CN106636713B - 一种锌合金液高效除气除渣方法 - Google Patents

一种锌合金液高效除气除渣方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锌合金熔炼过程中进行高效除气除渣的方法，属于有色合金的熔炼技术领域。除气除渣器由三部分组成：第一部分是一端封闭并在顶端和四周开有众多小孔的圆筒，此部分是氯化铵气体通向锌合金液的通道；第二部分为开有小孔的活动盖板，此部分是氯化铵气体进入第一分部的通道；第三部分是一端封闭未开孔并装有操作杆的圆筒，此部分用于盛装氯化铵，是产生氯化铵气体的容器。将精炼剂氯化铵装入未开孔的圆筒中，依次将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作。该发明完全避免了锌合金液堵塞排气孔的现象，减少了氯化铵的用量，提高了除气除渣效率。

Description

一种锌合金液高效除气除渣方法
技术领域
本发明涉及一种锌合金熔炼过程中进行高效除气除渣的方法，属于有色合金的熔炼技术领域。
背景技术
锌合金熔炼质量的高低是能否获得高性能锌合金铸件的关键环节，在锌合金的熔炼过程中，必须得到化学成分合格、含气和含渣量最少的优质锌合金液体，以满足生产出高质量锌合金产品的要求。
在锌合金的熔炼过程中，锌、铝和铜等金属元素将与大气中氧、氮和氢元素及水分子等发生相互作用，锌合金液与坩埚之间也会发生相互作用，从而发生锌合金液的吸气现象，并产生大量的夹杂物。在锌合金的熔炼过程中，如果吸气现象严重，将会使铸件形成气孔或针孔缺陷，严重影响铸件内在质量；而锌合金熔炼过程中形成的各种夹杂物，要么漂浮在锌液表面、或者混入熔体中、或者沉在熔体底部，如不清除将导致铸件针孔和夹杂物过多，铸件的外观质量下降，合金的力学性能降低。所以，锌合金熔炼过程中的除气和除渣操作十分重要，除气除渣操作设备与工艺的优劣关系到能否最终获得高质量的锌合金铸件。
通常，在锌合金熔炼过程中，一般采用钟罩法将占金属液重量0.10～0.15％的氯化铵压入到锌合金液中,以便去除锌合金液中存在的各种气体和夹杂物。氯化铵加热至100℃时开始显著挥发,在337.8℃时离解为氨和氯化氢。在锌合金的熔炼温度下，氯化铵往往分解过快、挥发严重，严重影响其除气除渣效率的提高。在实际操作过程中，使用氯化铵将产生大量的烟雾和氨气、恶化操作环境，同时使锌合金中的合金元素烧损率增加。因此，在除气除渣操作过程中，应当尽量减少氯化铵的用量，抑制氯化铵的过快分解和挥发，大幅度提高其除气除渣的效率。只有这样，才能减少锌合金熔炼过程中的废气排放量及其对环境的污染。本发明涉及这样一种锌合金液高效除气除渣方法，采用该方法对绿色化制造具有较重要的现实意义和作用。
中国专利申请201510990345.0公开了一种锌合金熔炼除气除渣方法其存在一个问题，就是当除气除渣装置进入锌合金液中时，会出现合金液体堵塞部分排气孔的现象发生。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种锌合金液高效除气除渣方法，在保证锌合金液熔炼质量的基础上，显著降低精炼剂氯化铵的使用量，减少其对环境的污染，同时解决了排气孔被堵塞的问题。
为达到本发明的目的，本发明实施的技术方案是：
除气除渣器由三部分组成：第一部分是一端封闭并在顶端和四周开有众多小孔的圆筒，此部分是氯化铵气体通向锌合金液的通道；第二部分为开有小孔的活动盖板，此部分是氯化铵气体进入第一部分的通道；第三部分是一端封闭未开孔并装有操作杆的圆筒，此部分用于盛装氯化铵，是产生氯化铵气体的容器。
(1)切割出两段壁厚为2毫米、外径为80～120毫米、高度为60～100毫米的45#圆筒，采用焊接方法分别对其一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布供紧固用的直径为6毫米的圆孔。
(2)在其中的一段45#圆筒的密封端面中心开设直径为1.2～2.0毫米的排气小孔、同时依据圆筒直径大小以密封端面中心为圆心开设1～3圈直径为1.2～2.0毫米的小孔，在圆筒周边开设2～4圈直径为1.2～2.0毫米的排气小孔。
(3)在未开设小孔的圆筒侧面接近法兰的部位焊接一根长度为2200毫米、直径为12毫米的操纵杆。
(4)切割出与法兰直径相等、厚度为2毫米的45#钢活动盖板，在其中心开设直径为3毫米的排气小孔、同时依据圆筒直径大小以活动盖板中心为圆心开设1～3圈直径为3毫米的小孔，同时在其上开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布的圆孔，用于固定。
(5)将精炼剂氯化铵装入未开孔的圆筒中，依次将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作。
(6)除气除渣操作过程中，首先将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体形成压力后再将整个装置全部浸入锌合金液中，操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。
附图说明
图1为除气除渣装置结构示意图。
1、固定盖板；2、焊缝；3、活动盖板；4、小孔；5、螺母；5、操纵杆；6、螺栓
图2为除气除渣装置结构俯视图。
具体实施方式
实施方式一
切割出两段壁厚为2毫米、外径为80毫米、高度为60毫米的45#圆筒，采用焊接方法分别对其一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布供紧固用的直径为6毫米的圆孔；在其中的一段45#圆筒的密封端面中心开设直径为2毫米的排气小孔、同时均匀开设1圈直径为2毫米的6个小孔，此外在圆筒周边开设2圈直径为2毫米的排气小孔12个；在未开设小孔的圆筒侧面接近法兰的部位焊接一根长度为2200毫米、直径为12毫米的操纵杆；切割出与法兰直径相等厚度为2毫米的45#钢活动盖板，在其中心开设一个直径为3毫米的小孔，并均匀开设1圈直径为3毫米的小孔6个，同时在其上开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布直径为6毫米的圆孔；将氯化铵装满未开孔的圆筒，将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作；将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体并形成压力后，再将整个装置全部浸入锌合金液中。操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。与专利201510990345.0的除气除渣效果相比，除气除渣效果更好，氯化铵的消耗量为锌合金液重量的0.06～0.07％，除气时间为3分钟，同时解决了排气孔被堵塞的问题。
实施方式二
切割出两段壁厚为2毫米、外径为100毫米、高度为80毫米的45#圆筒，采用焊接方法分别对其一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布供紧固用的直径为6毫米的圆孔；在其中的一段45#圆筒的密封端面中心开设直径为1.6毫米的排气小孔、同时均匀开设2圈直径为1.6毫米的12个小孔，在圆筒周边均匀开设3圈直径为1.6毫米的排气小孔18个；在未开设小孔的圆筒侧面接近法兰的部位焊接一根长度为2200毫米、直径为12毫米的操纵杆；切割出与法兰直径相等厚度为2毫米的45#钢活动盖板，在其中心开设一个直径为3毫米的小孔，并开设2圈直径为3毫米的小孔12个，同时在其上开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布直径为6毫米的圆孔；将氯化铵装满未开孔的圆筒，将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作；将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体并形成压力后，再将整个装置全部浸入锌合金液中。操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。与专利201510990345.0的除气除渣效果相比，除气除渣效果更好，氯化铵的消耗量大约为锌合金液重量的0.055～0.065％，除气时间为3分钟，同时解决了排气孔被堵塞的问题。
实施方式三
切割出两段壁厚为2毫米、外径为120毫米、高度为100毫米的45#圆筒，采用焊接方法分别对其一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布供紧固用的直径为6毫米的圆孔；在其中的一段45#圆筒的密封端面中心开设直径为1.2毫米的排气小孔、同时均匀开设3圈直径为1.2毫米的18个小孔，在圆筒周边均匀开设3圈直径为1.2毫米的排气小孔18个；在未开设小孔的圆筒侧面接近法兰的部位焊接一根长度为2200毫米、直径为12毫米的操纵杆；切割出与法兰直径相等厚度为2毫米的45#钢活动盖板，在其中心开设一个直径为3毫米的小孔，并均匀开设3圈直径为3毫米的小孔18个，同时在其上开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布直径为6毫米的圆孔；将氯化铵装满未开孔的圆筒，将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作；将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体并形成压力后，再将整个装置全部浸入锌合金液中。操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。与专利201510990345.0除气除渣效果相比，除气除渣效果更好，除气时间为3分钟，氯化铵的消耗量为锌合金液重量的0.05～0.06％。
本发明除气除渣装置的制备及除气除渣操作方法的简要描述是：
首先选取壁厚为2毫米、外径为80～120毫米、高度为60～100毫米的45#钢管，将钢管切割成两段，分别采用焊接方法对每段钢管的一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布直径为6毫米的圆孔；在其中一个圆筒形钢管的密封端和周边开设一定数量直径为1.2～2.0毫米的排气小孔；在未开设小孔的圆柱形筒侧面接近法兰的部位焊接一根操纵杆；切割出与法兰直径相当的45#钢活动盖板，在其中开设一定数量直径为3毫米的小孔，同时在其中开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布的圆孔。将一定数量的精炼剂氯化铵装入未开孔的圆筒中，再将活动盖板扣好，将开设小孔的圆筒放在盖板上，采用螺栓将其进行紧固。然后将该装置浸入锌合金液中进行除气和除渣操作，操作过程中首先将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体并形成一定压力后，再将整个装置全部浸入锌合金液中。操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。采用这种除气除渣方法后，氯化铵的消耗量为锌合金液重量的0.05～0.07％。

Claims (7)

1.一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：采用除气除渣器进行除气和除渣操作，除气除渣器由三部分组成：第一部分是一端封闭并在顶端和四周开有众多小孔的圆筒，此部分是氯化铵气体通向锌合金液的通道；第二部分为开有小孔的活动盖板，此部分是氯化铵气体进入第一部分的通道；第三部分是一端封闭未开孔并装有操作杆的圆筒，此部分用于盛装氯化铵，是产生氯化铵气体的容器；将精炼剂氯化铵装入未开孔的圆筒中，依次将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作；除气除渣操作过程中，首先将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体形成压力后再将整个装置全部浸入锌合金液中，操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗；所述精炼剂氯化铵的加入量为锌合金液的0.05～0.07wt.％。
2.如权利要求1所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：
(1)切割出两段45#圆筒，采用焊接方法分别对其一端进行固定密封，在另一端则焊接出一个法兰边，在法兰上开有三个均匀分布供紧固用的圆孔；
(2)在其中的一段45#圆筒的密封端面中心开设排气小孔、同时依据圆筒直径大小以密封端面中心为圆心开设1～3圈小孔，在圆筒周边开设2～4圈排气小孔；
(3)在未开设小孔的圆筒侧面接近法兰的部位焊接一根操纵杆；
(4)切割出与法兰直径相等的45#钢活动盖板，在其中心开设排气小孔，同时依据圆筒直径大小以活动盖板中心为圆心开设1～3圈小孔，同时在其上开设与圆筒法兰上相同的三个均匀分布的圆孔，用于固定；
(5)将精炼剂氯化铵装入未开孔的圆筒中，依次将活动盖板和开有小孔的圆筒与其一起组装，采用螺栓进行紧固，然后将其浸入锌合金液中进行除气和除渣操作；
(6)除气除渣操作过程中，首先将未开设小孔并装有氯化铵的圆筒朝下浸入锌液中，待氯化铵充分受热分解产生气体形成压力后再将整个装置全部浸入锌合金液中，操作过程中使其在锌池中不同高度和不同水平部位做反复运动，直到氯化铵被全部消耗。
3.如权利要求2所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：步骤(1)中，45#圆筒的壁厚为2毫米、外径为80～120毫米、高度为60～100毫米；供紧固用的圆孔直径为6毫米。
4.如权利要求2所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：步骤(2)中，密封端面中心开设的排气小孔直径为1.2～2.0毫米；以密封端面中心为圆心开设1～3圈的小孔的直径为1.2～2.0毫米；在圆筒周边开设2～4圈的排气小孔的直径为1.2～2.0毫米。
5.如权利要求2所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：步骤(3)中，操纵杆的长度为2200毫米、直径为12毫米。
6.如权利要求2所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：步骤(4)中，45#钢活动盖板的厚度为2毫米；45#钢活动盖板中心开设的排气小孔直径为3毫米；以活动盖板中心为圆心开设1～3圈的小孔直径为3毫米。
7.如权利要求1或2所述的一种锌合金液高效除气除渣方法，其特征在于：所述除气时间为3分钟。
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