CN107385225A - 一种铝熔体净化系统以及铝及铝合金生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝及铝合金的生产技术领域，提供了一种铝熔体净化系统，包括精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置、控制系统以及用于运输铝熔体的运输系统，精炼剂输送系统具有精炼剂输出口，除碱装置包括中空石墨转子，中空石墨转子具有第一进料口，精炼剂输出口与第一进料口连通，控制系统与精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置以及运输系统通信连接，除碱装置位于除渣装置的上游。该铝熔体净化系统能够用于净化铝熔体，使铝熔体的清洁度提高，进而使得铝及铝合金生产工艺制得的铝或铝合金的质量好。本发明还提供了一种铝及铝合金生产系统，该系统包括本发明所提供的铝熔体净化系统，该系统制得的铝或铝合金制品质量好。

Description

一种铝熔体净化系统以及铝及铝合金生产系统

技术领域

本发明涉及铝及铝合金生产技术领域，具体而言，涉及一种铝熔体净化系统以及铝及铝合金生产系统。

背景技术

铝及铝合金熔铸是利用电解铝液(或铝锭)、返回废料、中间合金为主要原料，经熔化、保温、精炼、铸造后形成外形各异的产品，如扁锭、圆锭、铸轧卷等。由于电解铝液直接铸造铝加工生产用锭坯和用重熔铝锭生产加工锭坯相比，既可省去重熔工序、节约能耗，又可减少烧损、减少环境污染、降低生产成本。每吨铸锭可节省约540度电，减少二次重熔的铝损失约0.5％-1％，据测算，每吨锭坯的成本可降低500元以上。对电解铝厂自身来说，可降低铝锭铸造费用，以相对较少的投资增加了产品的附加值，提高企业的经济效益和抗风险能力。利用电解铝液直接铸成铝加工生产用锭坯是电解铝企业发展的必由之路。也就是我们经常讲的电解铝液生产铸坯的短流程工艺取代重熔铸造法生产铸坯的长流程工艺。目前短流程工艺已经成为电解铝熔铸工艺的主流工艺。电解铝水由于温度高、含氢量高、渣含量高的特点，致使对熔融铝液的净化工艺就尤为重要，它直接关系到熔铸产品的质量问题。国内现使用的技术重点全部放置在熔炼炉内的净化和铸造在线处理两个方面，即将电解铝液倒入熔炼炉中再进行处理和在铸造设备前安装在线除气设备进行处理。电解铝液炉内精炼技术的发展趋势：近几年来，在市场的锤炼之下，人们对炉体内铝液熔体质量的认识越来越深刻，也极大的促进了炉内精炼技术的发展。目前炉内精炼技术对于解决熔体清洁度的问题仍不理想。

发明内容

本发明提供了一种铝熔体净化系统，旨在改善铝及铝合金生产过程中铝熔体清洁度不够理想的问题。

本发明还提供了一种铝及铝合金生产系统，其制得的铝或铝合金制品质量好。

本发明是这样实现的：

一种铝熔体净化系统，包括精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置、控制系统以及用于运输铝熔体的运输系统，精炼剂输送系统具有精炼剂输出口，除碱装置包括中空石墨转子，中空石墨转子具有第一进料口，精炼剂输出口与第一进料口连通，控制系统与精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置以及运输系统通信连接，除碱装置位于除渣装置的上游。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，运输系统包括轨道、电动平板车以及铝熔体处理抬包，轨道设置于厂房地面，电动平板车设置于轨道上，铝熔体处理抬包放置于电动平板车上，电动平板车与控制系统通信连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，运输系统还包括激光定位装置，激光定位装置包括用于发射激光束的激光发射器、接收反射激光束的激光接收器以及激光测距仪，激光测距仪与激光发射器和激光接收器通信连接，电动平板车朝向激光定位装置的一侧设置有激光反射件。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，铝熔体处理抬包包括抬包本体，抬包本体的开口朝上，抬包本体的顶部还设置有向远离抬包本体的方向延伸的倾倒嘴，倾倒嘴与开口连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，除碱装置包括立柱、电机、导轨、滑动承重部以及中空石墨转子，电机设置于立柱的顶部，导轨设置于立柱的侧壁，滑动承重部包括相互连接的滑动连接件和承重部，滑动连接件与导轨滑动扣合，立柱的顶部设置有第一链轮，第一链轮与电机连接，立柱的底部设置有第二链轮，第一链轮与第二链轮通过链条连接，链条与滑动连接件连接，且第一链轮的转动能通过链条带动滑动连接件上下移动，中空石墨转子设置于承重部，且中空石墨转子具有与第一进料口连通的第一出料口，第一出料口朝下设置。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，精炼剂输送系统包括用以提供精炼剂的储料罐、用以对精炼剂进行输送的稀相输送系统和用于将精炼剂接收并再分配的接收仓，储料罐的出料端连通至稀相输送系统的进料端，稀相输送系统的出料端连通至接收仓的进料端，精炼剂输出口设置于接收仓的底部，接收仓进料端与精炼剂输出口连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，储料罐包括罐体，罐体具有容置腔，罐体的顶部设置有排气装置和旋转入料机，排气装置和旋转入料机均与容置腔连通，旋转入料机包括相互连通的机器主体和第二进料口，机器主体与容置腔连通，罐体的壁面设置有振动锤，罐体的底部设置有与容置腔连通的第二出料口

进一步地，在本发明较佳的实施例中，储料罐还包括入料斗，入料斗包括壳体和由壳体围成的料仓，壳体的顶部和底部分别设置有贯穿壳体的第三进料口和第三出料口，第三出料口连通至第二进料口；入料斗还包括沸腾床，沸腾床包括贯穿壳体的喷气口，以及将喷气口连通至压缩气体提供装置的供气管。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，除渣装置包括支架和安装于支架上的一对除渣臂；

每个除渣臂均包括沿竖直方向设置的转轴和沿水平方向设置的除渣板，转轴的一端与支架连接，另一端与除渣板连接；除渣板包括与转轴连接的连接端，和可绕连接端转动的自由端；

每个除渣板还包括相对设置的第一表面和第二表面，一对除渣臂具有将两个第一表面抵靠的第一状态，和将两个第二表面抵靠的第二状态，除渣装置还包括用以驱动一对除渣臂在第一状态和第二状态之间转换的驱动装置。

一种铝及铝合金生产系统，包括上述的铝熔体净化系统。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的铝熔体净化系统，由于其包括精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置、控制系统以及用于运输铝熔体的运输系统，上述装置及系统相互配合使得铝熔体净化系统能够对铝熔体进行除碱除渣，使得铝熔体达到净化的目的。本发明还提供了一种铝及铝合金生产系统，由于其包括本发明所提供的铝熔体净化系统，使得其用于制备铝或铝合金产品的铝熔体清洁度高，进而使得制得的铝制品质量好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的铝熔体净化系统的河沟示意图；

图2是图1中精炼剂输送系统的结构示意图；

图3是图2中储料罐的结构示意图；

图4是旋转入料机设置于罐体的局部剖视图；

图5是入料斗的第一视角的结构示意图；

图6是入料斗第二视角的结构示意图；

图7是图2中稀相输送系统的结构示意图；

图8是图7中第一回气管的结构示意图；

图9是图7中流化盘的结构示意图；

图10是图7中助吹器的结构示意图；

图11是图2中接收仓的第一视角的结构示意图；

图12是图2中接收仓的第二视角的结构示意图；

图13是图11中工作仓的的结构示意图；

图14是图13中喂料机的结构示意图；

图15是图1中运输系统的结构示意图；

图16是图15中铝熔体处理抬包的结构示意图；

图17是图1中除碱装置的结构示意图；

图18是图17中Ⅳ区域的放大图；

图19是图17中Ⅴ区域的放大图；

图20是图1中除渣装置的结构示意图；

图21是图1中除渣臂的结构示意图。

图标：10-铝熔体净化系统；20-精炼剂输送系统；200-精炼剂输出口；21-储料罐；210-罐体；211-容置腔；212-第二出料口；220-排气装置；230-旋转入料机；231-机器主体；232-第二进料口；240-振动锤；260-入料斗；261-壳体；262-料仓；2621-第三进料口；2622-第三出料口；263-沸腾床；2631-喷气口；2632-供气管；22-稀相输送系统；270-仓泵泵体；271-第四进料口；279-第三料位计；272-压力继电器；273-安全阀；274-回气阀；275-第一回气管；276-第一混合室；277-第四进料口；278-下料阀；280-流化盘；281-流化腔体；282-第一进气管；283-出气孔；284-环片；285-分气室；286-分气孔；290-送料管；291-送料阀；292-助吹器；293-第一管道；294-第二管道；295-第二进气管；296-第三进气管；23-接收仓；320-中间仓；321-进料阀；322-电控出料阀；323-第三回气管；324-第二回气管；325-电控气阀；326-振动锤；327-管道；328-方圆过渡连接件；330-工作仓；331-第一输气管；332-第四料位计；333-喂料机；334-电机；335-减速机；3351-转动轴；336-喂料腔室；337-旋转叶片；337a-第一旋转叶片；337b-第二旋转叶片；338-第二混合室；339-第二输气管。40-除碱装置；400-除碱装置；410-立柱；420-电机；430-导轨；440-滑动承重部；441-滑动连接件；442-承重部；450-中空石墨转子；451-第一进料口；453-出料口；460-除尘净化管；461-进气口；471-第一链轮；472-第二链轮；473-链条；481-抬包盖；50-除渣装置；510-支架；511-立柱；5111-第一滑轨；5112-立柱旋转装置；512-横梁；5121-第二滑轨；5122-滑动件；5123-升降装置；520-除渣臂；521-转轴；522-除渣板；5221-连接端；5222-自由端；5223-第一表面；5224-第二表面；5226-凹槽；70-运输系统；71-电动平板车；711-轨道；719-激光反射件；713-激光定位装置；731-激光发射器；733-激光接收器；735-激光测距仪；740-铝熔体处理抬包；741-抬包本体；742-开口；743-倾倒嘴；745-吊杆；746-吊杆驱动机构。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本发明提供了一种铝熔体净化系统10，其包括精炼剂输送系统20、除碱装置40、除渣装置50、控制系统以及用于运输铝熔体的运输系统70，精炼剂输送系统20具有精炼剂输出口200，如图17所示，除碱装置40包括中空石墨转子450，中空石墨转子450具有第一进料口451，精炼剂输出口200与第一进料口451连通，控制系统与精炼剂输送系统20、除碱装置40、除渣装置50以及运输系统70通信连接，除碱装置40位于除渣装置50的上游。除碱装置40位于除渣装置50的上游是指在同一个铝熔体净化过程中，除碱装置40先于除渣装置50工作。

在铝及铝合金生产过程中，电解铝熔体中残渣有杂质，为保证制得的铝及铝合金产品品质更好，因此需要多电解铝熔体进行净化。在控制系统的作用下将铝熔体通过运输系统70运输至除碱装置40的下方，于此同时，控制系统控制精炼剂输送系统20通过精炼剂输出口200向中空石墨转子450内通入除碱药剂。在除碱药剂通入的过程中除碱装置40对铝熔体进行除碱操作。由于铝熔体内本身带有杂质或者在除碱过程中产生有杂质，控制系统控制运输系统70将除碱后的铝熔体运送至除渣装置50的下方，并控制除渣装置50对铝熔体进行除渣处理，去除铝熔体中的固体杂质。去除杂质后的铝熔体再由运输系统70运输至铝及铝合金生产的下一个工段。上述设计能够有效去除铝熔体中的杂质。

如图2所示，进一步地，精炼剂输送系统20，其包括用以提供精炼剂的储料罐21、用以对精炼剂进行输送的稀相输送系统22和用于将精炼剂接收并再分配的接收仓23，储料罐21的出料端连通至稀相输送系统22的进料端，稀相输送系统22的出料端连通至接收仓23的进料端，精炼剂输出口200设置于接收仓23的底部，接收仓23的进料端与精炼剂输出口200连通。

如图3和图4所示，储料罐21包括罐体210，罐体210具有容置腔211，图3中，罐体210的侧壁剖切一部分则能看见容置腔211。罐体210的顶部设置有排气装置220和旋转入料机230，排气装置220与容置腔211连通，旋转入料机230包括相互连通的机器主体231和第二进料口232，机器主体231与容置腔211连通。罐体210的壁面设置有振动锤240，罐体210的底部设置有与容置腔211连通的第二出料口212。实际使用过程中，粉料药剂从第二进料口232进入机器主体231中，经机器主体231进入容置腔211内，旋转入料机230使得粉料能够均匀地进入容置腔211内，使粉料在容置腔211内储存，由于粉料药剂在进入容置腔211的过程中掺杂于其中的气体也同时进入容置腔211内，故为了防止容置腔211内气压过大，则通过排气装置220排出其中气体，以防止容置腔211内气压过大发生安全事故。振动锤240能够敲击罐体210的内壁，使罐体210内壁附着的粉料脱落。当工业加工过程需要加料时，则通过第二出料口212将粉料排出。

如图2、图5和图6所示，进一步地，储料罐21还包括入料斗260，包括壳体261和由壳体261围成的料仓262，壳体261的顶部和底部分别设置有贯穿壳体261的第三进料口2621和第三出料口2622，第三出料口2622连通至第二进料口232；入料斗260还包括沸腾床263，沸腾床263包括贯穿壳体261的喷气口2631，以及将喷气口2631连通至压缩气体提供装置(图未示)的供气管2632。

压缩气体提供装置通过供气管2632输出压缩气体，压缩气体经过喷气口2631进入入料仓262内，冲击物料，使物料与物料之间、物料与壳体261之间相互碰撞摩擦，从而对物料的表面进行打磨，使物料的流动性得以增加。

第二出料口212与稀相输送系统22连接。如图7所示，稀相输送系统22包括仓泵泵体270、流化盘280以及送料管290。仓泵泵体270的顶部设置有用于接收物料的第四进料口277，第四进料口277连通至第二出料口212。第四进料口277处设置有用于启闭第四进料口277的下料阀278。

具体地，仓泵泵体270的上部为圆柱形，下部为锥形，从而实现上部堆积物料，下部排出物料的作用。本实施例中，仓泵泵体270的顶部设置有第三料位计279、压力继电器272、安全阀273以及回气阀274。

第三料位计279与仓泵泵体270连接，用于检测仓泵泵体270内的物料的料位高度，并及时反馈至下料阀278，以避免物料溢出。

压力继电器272与仓泵泵体270连接，用于检测仓泵泵体270中物料和压缩空气的混合压力，当混合压力达到预设值后，压力继电器272发送信号至送料管290上设置的送料阀291，从而启闭送料阀291。

安全阀273与仓泵泵体270连通，安全阀273的设置能够保证在管道堵塞的情况下，仓泵泵体270内的压力维持在安全范围内。

回气阀274通过第一回气管275连通至储料罐21，在仓泵泵体270进料时，第一回气管275可以排出仓泵泵体270内的空气，便于物料的进入，同时，将仓泵泵体270内的排出的空气输送至储料罐21中，对这部分空气再利用，增加综合利用率，降低能耗。

如图8-10所示，进一步地，流化盘280以及送料管290均与仓泵泵体270连接，为了便于加工，本实施例中通过在仓泵泵体270的底部设置第一混合室276，第一混合室276与仓泵泵体270可以一体成型，也可以分体设计。本实施例中，优选第一混合室276与仓泵泵体270分体设计。

流化盘280设置于仓泵泵体270的底部，进一步地，流化盘280设置于第一混合室276的底部。本实施例中提供的流化盘280包括流化腔体281和第一进气管282，第一进气管282与流化腔体281连通，流化腔体281设置有多个出气孔283，流化腔体281与仓泵泵体270通过出气孔283连通。本实施例中，流化腔体281为半球形空腔，压缩空气通过第一进气管282进入流化盘280进行分流，流化盘280内的压缩空气从多个出气孔283排出，与仓泵泵体270内的物料接触，起到分散物料和混合物料的作用。

具体地，参照图11所示，流化腔体281内设置有环片284、分气室285。环片284为圆环形的片状结构，本实施例中，多个环片284依次间隔重叠设置。分气室285为长方体腔体，并且在分气室285上设置有分气孔286，分气室285设置于流化腔体281内，并且通过分气孔286与流化腔体281连通，第一进气管282与分气室285连通。也即是，压缩空气通过第一进气管282进入分气室285，然后经分气室285上的分气孔286进入流化腔体281内，再经过相邻两个环片284之间的间隙排出至仓泵泵体270内。通过分气孔286和出气孔283实现对压缩空气的两次分流，使得压缩空气分布更均匀，与物料的混合更均匀。

送料管290连接于仓泵泵体270与接收仓23之间，更具体地，送料管290连通了接收仓23与仓泵泵体270底部的第一混合室276，第一混合室276上还设置有第二进气管295，如图3所示，第二进气管295伸入第一混合室276的内部，送料管290的轴心线与第二进气管295的轴心线相同，使得第二进气管295的气体能够直接进入至送料管290，对送料管290内的物料起到辅助送料的作用，送料管290上设置有送料阀291，送料阀291的启闭通过安装于仓泵泵体270的压力继电器272控制。

本实施例中，送料管290和仓泵泵体270的第一混合室276之间连接有助吹器292。助吹器292的结构请参阅图12，助吹器292包括第一管道293、第二管道294和第三进气管296，第一管道293与仓泵泵体270的第一混合室276连通，第一管道293远离仓泵泵体270的一端伸入第二管道294内，第二管道294与送料管290连通，第三进气管296与第二管道294的侧壁连通。

具体地，第一管道293为圆管，第二管道294为锥形管，第二管道294的直径大于第一管道293的直径，物料和压缩空气的混合物进入第一管道293后，在压力的推动下，继续进入第二管道294，第二管道294的直径由大变小，直径较大的部分便于接收物料，避免物料堆积，直径较小的部分，便于加大物料的压力，有利于物料的运输。第二管道294侧壁上的第三进气管296能够向第二管道294内通入压缩空气，从而能够调节第二管道294内的物料和压缩空气的混合比例，同时经第三进气管296进入的压缩空气还能进一步作用于物料，以推动物料运输。

如图11所示，在此图中送料管290连接两个接收仓23。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，接收仓23的数量无具体要求，其根据厂房大小或者是生产需要进行调整。接收仓23包括中间仓320和工作仓330。工作仓330位于中间仓320的下方，中间仓320的进料端与稀相输送系统22的出料端连通，工作仓330的进料端与中间仓320的出料端连通。接收仓23的数量可以是多个，多个接收仓23并联设置，用于将物料分配至不同的工段。在本实施例中，共设置了两个接收仓23，两个接收仓23的进料端分别与送料管290连通。

中间仓320用于暂存物料(如精炼剂)并向工作仓330输送物料，中间仓320的体积远大于工作仓330的体积，有效避免了物料持续运输至工作仓330的情况，减少了动力传送的频率。具体地，中间仓320的上部的形状大致为长方体结构，中间仓320的下部的形状大致为梯形台的结构，中间仓320的上部和下部一体成型且连通。

请参阅图12，在中间仓320的上部的顶面设置有进料阀321、第二回气管324和第三回气管323。其中，进料阀321用于进料，进料阀321位于中间仓320的进料口处。第三回气管323连通至储料罐21的顶部，用于排出物料混合的压缩空气，这些压缩空气中还混有少量的粉末物料，将其通入到储料罐21中，可以实现物料的回收以及压缩空气的再利用，从而增加整体利用率，减少生产成本。第二回气管324用于使中间仓320能够顺利向工作仓330进料，本实施例中，请返回参阅图2，第二回气管324的一端与中间仓320的顶部连通，第二回气管324的另一端与工作仓330的顶部连通，在第二回气管324上还设置有电控气阀325用于启闭第二回气管324。在中间仓320向工作仓330进料的过程中，工作仓330内原有的空气会受到物料的挤压，若未设第二回气管324，此时工作仓330内的受到物料挤压的空气具有一定的压力，使得中间仓320无法再向工作仓330内进料，本实施例中通过设置第二回气管324，工作仓330内的空气经挤压后能够经第二回气管324排出至中间仓320内，从而保证了工作仓330的压力小，物料能够顺利进料。

如图11所示，在中间仓320的下部设置有电控出料阀322和振动锤326。其中，电控出料阀322用于出料，电控出料阀322位于中间仓320的出料端。振动锤326用于振动带动中间仓320下料，从而避免中间仓320内的物料堆积和堵塞。本实施例中，中间仓320的下部设置有两个出料端，并且中间仓320的下部为两个梯形台的结构，两个出料端分别与工作仓330连通。

由于本实施例中，中间仓320的下部大致为梯形台的结构，中间仓320的出料端大致为方形，中间仓320与工作仓330之间通过柔性的管道327连通，该管道327为圆柱形，本实施例通过在管道327与出料端之间设置有方圆过渡连接件328，有利于管道327与出料端之间的过渡，连接更紧密。此外，上述提及的电控出料阀322设置于该管道327上。

如图13所示，工作仓330的形状大致为锥形，工作仓330位于中间仓320的下方，工作仓330的进料口与中间仓320的出料端连通。由于本实施例中，中间仓320的出料端为两个，对应的，工作仓330也为两个，且两个出料端分别与两个工作仓330连通。中间仓320内的物料能够在自身重力的作用下，向下运动并进入工作仓330。

工作仓330设置有第一输气管331、第四料位计332以及喂料机333。第一输气管331用于向工作仓330内通入惰性气体，惰性气体进入工作仓330后，会施压于工作仓330内的物料，并推动物料运输，并且惰性气体还会挤压工作仓330内的物料，缩小物料之间的空隙，以提供更高精度的物料运输，避免出现一段时间运输量大，一段时间运输量小的情况。

第四料位计332用于检测工作仓330内的物料的料位高度，第三料位计332分别与电控气阀325、电控出料阀322以及振动锤326电连接。当工作仓330第四料位计332发出“料空”信号后，PLC指令打开中间仓320底部的电控出料阀322、电控气阀325和振动锤326，精炼剂由中间仓320流向工作仓330，直至工作仓330第四料位计332发出“料满”信号，PLC指令关闭中间仓320底部电控出料阀322、电控气阀325和振动锤326，停止补料，完成工作仓330精炼剂补料流程。

请参阅图14，喂料机333包括电机334、减速机335、喂料腔室336和第二混合室338。喂料腔室336内设置有旋转叶片337，减速机335与旋转叶片337连接，电机334与减速机335连接。本实施例中，旋转叶片337包括第一旋转叶片337a和第二旋转叶片337b，减速机335设置有转动轴3351，第一旋转叶片337a和第二旋转叶片337b大致为半圆弧形，第一旋转叶片337a和第二旋转叶片337b均位于转动轴3351远离减速机335的一端，更具体地是，第一旋转叶片337a连接于转动轴3351的端部，第二旋转叶片337b连接于转动轴3351的侧壁。

第二混合室338大致为长方体腔体结构，第二混合室338的顶部设置有第二输气管339。喂料腔室336与第二混合室338连通，喂料腔室336内的物料经旋转叶片337分散后，进入第二混合室338，惰性气体经第二输气管339进入第二混合室338，物料能够在惰性气体的压力的推动作用下，运输更顺畅，并且在运输过程中，由于物料受到惰性气体的挤压，能够缩小物料之间的间隙，有利于提高物料运输的精确性。

精炼剂输送系统20的具体设计使得其在向除碱装置40输送除碱药剂的过程中，药剂输送均匀，保证除碱过程更加高效。

如图15所示，进一步地，运输系统70包括轨道711、电动平板车71以及铝熔体处理抬包740，轨道711设置于厂房地面，电动平板车71设置于轨道711上，铝熔体处理抬包740放置于电动平板车71上，电动平板车71与控制系统通信连接。控制系统通过控制电动平板车71在轨道711上的移动实现铝熔体处理抬包740的移动，而铝熔体处理抬包740用于盛放铝熔体，铝熔体处理抬包740的移动进而使得铝熔体运动至除碱工位或除渣工位被除碱或除渣。

进一步地，激光定位装置713可以包括激光发射器731、激光接收器733以及激光测距仪735。其中，激光发射器731用于发射激光束，激光接收器733用于接收激光束。激光测距仪735与激光发射器731和激光接收器733均通信连接。电动平板车71朝向激光定位装置713的一侧设置有激光反射件719。由激光发射器731发射出的激光传播至激光反射件719，然后由激光反射件719发射回激光定位装置713，此时，激光定位装置713的激光接收器733接收反射回来的激光，并将此信号传输给激光测距仪735，激光测距仪735通过激光传播的时间和速度得出电动平板车71移动的距离，从而实现对电动平板车71的定位。

如图16所示，进一步地，本发明提供了一种铝熔体处理抬包740，其包括抬包本体741，抬包本体741的开口742朝上，抬包本体741的顶部还设置有向远离抬包本体741的方向延伸的倾倒嘴743，倾倒嘴743与开口742连通。在铝熔体净化过程中，需要用铝熔体处理抬包740对铝熔体进行运输，其将铝熔体运输至铝熔体处理过程的各个净化单元。由于其需要接收从熔炼炉中转运铝熔体的电解真空抬包中的铝熔体，此接收过程一般采用将电解真空抬包中的铝熔体倾倒至铝熔体处理抬包740中，设置倾倒嘴743就能更好接收倾倒出来的铝熔体而不洒落至铝熔体处理抬包740外。

进一步地，铝熔体处理抬包740还包括吊杆745和吊杆驱动机构746，吊杆745呈倒“U”形，吊杆745的相对两端分别与抬包本体741的相对两端的外壁转动连接，吊杆驱动机构746与抬包本体741和吊杆745同时连接。吊杆驱动机构746用于驱动吊杆745相对于抬包本体741转动。当铝熔体净化完成时，需要将铝熔体处理抬包740中的铝熔体倾倒至下一个单元，则此时由铝制品生产车间的抓举设备通过抓举吊杆745将铝熔体处理抬包740抓举上升，并将其进行倾倒处理。吊杆745具有两个状态：1.在铝熔体净化过程中，其转动至不高于抬包本体741的开口742处，以免妨碍净化过程的运行。2.净化过程完成后，其转动至高于抬包本体741的开口742处便于后续抓举装置对其进行抓举。

如图17所示，进一步地，除碱装置40，包括立柱410、电机420、导轨430、滑动承重部440以及中空石墨转子450。具体地，电机420设置于立柱410的顶部，导轨430设置于立柱410的侧壁，滑动承重部440包括相互连接的滑动连接件441和承重部442，滑动连接件441与导轨430滑动扣合。

结合参见图18和图19，立柱410的顶部设置有第一链轮471，第一链轮471与电机420连接，立柱410的底部设置有第二链轮472，第一链轮471与第二链轮472通过链条473连接，链条473与滑动连接件441连接，且第一链轮471的转动能通过链条473带动滑动连接件441上下移动，中空石墨转子450设置于承重部442，且中空石墨转子450的出料口453朝下设置。

除碱装置40工作时，铝熔体处理抬包740运动至中空石墨转子450的下方，此时控制电机420转动，使链条473带动滑动承重部440在导轨430上向下运动，当滑动承重部440运动至中空石墨转子450的出料口453淹没至铝熔体中时，向中空石墨转子450中通入除碱药剂，并使中空石墨转子450转动工作，以除去铝熔体中的碱。

进一步地，除碱装置40还包括抬包盖481，抬包盖481与承重部442连接，且抬包盖481平行于地面设置，中空石墨转子450穿过抬包盖481。

在铝熔体的除碱过程中，用于运输铝熔体的抬包运动至中空石墨转子450下方时，电机420转动，使得滑动承重部440向下运动，使得抬包盖481盖设于抬包的开口处，则中空石墨转子450在一个相对较为闭合的空间中对铝熔体进行除碱工作使得除碱效果好，且抬包盖481的设置还能防止外界的杂质进入铝熔体中。

进一步地，除碱装置40还包括除尘净化管460，除尘净化管460设置于承重部442，除尘净化管460的进气口朝下设置，且除尘净化管460穿过抬包盖481。

由于铝熔体的除碱过程向中空石墨转子450内通入的除碱剂是粉剂与气体的混合物，则当粉剂与铝熔体反应后其中的气体以及反应产生的其他则会一起被排出，若直接排放至空气中则会对空气造成污染，也不利于厂房工作人员健康。设置除尘净化管460后，除碱过程带出的气体从进气口被除尘净化管460收集至厂房的气体净化装置中，对气体进行净化后再排放。

如图20所示，进一步地，除渣装置50包括支架510和安装于支架510上的一对除渣臂520。每个除渣臂520均包括沿竖直方向设置的转轴521和沿水平方向设置的除渣板522，转轴521的一端与支架510连接，另一端与除渣板522连接。除渣板522包括与转轴521连接的连接端5221，和可绕连接端5221转动的自由端5222。

每个除渣板522均设置为立方体，具有相对设置的第一表面5223和第二表面5224，如图21所示，一对除渣臂520具有将两个第一表面5223抵靠的第一状态，和将两个第二表面5224抵靠的第二状态，除渣装置50还包括用以驱动一对除渣臂520在第一状态和第二状态之间转换的驱动装置(图未示)。

以电解铝液运输过程中最为常见的圆柱状抬包为例，在除渣过程中，两个转轴521并排地位于抬包的轴线附近。一对除渣臂520以两个第一表面5223相互抵靠的第一状态进入到抬包中，使液面位于除渣板522的中部。在驱动装置的驱动下，两个转轴521反向转动，带动两个除渣板522分别转过二分之一的圆弧，转变为两个第二表面5224相互抵靠的状态，在转动的过程中，铝液表面的浮渣在两个第二表面5224的引导下汇集，并最终被两个第二表面5224夹持住，并由一对除渣臂520带离铝液。同样的，一对除渣臂520也可以是以第二状态进入到抬包中，再转换位第一状态，以两个第一表面5223对浮渣进行夹持。值得注意的是，两个除渣板522分别转过二分之一圆弧只是该除渣装置50在两个转轴521转速相同的情况下形成的一种特殊的运转方式，在本发明一些其它实施例中，两个转轴521的转速也可以设置成不同，使其中一个除渣板522转过的弧度小于另一个除渣板522，甚至是其中一个除渣板522保持不动，而使另一个除渣板522转过整个圆周。除渣装置50能够使铝熔体中的固体杂质被清理出，有利于提高铝熔体的纯度，为后续制备铝及铝合金制品起到了积极的作用。除渣完成后铝熔体的净化过程基本完成，可将除渣完成后的铝熔体运输至铝及铝合金成本的制备工段进行铝或铝合金的制备。

在本实施例中，每个除渣板522的第一表面5224均具有向内凹陷的凹槽5226。在两个第一表面5224相互抵靠时，两个凹槽5226拼合成一个容易容纳浮渣的浮渣腔，增加对浮渣夹持的稳定性，以及可以夹取的浮渣的量。同样的，在本发明其它较佳实施例中，凹槽5226也可以是设置于第一表面5223，或者同时设置于第一表面5223和第一表面5224。

如图20所示，除渣装置50还包括用于对抬包进行密封的除尘密封盖，除尘密封盖与支架510连接，除尘密封盖的中部具有供转轴521通过的安装孔。除尘密封盖设置有除尘管道，除尘管道贯穿除尘密封盖并与除尘净化系统连接。当一对除渣臂520伸入到抬包内时，除尘密封盖将抬包盖住，防止引入新的杂质。同时，除尘净化系统通过除尘管道对抬包内的浮尘进行清除，以达到对铝液更好的净化效果。

在本实施例中，支架510包括竖直设置的立柱511，和水平设置的横梁512。立柱511上设置有第一滑轨5111，第一滑轨5111沿立柱511的长度方向设置。横梁512的长度方向上的一端与第一滑轨5111滑动配合，另一端与两个转轴521连接，使得横梁512可以沿第一滑轨5111在竖直方向上滑动。当抬包运输至除渣工位时，横梁512沿第一滑轨5111向下运动，将一对除渣臂520伸入到抬包中，对铝液表面的浮渣进行打捞；在完成作业之后，横梁512沿第一滑轨5111向上运动，将浮渣带出抬包，达到除渣的目的。

进一步地，铝熔体净化系统还包括净化除尘系统，其将除碱工艺、除渣工艺过程中产生的烟尘及小颗粒浮尘进行吸收。净化除尘系统与厂房内总除尘系统对接，将整个铝熔体净化过程中产生的烟尘及小颗粒浮尘全部吸收并输送到厂房主除尘系统管道内。净化除尘系统可与控制系统通信连接。

进一步地，铝熔体净化系统还包括应急加热系统。其用于对铝熔体处理抬包740内的铝熔体进行热量补偿及用于对冷态铝液抬包的预热。加热方式为侵入式加热，加热元件为硅碳棒。加热器控制采用可控硅分路控制。使得控温更加平缓，减少加热件的通断次数，在必要时应急加热系统也可以采用天然气等其他方式来满足应急功能。加热器设计有提升机构用于对铝熔体处理抬包740加热完毕后转移。其可以与控制系统通信连接也可独立又有一套控制系统。

进一步地，铝熔体净化系统还包括清包除碱装置。清包除碱装置主要功能为对冷态铝液抬包进行内腔清理。清包除碱装置首先通过立式盾构盘对铝液抬包内腔附着的铝水残渣进行去附着处理，后经过铝液抬包倾翻除碱装置将抬包内所有残渣进行倾倒处理，以达到清理抬包的目的。清包除碱装置同时具备清理电解车间真空抬包的功能。清包除碱装置安装在电解分公司的抬包清理车间内。该清包除碱装置可以与控制系统通信连接也可有肚子具备一套控制系统。

进一步地，控制系统还可以包括电气控制系统和自动化控制系统。电控系统控制整套气力输送系统的运行，阀门的开闭；自动化控制系统包括因特网通讯模块，由系统PLC、HMI整体控制。

综上所述，上述设计除了能够有效去除铝熔体中的杂质，提高铝熔体的清洁度。还能够(1)对铝液提前进行熔体的除碱及除渣处理，使清洁的铝液进入到熔炼炉内。且每次的除碱效果稳定，不受人为因素影响；(2)入炉铝液纯净度提高，降低了熔炼炉内精炼、搅拌、扒渣的次数，工艺时间缩短，降低能源消耗及扒渣车、熔炼炉的设备维护费用；(3)对于某些合金生产来讲，电解铝液经过“电解铝熔体净化系统”后没有必要进入熔炼炉，直接进入保温炉即可，缩短流程，降低熔炼炉的能耗；(4)入炉铝液纯净度提高，使得熔炼炉的炉墙挂渣及炉底结渣减少。原来频繁使用扒渣车扒渣和冷、热清炉的情况减少，大幅度避免了机械清炉时炉体内衬材料受到的外力损伤，延长了炉体寿命；(5)本发明提供的铝熔体净化系统是一套独立的、专门处理电解铝熔体净化的系统。它能够实现电解铝熔体处理的连续性，不会影响电解铝液出铝车的工作效率以及熔炼炉的装炉效率。(6)环保：抬包内铝液处理技术使用的无氯精炼技术(不使用氯气或者氯盐)有效地从熔融铝中除去碱金属和碱土金属。用清包机清理抬包留下来的废渣以及除碱过程产生的渣，可以回收到电解车间，是电解车间电解铝生产的原料。这种无氯技术的使用以及系统配备的环保收尘系统，使操作现场更加清洁，废料可以循环使用，达到绿色循环经济的要求。(7)本发明提供的铝熔体净化系统的除渣功能采用了新颖的设计思路，将铝液表面的浮渣及电解质通过机械捞渣的方式捞干净，然后用天车把清洁的电解铝液直接倒入熔炼炉内，降低了员工的劳动强度。(8)除渣装置的合理设计，降低了扒渣带铝多的现象，减少了铝熔体金属的烧损量，降低了熔铸成本。

本发明还提供了一种铝及铝合金生产系统，其包括本发明所提供的铝熔体净化系统，由于本发明所提供的铝熔体净化系统能够对铝熔体实现净化，使得铝及铝合金生产系统制得的铝或者铝合金制品质量好。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝熔体净化系统，其特征在于，包括精炼剂输送系统、除碱装置、除渣装置、控制系统以及用于运输铝熔体的运输系统，所述精炼剂输送系统具有精炼剂输出口，所述除碱装置包括中空石墨转子，所述中空石墨转子具有第一进料口，所述精炼剂输出口与所述第一进料口连通，所述控制系统与所述精炼剂输送系统、所述除碱装置、所述除渣装置以及所述运输系统通信连接，所述除碱装置位于所述除渣装置的上游。

2.根据权利要求1所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述运输系统包括轨道、电动平板车以及铝熔体处理抬包，所述轨道设置于厂房地面，所述电动平板车设置于所述轨道上，所述铝熔体处理抬包放置于所述电动平板车上，所述电动平板车与所述控制系统通信连接。

3.根据权利要求2所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述运输系统还包括激光定位装置，所述激光定位装置包括用于发射激光束的激光发射器、接收反射激光束的激光接收器以及激光测距仪，所述激光测距仪与所述激光发射器和所述激光接收器通信连接，所述电动平板车朝向所述激光定位装置的一侧设置有激光反射件。

4.根据权利要求2所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述铝熔体处理抬包包括抬包本体，所述抬包本体的开口朝上，所述抬包本体的顶部还设置有向远离所述抬包本体的方向延伸的倾倒嘴，所述倾倒嘴与所述开口连通。

5.根据权利要求1所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述除碱装置包括立柱、电机、导轨、滑动承重部以及中空石墨转子，所述电机设置于所述立柱的顶部，所述导轨设置于所述立柱的侧壁，所述滑动承重部包括相互连接的滑动连接件和承重部，所述滑动连接件与所述导轨滑动扣合，所述立柱的顶部设置有第一链轮，所述第一链轮与所述电机连接，所述立柱的底部设置有第二链轮，所述第一链轮与所述第二链轮通过链条连接，所述链条与所述滑动连接件连接，且所述第一链轮的转动能通过所述链条带动所述滑动连接件上下移动，所述中空石墨转子设置于所述承重部，且所述中空石墨转子具有与所述第一进料口连通的第一出料口，所述第一出料口朝下设置。

6.根据权利要求1所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述精炼剂输送系统包括用以提供精炼剂的储料罐、用以对精炼剂进行输送的稀相输送系统和用于将精炼剂接收并再分配的接收仓，所述储料罐的出料端连通至所述稀相输送系统的进料端，所述稀相输送系统的出料端连通至所述接收仓的进料端，所述精炼剂输出口设置于所述接收仓的底部，所述接收仓进料端与所述精炼剂输出口连通。

7.根据权利要求6所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述储料罐包括罐体，所述罐体具有容置腔，所述罐体的顶部设置有排气装置和旋转入料机，所述排气装置和所述旋转入料机均与所述容置腔连通，所述旋转入料机包括相互连通的机器主体和第二进料口，所述机器主体与所述容置腔连通，所述罐体的壁面设置有振动锤，所述罐体的底部设置有与容置腔连通的第二出料口。

8.根据权利要求7所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述储料罐还包括入料斗，所述入料斗包括壳体和由所述壳体围成的料仓，所述壳体的顶部和底部分别设置有贯穿所述壳体的第三进料口和第三出料口，所述第三出料口连通至所述第二进料口；所述入料斗还包括沸腾床，所述沸腾床包括贯穿所述壳体的喷气口，以及将所述喷气口连通至压缩气体提供装置的供气管。

9.根据权利要求1所述的铝熔体净化系统，其特征在于，所述除渣装置包括支架和安装于所述支架上的一对除渣臂；

每个所述除渣臂均包括沿竖直方向设置的转轴和沿水平方向设置的除渣板，所述转轴的一端与所述支架连接，另一端与所述除渣板连接；所述除渣板包括与所述转轴连接的连接端，和可绕所述连接端转动的自由端；

每个所述除渣板还包括相对设置的第一表面和第二表面，一对所述除渣臂具有将两个所述第一表面抵靠的第一状态，和将两个所述第二表面抵靠的第二状态，所述除渣装置还包括用以驱动一对所述除渣臂在所述第一状态和所述第二状态之间转换的驱动装置。

10.一种铝及铝合金生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的铝熔体净化系统。