CN107739843B - 一种铝合金熔体净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金熔体净化装置，属于铝合金精炼领域。所述铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉、储气罐、电机，活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂和旋转臂，固定臂一端和旋转臂一端通过一个活动旋转装置相连；所述固定臂另一端与电机相连；所述旋转臂另一端伸入坩埚熔炉内部并浸没在铝合金熔体里；旋转臂另一端下部为喷粉管，喷粉管的下部连接喷气球；所述喷粉管和喷气球均设置有若干喷气孔；所述储气罐设置有开关阀门、导气管，所述导气管与旋转臂喷粉管相连。本发明用于铝合金熔体的喷吹气净化装置，能增大惰性气体喷吹与铝合金熔体的接触面积，并具有层次，使熔体有效地净化。

Description

一种铝合金熔体净化装置
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，特别涉及一种铝合金熔体净化装置。
背景技术
铝及其合金具有一系列优异特性，在金属材料的应用中铝材仅次于钢铁而居第二位。目前，全世界的铝消费量原铝和再生铝已经超过了3600万吨，而铝材的消费量达到2600万吨以上，其中用于交通运输包括铁道车辆、汽车、摩托车、自行车、汽艇、快艇等的铝材约占36％以上，用于建筑工业的铝材约占21％左右，用于包装工业的铝材约占20％左右。随着科学技术尤其是高技术领域的不断发展，对铝及其合金制品的质量要求越来越高。气体(氢)和夹杂物(AL2O3等)等冶金缺陷的存在，直接或间接地影响到铝材的强度、塑性变形性能及最终使用性能。因此，要获得高质量的产品，必须在铸成铸件或加工材所用铸锭前设法消除这些冶金缺陷，以提高熔体的纯净度水平。铝熔体净化处理技术是提高熔体纯净度的关键，已成为世界各国冶金、熔铸工作者十分关注的课题。
铝液净化的原则：通过对铝合金溶液中气体、夹杂物来源及相互关系分析，以寻求最佳的净化方法，同时还必须要有合理的铸造工艺和操作相配合，防止在铸件生成气孔和夹杂物，以获得优质健全的铸件。铝熔体的净化方法按其净化机理可分为三类：吸附净化、物理净化非吸附净化)、过滤净化。对于每种净化工艺，其除氢和排杂作用往往兼而有之，但又各有侧重。铝熔体的净化处理技术主要是指除氢技术和排杂技术。铝液中气体和夹杂物的来源：经研究分析，铝液中的气体成分主要是氢气约占80％-90％，其余是氮气、氧气、一氧化碳等。目前，铝合金冶炼的设备在运行投运时间长的情况下，老化率严重，电磁搅拌机发生故障时，只能进行人工搅拌，不仅增加人力成本，而且精炼净化效果差。而且，采用氮气+溶剂混合物通过2分管人工深入铝液进行精炼，均匀性不够好，有提高的空间。因此，选电机带动旋转臂搅拌铝水，破碎气泡，强化精炼效果作为本发明的技术改良方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金熔体净化装置，以解决现有技术中采用电磁搅拌机容易出现故障，以及因压力差而造成熔体翻滚，气泡运动面积小、铝合金熔体中氢气和氧化物含量多的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉、储气罐、电机，还包括活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂和旋转臂，固定臂一端和旋转臂一端通过一个活动旋转装置相连；所述固定臂另一端与电机相连；所述旋转臂另一端伸入坩埚熔炉内部并浸没在铝合金熔体里；旋转臂另一端下部为喷粉管，喷粉管的下部连接喷气球；所述喷粉管和喷气球均设置有若干喷气孔；所述储气罐设置有开关阀门、导气管，所述导气管与旋转臂喷粉管相连；所述旋转臂可围绕垂直轴旋转，旋转角度为0-60度；所述电机上设置有旋转调节器，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
优选地，所述旋转臂旋转臂内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B。
优选地，所述喷气孔直径为2-4mm。
优选地，所述旋转角度为10-45度。
更优选地，所述旋转角度为15-30度。
优选地，所述喷气球可呈360度自转。
优选地，所述旋转臂的转速为60-80r/min，喷气球的转速为300-400r/min。
优选地，所述导气管为塑料软管。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明用于铝合金熔体的喷吹气净化装置，设置可自转的球形喷吹气装置和围绕垂直轴旋转的旋转臂代替传统合金熔炼喷吹净化用的通气管，保证铝合金熔炼过程中，尽可能增大惰性气体喷吹与铝合金熔体的接触面积，并具有层次，使喷吹气时形成的气泡弥散在铝合金熔体中，小气泡在上浮过程中吸附熔体中的杂质和氢气，并将这些杂质及氢气带到熔体的表面，使熔体有效地净化。
2.本发明铝合金熔体净化装置，利用电机带动旋转，破碎进入熔体的大气泡，形成细小气泡，提高精炼效果，同时实现快速均化温度、加快杂质上浮、浮渣推到炉沿快速扒渣，减少作业时间，保护熔体，除气净化效果好，净化后氢含量达少于0.0907ml/100gAl。
附图说明
图1本发明铝合金熔体净化装置结构示意图。
图例说明
1.坩埚熔炉；2.喷气球；3.旋转臂；4.喷气孔；5.活动旋转装置；6.固定臂；7.电机；8.储气罐；9.导气管；10.开关阀；11.旋转调节器；12.喷粉管；A.连接喷气球的导管；B.连接喷粉管的导管
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉1、储气罐8、电机7、活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂6和旋转臂3，固定臂6和旋转臂3通过一个活动旋转装置5相连，固定臂6与电机7相连，旋转臂3伸入坩埚熔炉1内部并浸在铝合金熔体里，旋转臂3下部为喷粉管12，喷粉管12下部连接喷气球2，喷粉管12和喷气球2均设置有若干喷气孔4，喷气孔直径为2-4mm，旋转臂3内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B；所述旋转臂3可围绕垂直轴旋转，旋转角度为0-60度，喷气球可呈360度自转，旋转臂的转速为60-80r/min，喷气球的转速为300-400r/min；所述储气罐通过导气管9与旋转臂3相连，储气罐上设置有开关阀门10，导气管为塑料软管；所述电机上设置有旋转调节器11，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
实施例1
一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉1、储气罐8、电机7、活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂6和旋转臂3，固定臂6和旋转臂3通过一个活动旋转装置5相连，固定臂6与电机7相连，旋转臂3伸入坩埚熔炉1内部并浸在铝合金熔体里，旋转臂3下部为喷粉管12，喷粉管12下部连接喷气球2，喷粉管12和喷气球2均设置有若干喷气孔4，喷气孔直径为2-4mm，旋转臂内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B；所述旋转臂3可围绕垂直轴旋转，旋转角度为60度，喷气球可呈360度自转，旋转臂3的转速为60r/min，喷气球的转速为350r/min；所述储气罐通过导气管9与旋转臂3相连，储气罐上设置有开关阀门10，导气管为塑料软管；所述电机上设置有旋转调节器11，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
实施例2
一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉1、储气罐8、电机7、活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂6和旋转臂3，固定臂6和旋转臂3通过一个活动旋转装置5相连，固定臂6与电机7相连，旋转臂3伸入坩埚熔炉1内部并浸在铝合金熔体里，旋转臂3下部为喷粉管12，喷粉管12下部连接喷气球2，喷粉管12和喷气球2均设置有若干喷气孔4，喷气孔直径为2-4mm，旋转臂内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B；所述旋转臂3可围绕垂直轴旋转，旋转角度为45度，喷气球可呈360度自转，旋转臂3的转速为80r/min，喷气球的转速为300r/min；所述储气罐通过导气管9与旋转臂3相连，储气罐上设置有开关阀门10，导气管为塑料软管；所述电机上设置有旋转调节器11，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
实施例3
一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉1、储气罐8、电机7、活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂6和旋转臂3，固定臂6和旋转臂3通过一个活动旋转装置5相连，固定臂6与电机7相连，旋转臂3伸入坩埚熔炉1内部并浸在铝合金熔体里，旋转臂3下部为喷粉管12，喷粉管12下部连接喷气球2，喷粉管12和喷气球2均设置有若干喷气孔4，喷气孔直径为2-4mm，旋转臂3内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B；所述旋转臂3可围绕垂直轴旋转，旋转角度为30度，喷气球可呈360度自转，旋转臂的转速为70r/min，喷气球的转速为400r/min；所述储气罐通过导气管9与旋转臂3相连，储气罐上设置有开关阀门10，导气管为塑料软管；所述电机上设置有旋转调节器11，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
实施例4
一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉1、储气罐8、电机7、活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂6和旋转臂3，固定臂6和旋转臂3通过一个活动旋转装置5相连，固定臂6与电机7相连，旋转臂3伸入坩埚熔炉1内部并浸在铝合金熔体里，旋转臂3下部为喷粉管12，喷粉管12下部连接喷气球2，喷粉管12和喷气球2均设置有若干喷气孔4，喷气孔直径为2-4mm，旋转臂内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B；所述旋转臂3可围绕垂直轴旋转，旋转角度为15度，喷气球可呈360度自转，旋转臂3的转速为65r/min，喷气球的转速为330r/min；所述储气罐通过导气管9与旋转臂3相连，储气罐上设置有开关阀门10，导气管为塑料软管；所述电机上设置有旋转调节器11，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
实施例5
实施方式与实施例3相同，不同之处在于旋转臂的旋转角度为0度。
实施例6
实施方式与实施例3相同，不同之处在于旋转臂的旋转角度为10度。
对比例1
实施方式与实施例3相同，不同之处在于旋转臂的旋转角度为0度，且喷气球的自转速度为零。
对比试验
按照上述实施例1-6和对比例1的实施方式进行试验，测量铝合金熔体中氢气的含量，结果见表1。
表1铝合金熔体中氢气的含量表
由上表可知，本发明铝合金熔体净化装置的氢净化效果好，当旋转臂的旋转角度为30度时，净化率达到69.19％。由对比例1可知，当旋转臂和喷气球均不旋转时，净化率只有36.68％。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种铝合金熔体净化装置，包括坩埚熔炉、储气罐、电机，其特征在于，还包括活动旋转臂；所述活动旋转臂分为固定臂和旋转臂，固定臂一端和旋转臂一端通过一个活动旋转装置相连；所述固定臂另一端与电机相连；所述旋转臂另一端伸入坩埚熔炉内部并浸没在铝合金熔体里；旋转臂另一端下部为喷粉管，喷粉管的下部连接喷气球；所述喷粉管和喷气球均设置有若干喷气孔；所述储气罐设置有开关阀门、导气管，所述导气管与旋转臂喷粉管相连；所述旋转臂可围绕垂直轴旋转，旋转角度为0-60度；所述电机上设置有旋转调节器，可调节旋转臂的旋转角度大小和转速，以及喷气球的转速。
2.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述旋转臂内部设有两个分管，分别为连接喷气球的导管A和连接喷粉管的导管B。
3.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述喷气孔直径为2-4mm。
4.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述旋转角度为10-45度。
5.根据权利要求4所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述旋转角度为15-30度。
6.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述喷气球可呈360度自转。
7.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述旋转臂的转速为60-80r/min，喷气球的转速为300-400r/min。
8.根据权利要求1所述的铝合金熔体净化装置，其特征在于，所述导气管为塑料软管。
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