CN104289705A - 一种具有精炼功能的铝包及其使用方法 - Google Patents

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罗旭东
王家淳
姜魁光
丁清伟
邵宇光
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02—Linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种具有精炼功能的铝包及其使用方法。该铝包包括外壳和进气管路，在铝包侧壁安装有多块透气砖，进气管路经过铝包底部和侧壁，并连接到所述透气砖。透气砖中心位置距包底50-300mm，透气砖上透气孔的朝向与包壁切线方向夹角呈30o-90o，与水平线方向夹角呈-30o-30o。通过设置透气砖位置和精炼气体喷射方向使气泡沿曲线路径上浮，延长了精炼气体和铝熔体的作用时间，充分发挥精炼气体的精炼作用。避免了透气砖底置时因气体压力和流量控制不当而引起的铝液迸溅问题。另外各块透气砖可以单独控制，并可根据需求调整气体压力、流量和工作时间，达到良好的精炼效果。

Description

一种具有精炼功能的铝包及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种铝及铝合金精炼设备和工艺领域，尤其涉及在铝包内通过透气砖进行铝及铝合金熔体预精炼的设备和及其使用方法。
背景技术
精炼处理技术是提高铝熔体纯净度的关键，目前炉内精炼和在线精炼在铝加工行业已经得到广泛应用。在实际生产过程中，一些工厂经常为达到较好的熔体质量指标，耗费大量的时间进行炉内精炼，这不仅无益于熔体质量的提高，还往往成为限制产能的瓶颈性问题。另外，一些工厂过分依赖在线精炼，增加了产品质量风险，同时导致设备运行和维护成本居高不下。
在利用电解铝液直接铸造生产渣和气含量控制较为严格的铝合金产品时，上述问题尤为突出。如果在电解铝液入炉之前对其进行预处理，再经过炉内精炼和在线精炼，可以有效提高熔体品质和熔炉寿命、降低产品质量风险、降低精炼设备的运行和维护成本。目前，铝熔体预精炼处理技术还没有得到充分的重视，相关设备和相工艺研究较少。
近年来，国、内外有部分铝加工厂将透气砖用于熔炼炉、保温炉、除气箱和流槽等部位，通过透气砖吹入精炼气体对铝熔体进行净化处理。透气砖在铝合金熔体中转包上也有少量应用，虽然具有良好的精炼效果，但是仍存在一些问题。CN 202763029 U公开了一种活塞铝液中转浇包，惰性气体经过设在包底部的透气砖进入铝液以实现精炼的目的。由于铝包在使用过程中底部经常有部分铝液和浮渣残留，将透气砖设在包底的这种方式容易发生气道渗透和堵塞现象，且给清包工作带来不便。CN 203265608 U公开了一种除气转移包，利用熔铝炉烟囱排放的热能对精炼用的氮气进行预热后再送入透气砖进行除气，这种方式可一定程度上改善精炼效果和堵塞现象，但需要增加热交换系统，增加了设备制造成本和维护费用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，设计一种装有透气砖的具有精炼功能的铝包，并有效避免了透气砖出现堵塞的现象。
上述目的是通过下述方案实现的：
    一种具有精炼功能的铝包，包括外壳和进气管路，其特征在于，在所述铝包侧壁安装有多块透气砖，所述进气管路经过所述铝包底部和侧壁，并连接到所述透气砖。
根据上述的铝包，其特征在于，所述透气砖中心位置距包底50-300mm，透气砖上透气孔的朝向与包壁切线方向夹角呈30o-90o，与水平线方向夹角呈-30o-30o。
    一种如上述的铝包的使用方法，其特征在于，控制各块透气砖按次序或同步向包内通精炼气体；调整工艺参数：经过进气管路和透气砖通入包内的精炼气体压力0.2-0.6MPa；单路精炼气体流量0-100NL/min可连续调节；精炼时间0-60min。
本发明的有益效果：
（1）将透气砖安装在包侧部可以减缓铝液进包时因落差对透气砖造成的机械冲击；进气管线较长，对精炼气体起到预热作用，减缓透气砖因温差承受的热应力。以上技术措施可以减少透气砖气道堵塞的现象，方便铝包的清理和维护工作，提高透气砖使用寿命。
（2）通过透气砖位置和精炼气体喷射方向的设置使气泡沿曲线路径上浮，延长了精炼气体和铝熔体的作用时间，充分有效发挥精炼气体的精炼作用。同时避免了透气砖底置时因气体压力和流量控制不当而引起的铝液迸溅问题。另外，各块透气砖可以单独控制，并可根据需求调整气体压力、流量和工作时间，达到良好的精炼效果。 
（3）本发明中的装置可以作为电解铝液预处理和转运装置，也可以作为铝合金熔体精炼处理和转运装置。同一个设备可以实现多种用途。
附图说明
图1是本发明的铝包底部的俯视图；
图2是本发明的一个适用于铝合金熔体精炼的铝包的主视图；
图3是本发明的一个适用于电解铝液精炼的铝包的主视图。
具体实施方式
参见图1，本发明的具有精炼功能的铝包包括外壳1和进气管路2，在铝包侧壁安装有多块透气砖3，进气管路2经过铝包底部和侧壁并连接到透气砖3。
精炼气体从气源引出，首先经过安装在包底的进气管路2，再引向包侧的透气砖3，使其中的精炼气体得到一定程度上的预热再进入铝熔体。
将透气砖3安装在包侧部可以减缓铝液进包时因落差的原因对透气砖3造成的机械冲击；对精炼气体进行预热，可减小透气砖因温差承受的热应力；以上技术措施可以减少透气砖气道堵塞的现象，方便铝包的清理和维护工作，提高透气砖使用寿命。
透气砖3中心位置距包底50-300mm，透气砖3上透气孔的朝向与包壁切线方向夹角呈30o-90o，与水平线方向夹角呈-30o-30o（俯角为负，仰角为正值）。
通过透气砖3位置和精炼气体喷射方向的设置使气泡4沿曲线路径上浮，延长了精炼气体和铝熔体的作用时间，充分有效发挥精炼气体的精炼作用。避免了透气砖底置时因气体压力和流量控制不当而引起的铝液迸溅问题。另外各块透气砖可以单独控制，并可根据需求调整气体压力、流量和工作时间，达到良好的精炼效果。
使用时可控制各块透气砖按次序或同步向包内通精炼气体；调整工艺参数：经过进气管路和透气砖通入包内的精炼气体压力0.2-0.6MPa；单路精炼气体流量0-100NL/min可连续调节；精炼时间0-60min。
本发明中的装置可以作为电解铝液产出、预处理和转运装置，也可以作为铝合金熔体精炼处理和转运装置。同一个设备可以实现多种用途。
实施例1 
参见图1和图2，在铝包侧壁安装3块透气砖A、B和C，氮气从气源引出，经由安装在包底的进气管路2，引向包侧的透气砖。透气砖3中心位置距包底150mm，精炼气体喷射方向与包壁切线方向夹角呈60o，与水平线方向呈-15 o。
铝合金熔体由静置炉放流进入铝包，放流的同时在包内撒上熔剂后开始精炼，精炼之后静置10min，扒除包内浮渣，通过铝液倾倒口5倒出后，将铝合金熔体转运至需求场所。精炼工艺参数具体为各透气砖按顺序工作：A砖工作5s→间隔3s→B砖工作5s→间隔3s→C砖工作5s→间隔3s→A砖工作5s，依次循环。气体压力0.3MPa、单路精炼气体流量20NL/min、精炼时间15min。对精炼前后的铝液分别进行检测，结果表明本发明具有良好的除渣和除气效果。
表1
实施例2
参见图1和图3，铝包的侧壁安装了3块透气砖A、B和C，精炼气体从气源引出，首先经过安装在包底的进气管路2，再引向包侧的透气砖。透气砖3中心位置距包底200mm，精炼气体喷射方向与包壁切线方向夹角呈70o，与水平线方向呈10 o。
将精炼熔剂事先撒在铝包内，从电解槽中将电解铝液通过抽铝扣5抽进铝包，抽铝结束后开始精炼，精炼之后静置20min，扒除包内浮渣，通过铝液倾倒口5倒出后，将铝液转运至需求场所。
精炼工艺参数具体为各透气砖同步工作，精炼气体压力0.4MPa、单路精炼气体流量30NL/min、精炼时间20min。
对精炼前后的铝液分别进行检测，结果表明本发明熔剂具有良好的除渣和除气效果。

Claims (3)

1. 一种具有精炼功能的铝包，包括外壳和进气管路，其特征在于，在所述铝包侧壁安装有多块透气砖，所述进气管路经过所述铝包底部和侧壁，并连接到所述透气砖。
2.根据权利要求1所述的铝包，其特征在于，所述透气砖中心位置距包底50-300mm，透气砖上透气孔的朝向与包壁切线方向夹角呈30o-90o，与水平线方向夹角呈-30o-30o。
3. 一种如权利要求1或2的铝包的使用方法，其特征在于，控制各块透气砖按次序或同步向包内通精炼气体；调整工艺参数：经过进气管路和透气砖通入包内的精炼气体压力0.2-0.6MPa；单路精炼气体流量0-100NL/min可连续调节；精炼时间0-60min。
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