CN110042266A - 一种铝合金熔体在线净化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有色金属净化处理领域，涉及一种铝合金熔体在线净化的方法，采用复合精炼的方法在线处理铝熔体，包括偏置旋转喷粉搅拌精炼，底部吹气精炼，过滤精炼，能有效去除铝合金熔体中的杂质和气体，实现熔体的高质量净化。本发明能实现铝熔体在线连续复合精炼，大大提高铝合金精炼质量和净化效率，同时解决精炼剂与熔体接触不充分、液面不稳定、净化盲区、过滤器使用寿命不高、更换不方便等难题。

Description

一种铝合金熔体在线净化的方法
技术领域
本发明涉及一种金属熔体净化方法，特别是一种铝合金熔体在线净化的方法，属于冶金领域。
背景技术
熔体净化是确保铝合金材料冶金质量的关键技术。铝合金熔体净化主要目的是去除熔体中的含氢量和氧化夹杂物，从而提高铝合金的质量。铝熔体净化的方法主要有：溶剂法、吹气法、旋转喷吹法等。常用的添加精炼剂净化铝熔体，虽然能起到一定的精炼作用，但由于精炼剂容易聚集在一起，为了达到效果，添加的量会很大。因此，也出现了气体+溶剂的精炼方法。经检索发现，“一种喷料装置”参加专利申请号：20092014473.8，把气体和溶剂混合后直接射入熔体中，在熔体中溶剂分布在气泡的表面，实现双重精炼的效果。但这种方法，形成的气泡不够细小，溶剂的用量也比较大。上海交通大学开发出“铝合金熔体净化法”参见专利申请号：0510026593.X，该净化装置上部使用旋转喷吹的方法将净化气体吹入铝熔体中，同时装置的底部安装透气砖将净化气体吹入熔体。上海机电学院开发出“一种顶角复吹式铝熔体除气方法和装置”参见专利申请号：0910044935.9，该净化装置将净化气体从旋转装置吹入到铝熔体，同时净化气体还从净化装置的周边进气孔吹入铝熔体。这些方法净化室体积较大，为方形，精炼过程中净化室的周边和边角区域的熔体不能与足够数量的气泡相接触，出现了净化盲区；另外，这些方法都属于中心旋转喷吹，为了得到更细小和更好的气泡分布状况，往往需要采用高速旋转来实现。但随着转速的提高，熔体液面会出现漩涡和震动，熔体液面的保护膜被破坏，表面的熔渣和空气会进入到熔体中，增加了熔体的杂质；空气与熔体发生反应，即烧损了熔体，又生成了更多的氢和夹杂。实际生产中，为了防止液面漩涡的产生，通常在转子附近设置挡板。但熔体精炼时，熔体温度很高，转子旋转速度很快，熔体对挡板的冲刷腐蚀作用很强，挡板工作的环境很恶劣，使用寿命不高，成本较高，并且脱落的材料侵入到熔体中会造成污染，最终影响熔体的品质。苏州博能炉窑科技公司开发出“一种除气装置的扰流结构”参见专利申请号：201210414279.9，该装置在除气池内衬四面各设置一块凸起的扰流块，用来消除液面漩涡。该方法增加了除气池的复杂程度，同时也没有解决扰流块易被冲刷脱落进入熔体的难题。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述不足，提供一种铝合金熔体在线熔体净化的方法。
本发明的技术方案和实施方式如下：铝合金熔体自上而下经过净化室，采用定量偏置旋转喷粉搅拌方式和底部透气砖吹气方式吹入的气粉混合气泡，增加精炼剂与熔体接触的时间，消除净化死角，延长精炼剂及净化气泡与熔体接触的时间，显著提高去除熔体中夹杂及有害气体的效率；处理完的熔体自下而上通过过滤，进一步去除细小的夹杂物。
所述的精炼剂经过气粉混合后，吹入旋转喷吹装置；精炼剂是连续定量的吹入的，精炼剂的流量为熔体流量0.1～0.5％。
所述的旋转喷粉搅拌的转头至坩埚底部的距离为50～300mm，转头中心轴偏移净化室中心的距离为净化室底部直径的1/5～1/3。
所述的底部透气砖的大小与净化室底部大小一致，透气砖的孔径为10～100μm。
所述的定量偏置旋转喷粉搅拌方式和底部透气砖吹气方式吹入的气粉混合气泡运动方向与熔体方向相反。
所述的处理完的熔体自下而上通过过滤板，过滤板为泡沫陶瓷过滤板，其规格为40～50ppi。
采用定量偏置旋转喷粉搅拌方式，精炼剂的添加量与铝熔体的流量有关，可以实现连续精炼铝熔体；精炼剂通过定量装置和惰性气体充分混合后再通入旋转喷吹装置中，被高速旋转的叶片剪切，会弥散分布在细小均匀的气泡表面，熔体也亦被合力搅动，从而显著增大了精炼剂净化的作用界面、范围、延长了接触时间，增加了氢向气泡内扩散的浓度梯度和对夹杂物润湿性，因此更容易吸氢和吸附夹杂物，同时搅拌也促进了细小夹杂的聚集，更有利于浮选去除。偏置搅拌，转子周围熔体的切向流、压力场和速度场呈不对称分布，不容易产生向心加速度和离心力，因而精炼时液面不会出现漩涡，不要增加挡板也能使液面平稳，净化处理成本更低，精炼效果更好。
采用底部吹气的方式，透气砖与净化室底部大小一致，这样吹入的气泡能够覆盖净化室内所有的区域，从根本上消除了净化的死角区域。
采用逆流的精炼气泡的净化方式，熔体与气泡碰撞的几率大大提高，相当于增大了熔体与净化气体的接触表面，更多的氢和夹杂被气泡捕捉，上浮到熔体表面得以去除，从而提高了净化效率。同等的熔体流速条件下，要达到相同的净化效果，所消耗的净化气体用量更低，成本更低。
熔体经过净化室后，大尺寸的非金属夹杂被有效去除，然后经过40～50ppi泡沫陶瓷过滤板后，10μm以上的非金属夹杂被完全去除；熔体自下而上通过过滤板，杂质颗粒在过滤器下端被阻隔，当它们团聚到一定的尺寸，会由于自重而从过滤器脱落沉降，从而实现过滤器的自我净化，大大提高了过滤器的使用寿命。
综上所述，本发明与现有技术相比，本发明具有实质性特点，显著降低铝熔体中的含氢量和夹杂物，能满足高品质铝合金的要求，成本低，应用前景广阔，特别值得推广应用。
具体实施方式
结合本发明的内容提供以下实施例：
这些实施例是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明方法的简单改进，都属于本发明要求保护的范围。
实施例1：
将铝熔体由上部的流槽流入到净化室内，净化室的底部直径为400mm，铝熔体温度为750℃，流量为400kg/h，液面高度为350mm，铝熔体从上而下流入净化室；精炼剂使用前需要进行干燥处理，通过螺旋送料机构定量送进，流量为0.6kg/h，通过纯度为99.9％工业氩气送进旋转喷吹装置，进气量为160ml/min，气体压力为0.1MPa；旋转喷吹转子直径为40mm，距净化室底部60mm，转头中心轴偏移净化室中心的距离为100mm，转子旋转速度为600rpm；底部透气砖吹入气体采用纯度为99.9％工业氩气，气体流量为0.18m3/h，气体压力位0.1MPa，透气砖孔径为20μm，直径为400mm。净化处理后，熔体自下而上经过过滤板，过滤板为泡沫陶瓷过滤板，其规格为40ppi。
实施结果如下：精炼过程中，液面平稳，无漩涡现象，净化处理后，熔体氢含量0.08ml/100g；10μm以下非金属夹杂物低于0.02％。
实施例2：
将铝熔体由上部的流槽流入到净化室内，净化室的底部直径为400mm，铝熔体温度为750℃，流量为400kg/h，液面高度为350mm，铝熔体从上而下流入净化室；精炼剂使用前需要进行干燥处理，通过螺旋送料机构定量送进，流量为0.8kg/h，通过纯度为99.9％工业氩气送进旋转喷吹装置，进气量为160ml/min，气体压力为0.1MPa，；旋转喷吹转子直径为40mm，距净化室底部50mm，转头中心轴偏移净化室中心的距离为120mm，转子旋转速度为650rpm；底部透气砖吹入气体采用纯度为99.9％工业氩气，气体流量为0.18m3/h，气体压力位0.1MPa，透气砖孔径为10μm，直径为400mm。净化处理后，熔体自下而上经过过滤板，过滤板为泡沫陶瓷过滤板，其规格为50ppi。
实施结果如下：精炼过程中，液面平稳，无漩涡现象，净化处理后，熔体氢含量0.07ml/100g；10μm以下非金属夹杂物低于0.02％。

Claims (6)

1.一种铝合金熔体在线熔体净化的方法，是在铝合金熔体熔化后，采用复合精炼的的方法在线处理铝熔体，其特征在于：铝合金熔体自上而下经过净化室，采用定量偏置旋转喷粉搅拌方式和底部透气砖吹气方式吹入的气粉混合气泡，增加精炼剂与熔体接触的时间，消除净化死角，延长精炼剂及净化气泡与熔体接触的时间，显著提高去除熔体中夹杂及有害气体的效率；处理完的熔体自下而上通过过滤，进一步去除细小的夹杂物。
2.根据权利要求1所述铝合金熔体在线熔体净化的方法，其特征在于精炼剂经过气粉混合后，吹入旋转喷吹装置；精炼剂是连续定量的吹入的，精炼剂的流量为熔体流量0.1～0.5％。
3.根据权利要求1所述铝合金熔体在线熔体净化的方法，其特征在于旋转喷粉搅拌的转头至坩埚底部的距离为50～300mm，转头中心轴偏移净化室中心的距离为净化室底部直径的1/5～1/3。
4.根据权利要求1所述铝合金熔体在线熔体净化的方法，其特征在于底部透气砖的大小与净化室底部大小一致，透气砖的孔径为10～100μm。
5.根据权利要求1所述铝合金熔体在线熔体净化的方法，其特征在于定量偏置旋转喷粉搅拌方式和底部透气砖吹气方式吹入的气粉混合气泡运动方向与熔体方向相反。
6.根据权利要求1所述铝合金熔体在线熔体净化的方法，其特征在于处理完的熔体自下而上通过过滤板，过滤板为泡沫陶瓷过滤板，其规格为40～50ppi。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112349440A (zh) * 2020-11-01 2021-02-09 百色学院 一种液态金属净化装置及其使用方法
CN115807174A (zh) * 2022-11-23 2023-03-17 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 一种大吨位轻合金熔体实时净化方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07207361A (ja) * 1994-01-17 1995-08-08 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金溶湯の精製方法
JP2001172729A (ja) * 1999-12-13 2001-06-26 Showa Alum Corp 金属の精製装置及び精製方法
CN1693495A (zh) * 2005-06-09 2005-11-09 上海交通大学 铝合金熔体净化的方法
CN106222445A (zh) * 2016-09-29 2016-12-14 青海高原有色金属研发有限公司 一种铝液精炼设备及铝液精炼工艺
CN107779632A (zh) * 2016-08-29 2018-03-09 上海交通大学 铝基复合材料熔体处理的方法
CN108642297A (zh) * 2018-07-06 2018-10-12 广西科技大学 一种轻合金在线复合熔体处理的方法
CN109136591A (zh) * 2018-10-08 2019-01-04 北京科技大学 一种再生铝合金熔体除气方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07207361A (ja) * 1994-01-17 1995-08-08 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金溶湯の精製方法
JP2001172729A (ja) * 1999-12-13 2001-06-26 Showa Alum Corp 金属の精製装置及び精製方法
CN1693495A (zh) * 2005-06-09 2005-11-09 上海交通大学 铝合金熔体净化的方法
CN107779632A (zh) * 2016-08-29 2018-03-09 上海交通大学 铝基复合材料熔体处理的方法
CN106222445A (zh) * 2016-09-29 2016-12-14 青海高原有色金属研发有限公司 一种铝液精炼设备及铝液精炼工艺
CN108642297A (zh) * 2018-07-06 2018-10-12 广西科技大学 一种轻合金在线复合熔体处理的方法
CN109136591A (zh) * 2018-10-08 2019-01-04 北京科技大学 一种再生铝合金熔体除气方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112349440A (zh) * 2020-11-01 2021-02-09 百色学院 一种液态金属净化装置及其使用方法
CN112349440B (zh) * 2020-11-01 2022-10-18 百色学院 一种液态金属净化装置及其使用方法
CN115807174A (zh) * 2022-11-23 2023-03-17 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 一种大吨位轻合金熔体实时净化方法及系统
CN115807174B (zh) * 2022-11-23 2024-04-12 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 一种大吨位轻合金熔体实时净化方法

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