CN102418012A - 一种铝锂合金熔体在线除氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种铝锂合金熔体在线除氢装置，用于降低铝锂合金熔体中的氢含量。本发明实施例包括：箱体部件、箱盖部件和液压升降机构，所述箱体部件和箱盖部件之间采用螺栓紧固全密封联接；所述箱盖部件进一步包括内层箱盖和惰性气体保护罩，所述惰性气体保护罩设置在内层箱盖顶部，所述惰性气体保护罩和内层箱盖之间形成的间隙层通入惰性气体；所述液压升降机构进一步包括升降机架、液压系统、转子驱动与转子提升机构、电机、转轴和转子，所述转轴和转子穿过所述箱盖进入所述箱体，所述箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接。本发明方案生产的铝锂合金熔体，氢含量较低，从而使得其后生产的铝锂合金铸锭的品质上升。

Description

一种铝锂合金熔体在线除氢装置
技术领域
本发明涉及铝锂合金生产技术领域，尤其涉及一种铝锂合金熔体在线除氢装置。
背景技术
铝锂合金融化后，由于与原料中以及周围环境中存在的水汽反应，而使得铝锂合金熔体含有一定量的氢元素。前述原因导致铝锂合金熔体在凝固成固体后，其溶解氢的能力大大降低，原先溶解在铝锂合金熔体中的氢如不能在凝固前从铝锂合金熔体中排出，氢就会以气泡的形式留在铸锭内形成气孔，造成铝锂合金制成品结构疏松、产品性能降低的问题。
目前生产的铝锂合金铸锭未进行在线除氢，生产的铝锂合金铸锭固态测氢的氢含量较高，高达0.4ml/100gAl或以上。高氢含量导致其后生产的铝锂合金铸锭的品质下降，对其性能影响较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种铝锂合金熔体在线除氢装置，用于降低铝锂合金熔体中的氢含量。通过使用所述铝锂合金熔体在线除氢装置生产的铝锂合金熔体，氢含量较低，从而使得其后生产的铝锂合金铸锭的品质上升。
依据本发明实施例提供的一种铝锂合金熔体在线除氢装置，包括箱体部件、箱盖部件和液压升降机构，
所述箱体部件和箱盖部件之间采用螺栓紧固全密封联接；
所述箱盖部件进一步包括内层箱盖和惰性气体保护罩，所述惰性气体保护罩设置在内层箱盖顶部，所述惰性气体保护罩和内层箱盖之间形成的间隙层通入惰性气体；
所述液压升降机构进一步包括升降机架、液压系统、转子驱动与转子提升机构、电机、转轴和转子，所述转轴和转子穿过所述箱盖进入所述箱体，所述箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接。
优选地，进一步包括电气控制系统，
所述电气控制系统用于对所述转子的升降和旋转进行控制，同时用于对所述箱体进行送电控温。
优选地，进一步包括气体控制系统，
所述气体控制系统用于对气体的压力、流量进行调节后将所述气体输送至所述转子。
优选地，所述转子采用欧塞龙陶瓷材料制作。
优选地，采用设置双转轴和双转子的方式对所述转轴和转子进行设置。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1、通过对箱体部件和箱盖部件之间采用螺栓紧固全密封联接，惰性气体保护罩和内层箱盖之间形成的间隙层通入惰性气体以及箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接，可确保箱体内铝锂合金熔体与空气中的氧气完全隔绝，尤其适用于铝锂合金大规格铸锭连续或半连续铸造的熔体在线净化除氢；
2、采用欧塞龙(OSialon)陶瓷材料制作的转子除氢效果稳定性好；
3、采用双转子除氢，除氢效率高。
附图说明
图1是本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的原理框图；
图2是本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的结构示意图；
图3是本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的惰性气体保护罩与除氢箱盖装配图；
图4是本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种铝锂合金熔体在线除氢装置，用于降低铝锂合金熔体中的氢含量。
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细说明，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
参见图1和图2，图1所示为本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的原理框图，图2所示为本发明实施例的铝锂合金熔体在线除氢装置的结构图，提供的铝锂合金熔体在线除氢装置包括箱体部件10、箱盖部件20和液压升降机构30，
箱体部件10和箱盖部件20之间采用螺栓40紧固以实现全密封联接。
箱盖部件20进一步包括内层箱盖201和惰性气体保护罩202，惰性气体保护罩202设置在内层箱盖201顶部，惰性气体保护罩202和内层箱盖201之间形成的间隙层203通入惰性气体，以进行惰性气体密封保护，使得箱体部件10内部的铝锂合金熔体与空气中的氧气完全隔绝开。优选地，本生产工艺中采用的惰性气体为氩气，此处并不作具体限定。请参见图3，图3为惰性气体保护罩202与内层箱盖201装配图。
箱盖部件20还进一步包括温控热电偶组件204和可更换陶瓷浸入式加热元件205，请参见图2。温控热电偶组件204和可更换陶瓷浸入式加热元件205用于配合电气控制系统对所述箱体部件10进行送电控温。
液压升降机构30进一步包括升降机架301、液压系统302、转子驱动与转子提升机构303、电机304、转轴305和转子306，转轴305和转子306穿过箱盖部件20进入箱体部件10，箱盖部件20与转轴305及转子306采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接。其中，电机304驱动轴承转动而传动带动转轴305旋转、转轴305与转子306紧固安装，坚固件采用销键联接、转子306与转子紧固件采用螺栓联接。请参见图4，图中标示出所述硅酸铝纤维绳和所述柔性石墨圈的详细安装部位，此种密封设计加强了装置的全密封性能。
箱体部件10为通常使用的除氢箱，请参见图2，箱体部件10主要包括金属外壳101和加热孔及排液孔机构102。其中，金属外壳101内侧进一步覆盖可更换的成型耐火材料内衬，加热孔及排液孔机构102进一步包括一个底部加热孔、一个底部加热孔堵板、两支移动导轨、四个滑轮、一个排液孔塞头和一套塞套。
上述铝锂合金在线除氢装置的工作原理如下：
转子306是所述铝锂合金在线除氢装置的主要除氢工作部件，对装置的除氢效果有显著的影响，其工作原理是将精炼气体，即氩气导入铝锂合金熔体中，并搅拌铝锂合金熔体和精炼气体，使铝锂合金熔体和精炼气体气泡充分混合接触，铝锂合金熔体中的氢扩散进入精炼气体气泡中，随精炼气体气泡一起逸出铝锂合金熔体。铝锂合金熔体与精炼气体气泡混合充分、均匀，精炼气体气泡越多越细小，除氢效率越高。转子306在搅动铝锂合金熔体和打碎精炼气体气泡的同时，受离心力的作用会在铝锂合金熔体的表面形成旋涡，使表面金属不断更新，表面金属与铝锂合金熔体上方气相中的水、氧反应而吸氢。配合惰性气体保护罩202的全密封可有效杜绝铝锂合金熔体因转子306搅动造成的氧化及吸氢。
优选地，所述铝锂合金在线除氢装置进一步包括电气控制系统，
所述电气控制系统用于对所述转子306的升降和旋转进行控制，同时用于对所述箱体部件10进行送电控温。所述电气控制系统包括：一套电气控制柜，使用电压为380V、频率为50Hz的3相电源。电气控制柜由接线组装而成，包含紧急停止按键、CPU、支架、电源、模拟和数字输入模块、液压驱动按键、温度控制模块、编程、软件和配置文件，以上所述的电气控制柜为现有技术，此处只是举例而不作具体限定。
优选地，所述铝锂合金在线除氢装置进一步包括气体控制系统，
所述气体控制系统用于对惰性气体的压力、流量进行调节后将所述气体输送至所述转子306。所述气体控制系统包括：一套惰性气体控制柜，所述气体控制柜包括两个安装在控制柜表面的主惰性气体流量计，两个主流量控制器、压力调节器、压力计、压力阀、以及用于控制惰性气体所必需的仪器，以上所述的惰性气体控制柜为现有技术，此处只是举例而不作具体限定。
优选地，所述转子采用欧塞龙陶瓷材料制作，
使用OSialon(欧塞龙)陶瓷材料制作的转子306除氢效果稳定性好。石墨转子及转头极易氧化、磨损，而OSialon陶瓷材料耐高温、耐急冷急热性能较好，与铝锂合金熔体不产生化学反应、不受铝锂合金熔体侵蚀、不沾铝、耐磨、使用寿命长。在正常使用条件下，石墨转子使用寿命20天至90天，且转头使用寿命为20天至30天，而OSialon陶瓷转子使用寿命长达360天至720天。
优选地，采用设置双转轴和双转子的方式对所述转轴和转子进行设置，采用双转子除氢，除氢效率高。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1、通过对箱体部件和箱盖部件之间采用螺栓紧固全密封联接，惰性气体保护罩和内层箱盖之间形成的间隙层通入惰性气体以及箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接，可确保箱体内铝锂合金熔体与空气中的氧气完全隔绝，尤其适用于铝锂合金大规格铸锭连续或半连续铸造的熔体在线净化除氢；
2、采用OSialon陶瓷材料制作的转子除氢效果稳定性好；
3、采用双转子除氢，除氢效率高。(电机、轴承传动带动转轴旋转、转轴与转子紧固件采用销键联接、转子与转子紧固件采用螺栓联接)
以上对本发明所提供的一种铝锂合金熔体在线除氢装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种铝锂合金熔体在线除氢装置，其特征在于，包括箱体部件、箱盖部件和液压升降机构，
所述箱体部件和箱盖部件之间采用螺栓紧固全密封联接；
所述箱盖部件进一步包括内层箱盖和惰性气体保护罩，所述惰性气体保护罩设置在内层箱盖顶部，所述惰性气体保护罩和内层箱盖之间形成的间隙层通入惰性气体；
所述液压升降机构进一步包括升降机架、液压系统、转子驱动与转子提升机构、电机、转轴和转子，所述转轴和转子穿过所述箱盖进入所述箱体，所述箱盖与转轴及转子采用硅酸铝纤维绳、柔性石墨圈密封联接。
2.根据权利要求1所述的铝锂合金熔体在线除氢装置，其特征在于，进一步包括电气控制系统，
所述电气控制系统用于对所述转子的升降和旋转进行控制，同时用于对所述箱体进行送电控温。
3.根据权利要求1或2所述的铝锂合金熔体在线除氢装置，其特征在于，进一步包括气体控制系统，
所述气体控制系统用于对气体的压力、流量进行调节后将所述气体输送至所述转子。
4.根据权利要求3所述的铝锂合金熔体在线除氢装置，其特征在于，所述转子采用欧塞龙陶瓷材料制作。
5.根据权利要求3所述的铝锂合金熔体在线除氢装置，其特征在于，采用设置双转轴和双转子的方式对所述转轴和转子进行设置。
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