CN101984099A - 铝熔体在线除气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝熔体在线除气装置，包括：按熔体流动方向依次连接的熔体进口，流道，加速管路，气体混合管、二次混合管，静置室，所述二次混合管与所述静置室的底部相连通，熔体出口设在所述静置室的熔体液面下方，在所述静置室的上方还设有尾气采集装置，其中，所述气体混合管的内壁上设有多个喷气管，所述喷气管的末端连接输入净化气体的装置，且所述喷气管上设有多个喷孔。本发明可以有效保证全部铝熔体与足够数量的净化气体在密闭空间内充分混合反应，强化了气液接触，缩短了氢在熔体中的扩散路程，达到高效除氢的目的。

Description

铝熔体在线除气装置
技术领域
本发明涉及一种金属熔体在线除气装置，特别是一种去除铝熔体中气体的铝熔体在线净化装置。
背景技术
为了保证铝材及其合金冶金质量，需要对精炼后的铝熔体进行净化，降低铝熔体中的氢含量是铝熔体净化的主要目的之一。目前铝熔体除氢主要依据气泡浮游理论发展的各种除氢方法，它是在铝熔体中吹入大量气泡，利用氢在铝熔体和气泡中的分压差使铝熔体中的氢不断扩散进入气泡中，并随着气泡上浮到熔体表面而逸出，从而达到除氢目的。
经文献检索发现，目前铝熔体在线除氢装置主要采用旋转喷吹装置，例如中国实用新型专利“在线除气过滤机构”(授权号ZL200720156264.1)，中间包内设一个耐火材料隔墙，将中间包内空间隔成两个在隔墙下部联通的左、右腔体，左腔体中设置旋转喷吹除气装置用于除氢，右腔体设置陶瓷过滤板起到过滤作用，从而达到除气除渣的目的。
通过分析发现，旋转喷吹在线除气装置存在一定的局限。转子周围除气箱中心主体区铝熔体中净化气体含量较高，而除气箱边角区熔体中净化气体含量很少，无法保证全部熔体都能与足够的气体进行充分接触。而为了改善边角区的气体分布情况，则需要增大转子转速，这又会引起熔体翻腾，产生吸气现象，不利于铝熔体的净化。此外，旋转喷吹装置中的石墨转子更换频繁，直接影响了产品的生产成本和经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝熔体在线除气装置，它可以让全部铝熔体均匀地与足够数量的气泡充分接触，并避免了熔体表面的卷气吸氢，显著提高除气效果。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种铝熔体在线除气装置，包括：按熔体流动方向依次连接的熔体进口1，流道2，加速管路3，气体混合管4，二次混合管5，静置室11，所述二次混合管5与所述静置室11的底部相连通，熔体出口13设在所述静置室11的熔体液面下方，在所述静置室11的上方还设有尾气采集装置12，其中，所述气体混合管4的内壁上设有多个喷气管8，所述喷气管8的末端连接输入净化气体的装置，且所述喷气管8上设有多个喷孔15。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中所述的喷气管8沿所述的气体混合管4的轴向和周向分布，且在气体混合管4的横截面投影上均匀分布。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中所述喷孔15的直径在0.5-5mm，且开设在熔体逆流一侧和或所述的喷气管8顶端。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中所述的二次混合管5内设有多个挡块9。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中在所述的气体混合管4和所述的二次混合管5周围设有保温加热装置10。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中所述的流道2末端设有陶瓷过滤板6，所述的陶瓷过滤板6为10～50目。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中所述的加速管路3外设有用以加速熔体流速的电磁泵7。
优选地，本发明的铝熔体在线除气装置，其中在所述静置室11的上方设有尾气采集装置12。
本发明具有以下优点：
1.可以有效保证全部铝熔体与足够数量的净化气体在密闭空间内充分混合反应，强化了气液接触，缩短了氢在熔体中的扩散路程，达到高效除氢的目的；
2.截面较大的静置室可以保证气泡均匀分散缓慢上浮，熔体液面平稳不翻滚，并在液面上部由逸出气体形成一个氩气保护层，有效避免了熔体表面的卷气吸氢；
3.尾气采集装置可对处理后的净化气体进行收集处理，不会对环境造成危害；
4.本发明中气体进入熔体并在封闭空间中进行搅拌混合，无需使用旋转喷吹装置，提高了气体利用率，有效降低了技术生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的铝熔体在线除气装置的示意图；
图2是本发明的铝熔体在线除气装置的气体混合管4的结构的一种实施例的示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是本发明的铝熔体在线除气装置的喷气管8的一种实施例的示意图。
图中的附图标记为：1、熔体进口；2、流道；3、加速管路；4、气体混合管；5、二次混合管；6、陶瓷过滤板；7、电磁泵；8、喷气管；9、挡块；10、保温加热装置；11、静置室；12、尾气采集装置；13、熔体出口；14、流槽；15、喷孔；A、混合气体。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的一种较佳的实施例，主要由铝熔体进口1、流道2、加速管路3、气体混合管4、二次混合管5、陶瓷过滤板6、电磁泵7、喷气管8、挡块9、保温加热装置10、静置室11、尾气采集装置12、熔体出口13等组成。流道2、加速管路3、气体混合管4、二次混合管5均由陶瓷管制成，它们依次通过法兰连接，在气体混合管4和二次混合管5周围设有保温加热装置10。流道2的前端为熔体进口1，末端设有10～50目的陶瓷过滤板6。加速管路3外设有电磁泵7。气体混合管4在长度方向上设有多个轴向分布的喷气管层，每层由沿周向均布的多个陶瓷喷气管8组成，且这些陶瓷喷气管8在气体混合管4横截面投影上均匀分布。图2-3显示了其中的一种实施例，每层设2个喷气管8，间隔180度，第一层与第二层之间间隔45度，第二层与第三层间隔45度。那么如图3所示，这些陶瓷喷气管8在气体混合管4横截面投影上均匀分布，间隔为45度。
本陶瓷喷气管8的末端连接输入净化气体(氩气和少量氯气的混合气体A)的装置，且在喷气管8长度方向上与熔体逆流一侧及喷气管顶端开设多个喷孔15，喷孔15的直径0.5-5mm。图4显示了其中一种实施例，喷气管8的熔体逆流一侧均匀开设三个喷孔15，喷气管8顶端开设一个喷孔15。
二次混合管5内设有多个挡块9，二次混合管5末端与静置室11底部相连通。静置室11是由耐火材料浇铸的容纳铝熔体的大直径容器，容器的容积以及加速管路3、气体混合管4、二次混合管5的尺寸由设计的熔体流量确定，静置室11的熔体液面下方设有熔体出口13，熔体出口远端与流槽14相连，静置室的上方设有尾气采集装置12。
在除氢过程中，首先开启保温加热装置，以使铝熔体在流动过程中维持一定的温度。待净化的铝熔体通过熔体进口进入流道，流经陶瓷过滤板去除熔体中的大尺寸夹渣后进入加速管路。在电磁泵的作用下熔体被加速后流入气体混合管；同时氩气和少量氯气的混合气体A分别从气体混合管中的多个喷气管上的多个喷孔中喷出，与流入气体混合管的铝熔体逆向流动，这样铝熔体与净化气体充分接触。在电磁泵推动下，熔体夹带充分混合的气泡进入二次混合管，由于二次混合管内设置挡块，进一步强化了气液间的接触，并使得少量氯气能够完全与熔体反应。随后熔体从二次混合管进入到截面突然扩大的静置室底部，熔体流速放缓，气泡均匀分散上浮，并在上浮过程中不断吸氢并逸出熔体液面，熔体液面平稳不翻滚，且液面上部由逸出气体形成一个氩气保护层，防止了熔体表面的吸氢。逸出的气泡被尾气采集装置收集，净化处理后的铝熔体则从熔体出口流出流入流槽以进入后续工序。
通过设置加速管路、气体混合管和二次混合管，可以有效保证全部铝熔体与足够数量的净化气体在密闭空间内充分混合反应，强化了气液接触，缩短了氢在熔体中的扩散路程，达到高效除氢的目的。截面较大的静置室可以保证气泡均匀分散缓慢上浮，熔体液面平稳不翻滚，并在液面上部由逸出气体形成一个氩气保护层，有效避免了熔体表面的卷气吸氢。尾气采集装置可对处理后的净化气体进行收集处理，不会对环境造成危害。此外本发明中气体进入熔体并在封闭空间中进行搅拌混合，无需使用旋转喷吹装置，提高了气体利用率、克服了现有技术生产成本高的不足，有效降低了技术生产成本。

Claims (8)

1.一种铝熔体在线除气装置，其特征在于，包括：按熔体流动方向依次连接的熔体进口(1)，流道(2)，加速管路(3)，气体混合管(4)，二次混合管(5)，静置室(11)，所述二次混合管(5)与所述静置室(11)的底部相连通，熔体出口(13)设在所述静置室(11)的熔体液面下方，其中，所述气体混合管(4)的内壁上设有多个喷气管(8)，所述喷气管(8)的末端连接输入净化气体的装置，且所述喷气管(8)上设有多个喷孔(15)。
2.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，所述的喷气管(8)沿所述的气体混合管(4)的轴向和周向分布，且在气体混合管(4)的横截面投影上均匀分布。
3.如权利要求1所述的在线除气装置，其特征在于，所述喷孔(15)的直径在0.5-5mm，且开设在熔体逆流一侧和或所述的喷气管(8)顶端。
4.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，所述的二次混合管(5)内设有多个挡块(9)。
5.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，在所述的气体混合管(4)和所述的二次混合管(5)周围设有保温加热装置(10)。
6.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，所述的流道(2)末端设有陶瓷过滤板(6)，所述的陶瓷过滤板(6)为10～50目。
7.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，所述的加速管路(3)外设有用以加速熔体流速的电磁泵(7)。
8.如权利要求1所述的铝熔体在线除气装置，其特征在于，在所述静置室(11)的上方设有尾气采集装置(12)。
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