CN101927105B - 一种泡沫陶瓷铝熔体过滤管及制作方法和过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泡沫陶瓷铝熔体过滤管及制作方法和过滤装置。本发明过滤管是由以下重量份的原材料制成：磷酸二氢铝30-40份、气相白炭黑1-2份、高岭土2-3份、气凝胶1-2份、阿尔法氧化铝60-62份、消泡剂1-2份、和分散剂0.5-1份。本发明主要由泡沫陶瓷管集成的过滤器和过滤箱体组成。结合了板式泡沫陶瓷过滤器过滤铝熔体的高效率，以及管式多孔陶瓷过滤器在小箱体中实现大面积高精度过滤的优点，取代了传统工艺箱体中的板式陶瓷过滤器和多孔陶瓷过滤管。当铝熔体经过装有集成泡沫陶瓷过滤管的过滤箱时，由于泡沫陶瓷过滤管具有开孔率高、过滤阻力小、正常静差小、表面能高、杂质吸附力强和廉价等特点，从而使铝熔液在较小的过滤箱里实现大面积，高效率的过滤。

Description

一种泡沫陶瓷铝熔体过滤管及制作方法和过滤装置
技术领域
本发明涉及金属冶炼的过滤装置，特别指一种泡沫陶瓷铝熔体过滤管及制作方法和过滤装置。
背景技术
铝溶液中的夹杂物大部分是在熔炼和浇注过程中所形成的，还有很少一部分直接来自于炉料。这些杂质根据尺寸大小可分为两类：一是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物；另一类是细小的弥散夹杂物。当前泡沫陶瓷过滤板广泛运用于清除铝熔体中的杂质。它具有孔隙率高，过滤效率高，高强度，优越的耐铝水冲刷性和良好的热学性能；过滤效果与孔洞尺寸有关，通过仔细地控制过滤板上小孔尺寸（ppi），可获得稳定的过滤效果；而且泡沫陶瓷过滤板杂质吸附力强，更重要的是相比其他过滤材料有相对廉价的价格。然而，由于过滤箱体体积的限制，板式过滤器的过滤面积不可能太大，造成使用过程中过滤效率迅速降低，单片过滤板在使用一次后由于其部分孔隙被夹杂物堵塞而导致流量不足而无法长时间连续或者重复使用，所以过滤成本高。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进，提供一种结构紧凑，高效率，高精度，低成本的铝熔体过滤管和过滤管的制作方法及过滤装置。
本发明过滤管是由以下重量份的原材料制成：
磷酸二氢铝30-40份、气相白炭黑1-2份、高岭土2-3份、气凝胶1-2份、阿尔法氧化铝60-62份、消泡剂1-2份、和分散剂0.5-1份。
本发明过滤管的制作方法是：
采用泡沫作为模具，将磷酸二氢铝、气相白炭黑、高岭土、气凝胶、阿尔法氧化铝、消泡剂、和分散剂等混合制成浆料，再将混合的浆料挤压进泡沫模具，将成型后的过滤管进行烘烤，再将烘烤后的过滤管进行烧结，集成泡沫陶瓷过滤管。
本发明的过滤装置的结构是：
过滤装置为一箱体，箱体内设置铝熔体过滤的空间，箱体一侧设置铝熔体进口流槽，箱体另一侧设置铝熔体出口流槽，其中：
箱体铝熔体的过滤空间内设置泡沫陶瓷过滤管，箱体进口流槽连接装有泡沫陶瓷过滤管的空间，泡沫陶瓷过滤管的管芯连接箱体出口流槽，铝熔体通过进口流槽进入箱体，渗进泡沫陶瓷过滤管的管芯内，再通过出口流槽从箱体流出。
本发明的优点及有益效果：
    本发明主要由泡沫陶瓷管集成的过滤器和过滤箱体组成。相比传统的过滤工艺，本工艺最大的特点是，结合了板式泡沫陶瓷过滤器过滤铝熔体的高效率，以及管式多孔陶瓷过滤器在小箱体中实现大面积高精度过滤的优点，取代了传统工艺箱体中的板式陶瓷过滤器和多孔陶瓷过滤管。
当铝熔体经过装有集成泡沫陶瓷过滤管的过滤箱时，由于泡沫陶瓷过滤管具有开孔率高、过滤阻力小、正常静差小、表面能高、杂质吸附力强和廉价等特点，从而使铝熔液在较小的过滤箱里实现大面积，高效率的过滤。该方法为铝熔体过滤降实现了高效率、低成本和高精度的过滤工艺。 
附图说明
图1是本发明过滤箱体结构示意图。
图2是箱体内过滤管结构主视图。
图3是图2侧视图。
具体实施方式
本发明将35kg磷酸二氢铝、1.5kg气相白炭黑、2.5kg高岭土、1.5kg气凝胶、61kg阿尔法氧化铝、1.5kg消泡剂、和1kg分散剂等混合制成浆料，再将混合的浆料挤压进泡沫模具，将成型后的过滤管进行烘烤，再将烘烤后的过滤管进行烧结，即成泡沫陶瓷过滤管。
本发明过滤装置包括：
箱体5，箱体内设置铝熔体过滤的空间，箱体一侧设置铝熔体进口流槽9，箱体另一侧设置铝熔体出口流槽3，其中：箱体5铝熔体的过滤空间内设置泡沫陶瓷过滤管7，箱体5进口流槽9连接装有泡沫陶瓷过滤管7的空间，泡沫陶瓷过滤管7的管芯连接箱体5出口流槽3，铝熔体通过进口流槽9进入箱体5，渗进泡沫陶瓷过滤管7的管芯内，再通过出口流槽3从箱体5流出。
本发明箱体5包括一个上盖1，箱体设金属外壳，外壳内设有保温材料2，箱体5过滤空间保温材料表面设有内衬6。本发明箱体上盖1内设有加热元件11。本发明设置在箱体5内的泡沫陶瓷过滤管7包括过滤管安装板8和过滤管紧固板10，其中过滤管安装板8设置在泡沫陶瓷过滤管7两端，过滤管紧固板10嵌固在泡沫过滤管7一端过滤管安装板8与箱体内衬6之间。本发明泡沫陶瓷过滤管7至少二根间隔均布的设置在箱体5内。
实施例一
采用泡沫陶瓷过滤管长度500mm，外径120mm,内径60mm。40ppi -7根过滤管的集成式过滤器。在对铝熔体过滤前，将过滤管按照要求放入过滤箱体中。先加热过滤箱。对于含有7根过滤管的过滤箱一般预热6-10小时。为达到最佳的过滤和之后的绩效，预热的最大温度应为800°C。在过滤时对于7根40ppi管的过滤箱应控制铝熔体的平均流速为50吨/小时左右。含有7根40ppi多孔陶瓷过滤管的过滤箱大约可以通过700-1000吨铝熔体。根据统计，如下表（一）可以得出7根40ppi过滤管的过滤箱过滤效果。 
                                                        表一
杂质粒子大小——微米 过滤效率——%
10微米 38%
20微米 62%
40微米 88%
60微米 97%
80微米 99%
90微米左右 100%
    实施例二
采用泡沫陶瓷过滤管长度500mm，外径120mm,内径60mm。60ppi -7根过滤管的集成式过滤器。按照实施例1，对过滤箱加热，使预热的最大浸没温度为800°C。7根60ppi管的过滤箱应控制铝熔体的平均流速为40吨/小时左右。根据统计，含有7根60ppi过滤管的过滤箱大约可以通过600-800吨铝溶液。根据统计，如下表（二）可以查出7根60ppi过滤管的过滤箱过滤效果。 
                                                        表二
杂质粒子大小——微米 过滤效率——%
5微米 52%
10微米 76%
15微米 90%
20微米 96%
30微米 99%
40微米左右 100%
    实施例三
采用泡沫陶瓷过滤管长度500mm，外径120mm,内径60mm。60ppi -14根过滤管的集成式过滤器。按照实施例1，对过滤箱加热，使预热的最大浸没温度为800°C。14根60ppi管的过滤箱应控制铝熔体的平均流速为80吨/小时左右。根据统计，含有14根60ppi过滤管的过滤箱大约可以通过1200-1600吨铝溶液。根据统计，如下表（三）可以查出14根60ppi过滤管的过滤箱过滤效果。 
                                                                  表三
杂质粒子大小——微米 过滤效率——%
5微米 50%
10微米 72%
15微米 84%
20微米 92%
30微米 99%
40微米左右 100%
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.一种泡沫陶瓷铝熔体过滤管制作方法，其特征在于：
采用泡沫作为模具，将磷酸二氢铝30-40份、气相白炭黑1-2份、高岭土2-3份、气凝胶1-2份、阿尔法氧化铝60-62份、消泡剂1-2份、和分散剂0.5-1份混合制成浆料，再将混合的浆料挤压进泡沫模具，将成型后的过滤管进行烘烤，再将烘烤后的过滤管进行烧结，即成泡沫陶瓷铝熔体过滤管。
2、一种具有权利要求1所述的泡沫陶瓷铝熔体过滤管的铝熔体过滤装置，其特征在于包括：
箱体（5），箱体内设置铝熔体过滤空间，箱体一侧设置铝熔体进口流槽（9），箱体另一侧设置铝熔体出口流槽（3），其中：
铝熔体过滤空间内设置所述泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7），铝熔体进口流槽（9）连接装有泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）的所述铝熔体过滤空间，泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）的管芯连接铝熔体出口流槽（3），铝熔体通过铝熔体进口流槽（9）进入箱体（5），渗进泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）的管芯内，再通过铝熔体出口流槽（3）从箱体（5）流出；
所述的箱体（5）包括一个上盖（1），箱体设金属外壳，外壳内设有保温材料（2），保温材料表面设有内衬（6）；
设置在箱体（5）内的所述泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）包括过滤管安装板（8）和过滤管紧固板（10），其中过滤管安装板（8）设置在泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）两端，过滤管紧固板（10）嵌固在泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）其中一端的过滤管安装板（8）与箱体内衬（6）之间。
3、根据权利要求2所述的铝熔体过滤装置，其特征在于箱体（5）设置的上盖（1）内设有加热元件（11）。
4、根据权利要求2所述的铝熔体过滤装置，其特征在于所述的泡沫陶瓷铝熔体过滤管（7）至少二根间隔均布地设置在箱体（5）内。
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