400mm并且中心槽部分中的槽的宽度通常小于约600mm，更优选宽度可以从300到600mm变化；以及

d)分散器之间的典型间距为约35cm。

在优选的具体实施方式中，盐进料系统20设置在分散系统60上。该盐进料系统包括盐漏斗24，金属卤化物盐18供入该盐漏斗24中。在优选的具体实施方式中，金属卤化物盐包括MgCl₂或MgCl₂和KCl的混合物并且有时称为熔剂。在特别优选的具体实施方式中，该盐由按重量计至少20％、甚至更优选地按重量计至少50％的 MgCl₂和按重量计0.01％至2.0％的水组成。在一些具体实施方式中，MgCl₂可以被AlCl₃替换。

盐漏斗24在由进料器(给料器)25输送前可以置于容器22内。容器22由来自气体供应系统16的惰性气体12轻微加压。在优选的具体实施方式中，该惰性气体是氩。惰性气体12进入容器22并可以平均地覆盖盐漏斗24中的MgCl₂、或MgCl₂和KCl的混合物，由此最小化储存期间盐的另外的湿气(moisture)吸收(其可以发生在周围空气中)。

本领域技术人员将理解，可以设计盐漏斗24，使得它取代加压容器22并因此，被惰性气体加压并密封地连接至输送管28和槽50。漏斗24还可以可选地包括振动器或其它机械装置(未示出)以减少或消除漏斗24内金属卤化物盐的交联(bridging)。

来自盐漏斗24的盐18在进料器的上游入口30处进入盐进料器25。金属卤化物盐通常为相对精细研磨的晶体粉末，其通常易流动并且可以被机械和/或气动装置输送。盐进料器25可以为多种合适的进料器中的任何一个，包括但不限于双螺纹螺旋进料器，如图2所示。该进料器应该能够精确计量待使用的盐的量。金属卤化物盐18经由远端下游出口32离开进料器25，并在图2中通过箭头26图解示出。该金属卤化物盐可以进入输送管28顶部的小料仓27，或者直接并密封地附着于输送管28。输送管28将金属卤化物盐18引导向金属槽50。离开进料器25的金属卤化物盐18的输送由加压惰性气体12辅助，以便建立盐和惰性气体的流以通过管28将金属卤化物盐朝向槽50输送。

来自输送管28的金属卤化物盐18经由连接至金属输送管28(其位于分散器61附近)的空心盐进料管(给料管)(未示出)加入。这种盐进料管允许金属卤化物盐非常接近并优选直接在分散器叶轮64的下方被供给到槽50底部的熔融铝或铝合金中。如先前提及的优选的具体实施方式中，盐和惰性气体均可以通过输送管28和盐进料系统20的盐进料管被供给。该惰性气体辅助金属卤化物盐的通过，并且两者以同时或基本上同时的方式在接近叶轮64的点处，并且优选在叶轮之下被排入熔融铝或铝合金中。

在图2示出的特别优选的具体实施方式中，金属卤化物盐通过分散器61的转轴62供给。轴62包括从轴62的安装端63到浸入熔融铝65的远端或末端的延伸通过转轴62的纵向中心孔66。安装端63还可操作地连接至转动密封(rotary seal)68和发动机70。在一种具体实施方式中，发动机70位于罩52之外，但是还可以存在于罩之内。转动密封68允许轴62转动，同时将密封和惰性气氛维持在槽罩52内。转动密封68还可以在这样的点，通过该点惰性气体12和金属卤化物盐26经由孔(bore)66进入熔融金属。发动机(71、74)连接至轴的顶端，但是它们通过轴的中空使得气体/盐可以通过发动机顶部的中空轴供给并传到分散器的中空轴。旋转密封设置在发动机顶部的轴处。分散器61的远端65具有附着的高剪切叶轮64并在孔66的出口位置，从此处惰性气体12和金属卤化物盐被供给入熔融金属。分散器通常相对于槽宽度51中心地定位，并且分散器的转动是这样的，使得熔融铝在分散器周围的区域内被抽吸，并且这几乎没有或没有涡流形成或飞溅。惰性气体12或14被供入叶轮内的通道的内部装置中，与金属混合，并且结合的金属/气体混合物从叶轮侧面内的开口水平地喷出。

在图2中示出的具体实施方式中的分散器系统60包括两个分散器61和67，其将金属卤化物盐和惰性气体分散到槽50底部内的流动熔融金属中，示出了金属液位72。分散器61包括转轴62和分散叶轮64。示出的分散器系统类似于那些在美国专利5,527,381中描述的分散器系统，但是适于允许金属卤化物盐通过分散器轴62的中心孔66。

图2进一步示出了所有的分散器不需要包括卤化物盐添加，如同其中仅惰性气体14被注入的分散器67一样。在具有多个分散器的情况下，槽50可以包括挡板(未示出)并类似于图1中示出的那个。在另一优选的具体实施方式中，连续的分散器以相反方向、或者顺序地顺时针方向随后逆时针方向等旋转。

在又一可替换的具体实施方式中，其中存在多个分散器，惰性气体和盐至少在最上游的分散器加入，并且单独的惰性气体至少在最下游的分散器加入。在这种具体实施方式中，盐在颗粒和碱金属去除方面非常有效，使得它仅在上游分散器中需要，并且可以由这样的量的盐中的湿气产生的额外的氢被下游分散器中的惰性气体去除。

在另一可替换的具体实施方式中，两个以上分散器可以被供给卤化物盐并且盐的输送速度可以从一个分散器到下一个分散器变化。在优选的具体实施方式中，最上游的分散器将具有最大的盐进料速度，而下游的分散器将具有顺序降低的进料速度。

分散系统60还可以具有多个分散器61，通过其或接近其惰性气体和金属卤化物盐被注入熔融液体中。可以安装多达6个、8个或更多的分散器，其中优选的具体实施方式具有4到6个分散器。

气体供应系统16(未示出)包括：来自压缩气体的圆筒或液相气体的惰性气体源；用于调节惰性气体压力的系统；将惰性气体分配到小的管连接的支管(歧管)，这些小的管连接随后可以通往需要它们的地方，如图2中由参考标号12和14所示出的。气体供应系统16可以包括单独的或组合的惰性气体，这些气体包括氦、氖和氩，其中氩是优选的具体实施方式，并且可以理解气体供应系统16不包含反应气体(活性气体)，特别是不包含氯气。

实施例1

制备铝合金AA1100型并输送至类似于图2中示出的装置，然而，该装置包括4个分散器。卤化物盐和氩混合物经由第一(最上游)分散器被输送，而单独的氩被注入到三个其余的分散器中。氩以每分钟160标准升的总速率被输送，分布式地(distributed)穿过四个分散器。颗粒去除率、氢去除率和百分比碱金属去除以及来自利用氯/氩混合而没有盐的类似脱气器的结果示于表1中。

表1

^*盐混合物

水％

kg盐/1000kg 金属

H₂去除

Ca去除

Na去除

粒子去除

60/40

0.17％

0.078

61.50％

66.70％

77.70％

100.00％

60/40cr

0.21％

0.078

57.10％

62.50％

80.30％

95.00％

75/25

0.30％

0.021-0.142

63.92％

75.80％

91.92％

100.00％

90/10

0.31％

0.056-0.146

60.51％

69.15％

86.11％

97.50％

没有盐

--

50-60％

45-55％

30-70％

^*盐混合物值根据MgCl₂/KCl的重量比给出，而“cr”表示“粉碎的”MgCl₂/KCl。

结果表明高水平的粒子去除。相信本发明通过确保通过优异的卤化物盐在槽中的分散可以实现低卤化物盐水平的粒子去除而起作用。此外，这可能意味着来自带走的湿气的氢产生少于预先的料想，并且任何额外产生的氢的去除看起来似乎是真实的。此外，盐仅需要通过或接近最上游的分散器加入，而随后其下游的分散器可能实际上去除带走的氢。

实施例2

制备铝合金AA6063型并输送至类似于图2中示出的装置，而该装置包括6个分散器。卤化物盐和氩混合物经由第一(最上游)分散器被输送，而单独的氩被注入到5个其余的分散器中。氩以每分钟260标准升的总速率被输送，分布式地穿过6个分散器。结果示于表2中。

表2

^*盐混合物 (MgCl₂ /KCl的重量百分比)

水％

kg盐/1000kg 金属

H₂排出

Ca 去除^*

Na 去除^*

粒子去除

75/25

0.30％

0.009-0.052

0.11ml/100g

36.3％

69.1％

69.4％

仅氩

--

0.11ml/100g

--

8.3％

^*仅考虑从碱浓度大于1ppm的实验中获得的结果。

在该实施例中，盐以1至4倍化学计量的化学计量比加入，表明在相对小的化学计量超出时碱去除是有效的。清楚地示出了与氩相比盐添加对粒子去除的影响。

实施例3

制备铝合金AA5005型并输送至类似于图2中示出的装置，而该装置包括6个分散器。卤化物盐和氩混合物经由第一(最上游)分散器被输送，而单独的氩被注入5个其余的分散器中。氩以每分钟270标准升的总速率被输送，分布式地穿过6个分散器。结果示于表3中。

表3

盐混合物 (MgCl₂ /KCl的重量百分比)

水％

kg盐/1000kg 金属

H₂排出

Ca 去除^*

Na去除^*

粒子去除

75/25

0.30％

0.005-0.027

0.15ml/100g

10.0％

29.6％

71.7％

^*仅考虑从碱浓度大于1ppm的实验中获得的结果。

在该实施例中的盐添加速率为相应于用于碱金属去除的化学计量要求的仅0.1-0.5倍，该去除相应的低。然而，粒子去除仍很高，表明粒子去除即使在低盐进料速率时仍然是有效的。

实施例4

制备铝合金AA1200型并输送至类似于图2中示出的装置，而该装置包括6个分散器。卤化物盐和氩混合物经由第一(最上游)分散器被输送，而单独的氩被注入到5个其余的分散器中。氩以每分钟270标准升的总速率被输送，分布式地穿过6个分散器。结果示于表4中。

表4

盐混合物 (MgCl₂ /KCl的重量百分比)

水％

kg盐/1000kg 金属

H₂排出

Ca 去除^*

Na 去除^*

粒子去除

60/40

0.56％

0.027

0.10ml/100g

--

71.1％

84.7％

75/25

0.30％

0.021-0.030

0.12ml/100g

--

49.5％

61.7％

Cl₂

--

0.10ml/100g

15.4％

64.8％

61.8％

^*仅考虑从碱浓度大于1ppm的实验中获得的结果。

在该实施例中的盐添加速率为相应于用于碱金属去除的化学计量要求的仅2-6倍，表明碱去除在较低化学计量超过时是有效的。

本发明的上述具体实施方式仅是示例性的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求的范围限定。

Claims

1.一种用于精制通过槽从入口流到出口的熔融铝或铝合金的管道方法，所述熔融铝或铝合金具有金属液面，所述方法包括：

至少在最上游的分散器低于所述金属液面，将惰性气体和至少一种金属卤化物盐加入到流过所述槽的所述熔融铝或铝合金中；

通过所述最上游的分散器将所述惰性气体和所述至少一种金属卤化物盐分散到流动的所述熔融铝或铝合金中；

至少在最下游的分散器低于所述金属液面，仅将惰性气体加入到流过所述槽的所述熔融铝或铝合金中；以及

通过所述最下游的分散器将所述惰性气体分散到流动的所述熔融铝或铝合金中。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

从所述槽或所述出口的下游中的所述熔融铝或铝合金中去除废弃副产物，以及

回收精制的铝或铝合金。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：

浇铸所述精制的铝或铝合金。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述废弃副产物是所述熔融铝或铝合金中的杂质与所述金属卤化物盐、固体颗粒和残留盐中的至少一种的反应产物的混合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述固体颗粒是氧化物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述熔融铝或铝合金的废气通过任何常规的排气系统去除。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐包括MgCl₂。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐包括按重量计至少20％的MgCl₂和按重量计0.01％至2.0％的水。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐包括按重量计至少50％的MgCl₂。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐包括MgCl₂和KCl。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐以每吨所述熔融铝或铝合金0.01至0.20kg的比率加入。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述惰性气体选自由氦、氖、以及氩组成的组。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述惰性气体是氩。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种卤化物盐和惰性气体分散在最上游的分散器处并且仅惰性气体分散在其余的分散器处。

15.一种用于管道精制熔融铝或铝合金的装置，包括：

槽，包括，

上游入口，和

下游出口，所述槽允许所述熔融铝或铝合金从所述入口流到所述出口，并且所述熔融铝或铝合金限定所述槽内的金属液面，其中，中心槽部分中所述槽的深度小于400mm，中心槽部分中所述槽的宽度小于600mm；

最上游的分散器；

最下游的分散器；每一分散器包括

转轴，具有

可操作地连接至驱动装置的安装端，和

与所述安装端相对的远端，以及

固定于所述远端的叶轮，其中所述远端和所述叶轮适于浸入所述熔融铝或铝合金中；

盐进料系统；以及

气体供应系统，

其中，所述盐进料系统和所述气体供应系统将至少一种金属卤化物盐和惰性气体的混合物供应到所述最上游的分散器叶轮的所述金属液面之下的所述槽中，

其中，所述气体供应系统只将惰性气体注入到所述最下游的分散器叶轮的所述金属液面之下的所述槽中，

其中，所述最上游的分散器和所述最下游的分散器可操作地安装在所述槽中。

16.根据权利要求15所述的装置，包括2至8个分散器。

17.根据权利要求16所述的装置，包括4至6个分散器。

18.根据权利要求17所述的装置，包括6个分散器。

19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述槽包括位于所述上游入口和所述下游出口的挡板。

20.根据权利要求15所述的装置，其中，所述槽包括位于所述分散器之间的挡板。

21.根据权利要求15所述的装置，其中，所述盐进料系统包括：

用于储存所述至少一种金属卤化物盐的盐漏斗；

盐进料器，限定盐进料器入口和远离所述盐进料器入口的盐进料器出口，所述盐进料器入口可操作地连接至所述盐漏斗，所述盐漏斗通过所述进料器将所述至少一种金属卤化物盐从所述盐进料器入口供到所述盐进料器出口；

输送管，以及

盐进料管，用于浸入所述熔融铝或熔融铝合金中，

其中，所述盐进料器将所述至少一种金属卤化物盐顺序地从所述盐进料器出口输送到所述输送管和所述盐进料管，并且将所述至少一种金属卤化物盐排放到位于所述叶轮处或在所述叶轮下的所述槽中。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述气体系统将所述惰性气体供应至所述盐漏斗，其中所述惰性气体辅助所述至少一种金属卤化物盐通过所述输送管和所述盐进料管输送到所述熔融铝或铝合金中。

23.根据权利要求15所述的装置，其中，所述惰性气体为氩。

24.根据权利要求21所述的装置，其中，所述盐进料管是所述轴，

所述轴限定从所述安装端到所述远端的穿过所述轴的孔，并且

在所述叶轮下排出所述至少一种金属卤化物盐。

25.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一种金属卤化物盐和惰性气体在最上游的分散器处分散并且仅惰性气体在其余的分散器处分散。

26.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一种金属盐和惰性气体在最上游的两个分散器处分散并且仅惰性气体在其余的分散器处注入。

27.根据权利要求21所述的装置，其中，所述盐进料器入口和所述盐进料器出口均由挡板限定。

28.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种金属卤化物盐包括重量计至少20％MgCl₂和0.01至2.0％的水。

29.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述槽的所述入口流到所述出口的所述熔融铝或铝合金具有60秒的停留时间。

30.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述槽的所述入口流到所述出口的所述熔融铝或铝合金具有在25至35秒的范围内的停留时间。