CN111496242A - 一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法，包括铝液保温炉、除气装置、扰流式流道、合金成形机和流槽，铝液保温炉通过流槽与除气装置连通，除气装置通过流槽连接设置在扰流式流道的一侧，合金成形机通过流槽连接设置在扰流式流道的另一侧，还包括第一过滤装置和第二过滤装置，第一过滤装置设置在除气装置与扰流式流道之间，第二过滤装置设置在扰流式流道与合金成形机之间。本发明通过扰流式流槽使铝合金熔体中的细微杂质碰撞、聚合，并通过过滤装置去除，进一步净化铝液，提高铝合金铸件质量，采用的过滤器为大孔隙率泡沫陶瓷过滤板，提高铝合金熔体流速，提高生产效率，减少泡沫陶瓷过滤板损耗，降低生产成本。

Description

一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体为一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法。

背景技术

铝合金除渣是铝合金熔铸过程中的关键工艺之一。特别是利用废铝作为原料生产铝合金时，熔体洁净程度控制更为困难。铝合金熔体中常见的夹杂物主要有熔化和转运过程中产生的氧化物，如Al₂O₃、SiO₂、MgO等，熔体净化时产生的氯化物、氮化物、碳化物，以及耐火砖碎片、脱落的流槽和工具上的涂料等。由于夹杂物的存在，影响了熔体流动性，造成凝固后铸件夹渣、缩松等，无法充分发挥铝合金的固有性能。同时，熔体不能有效除渣净化，微量熔渣溶解在熔体中，从铝合金表面产生雪花斑，严重影响了铝合金的品质。

简单有效的熔体净化方法一直是人们追求的目标。过滤法是最早发明，也是企业使用最多的一种熔体净化方法。常用的过滤方式主要有玻璃丝布过滤、泡沫陶瓷板过滤、管式过滤和深床过滤等。玻璃丝布过滤法成本低，结构简单，安装方便，但除渣效果较差；泡沫陶瓷板过滤精度高，操作方便，成本居中，但泡沫陶瓷过滤板过滤大于10微米的夹杂效果较好（如过滤40微米的夹杂效率可达90%），小于10微米的夹杂过滤效果较差（只有30%左右）。而且过滤板只能一次性使用，由于过滤板孔隙小，过滤效率很低，熔体流速一般只有0.6~0.7mm/s；管式过滤和深床过滤净化精度高，除渣效果好，但使用成本高，残留铝多，易导致细化剂失效等。同时，由于细微的杂质密度和铝相近，一般悬浮于铝液中，很难直接过滤去除。因此，如何有效去除细微夹杂物，进一步提高铝液洁净度的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置，包括铝液保温炉、除气装置、扰流式流道、合金成形机和流槽，所述流槽设有多个，所述除气装置上设有入口和出口，所述铝液保温炉通过流槽与除气装置的入口相连通，所述除气装置的出口通过流槽连接设置在扰流式流道的一侧，所述合金成形机通过流槽连接设置在扰流式流道的另一侧，所述扰流式流道内固定有扰流柱，所述扰流柱设有多个，多个扰流柱均匀分布，所述扰流柱的高度为扰流式流道高度的1/2~2/3，还包括第一过滤装置和第二过滤装置，所述第一过滤装置设置在除气装置与扰流式流道之间，所述第二过滤装置设置在扰流式流道与合金成形机之间，所述第一过滤装置和第二过滤装置内分别设有过滤器，所述过滤器上设有多个过滤孔，过滤板孔密度设置在7~63之间。

优选的，所述扰流柱采用圆柱形结构，相邻扰流柱的间距为扰流柱直径的1.5~3倍。

优选的，所述过滤器采用具有三维立体网络骨架，并相互贯通气孔的泡沫陶瓷过滤板结构，所述过滤器的外部采用钢壳，内衬预制的耐火砖垫，所述泡沫陶瓷过滤板的透光率大于等于95%，孔隙率大于等于84%，抗压强度大于等于0.5MPa。

一种根据权利要求1所述的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1. 按熔炼合金成分备料，检查熔化炉、铝液中转装备，确保各设备正常工作；

步骤2. 备料装炉，点火熔化，通过铝液保温区精炼、变质、除渣；

步骤3. 取样检验，调整成分后，铝液出炉；

步骤4. 将经过铝液保温炉的铝液通过除气装置进行除气；

步骤5. 除气后的铝液通过第一过滤装置将大块夹渣去除，并通过扰流式流槽使铝合金熔体中的细微杂质碰撞、聚合，再通过第二过滤装置将细微夹杂物经碰撞聚合形成的大块夹渣去除；

步骤6.将净化后的铝液通过合金成形机浇注成形。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置及其使用方法，具有如下有益效果：采用本发明的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置，铝液在设有扰流柱的流槽中流动，形成扰流场，使得铝液中的细微夹杂物碰撞聚合，形成大块夹渣，通过过滤器清除；扰流柱的高度为流道高度的1/2~2/3，不破坏铝液表面的氧化物薄膜，可以防止由于扰流场产生的搅拌作用造成合金熔体氧化和卷气，增加熔体氧化或气孔；装置设有两处过滤装置，第一过滤装置将铝液中大块夹渣去除，第二过滤装置将细微夹杂物经碰撞聚合形成的大块夹渣去除，能够有效的去除铝液中的杂质，进一步净化铝液，提高铸件质量。

附图说明

图1为本发明扰流式铝合金熔体除渣过滤装置实施例的结构示意图。

附图标记：1、铝液保温炉；2、流槽；3、除气装置；5、第一过滤装置；6、过滤器；8、扰流式流道；9、扰流柱；11、第二过滤装置；14、合金成形机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示为扰流式铝合金熔体除渣过滤装置的结构示意图，包括铝液保温炉1、除气装置3、扰流式流道8、合金成形机14和流槽2，流槽2设有多个，除气装置3上设有入口和出口，铝液保温炉1通过流槽2与除气装置3的入口相连通，除气装置3的出口通过流槽2连接设置在扰流式流道8的一侧，合金成形机14通过流槽2连接设置在扰流式流道8的另一侧。

扰流式流道8内固定有扰流柱9，扰流柱9设有多个，多个扰流柱9均匀分布，在本实施例中，扰流柱9采用圆柱形结构，扰流柱9的高度为扰流式流道8高度的1/2~2/3，相邻扰流柱9的间距为扰流柱9直径的1.5~3倍。

还包括第一过滤装置5和第二过滤装置11，第一过滤装置5设置在除气装置3与扰流式流道8之间，第二过滤装置11设置在扰流式流道8与合金成形机14之间，第一过滤装置5和第二过滤装置11内分别设有过滤器6，过滤器6上设有多个过滤孔，过滤板孔密度设置在7~63之间。过滤器6采用具有三维立体网络骨架，并相互贯通气孔的泡沫陶瓷过滤板结构，过滤器6的外部采用钢壳，内衬预制的耐火砖垫，放置于铝液流槽中。泡沫陶瓷过滤板的透光率大于等于95%，孔隙率大于等于84%，抗压强度大于等于0.5MPa。

扰流式铝合金熔体除渣过滤装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1. 按熔炼合金成分备料，检查熔化炉、铝液中转装备，确保各设备正常工作；

步骤2. 备料装炉，点火熔化，通过铝液保温区精炼、变质、除渣；

步骤3. 取样检验，调整成分后，铝液出炉；

步骤4. 将经过铝液保温炉1的铝液通过除气装置3进行除气；

步骤5. 除气后的铝液通过第一过滤装置5将大块夹渣去除，并通过扰流式流槽2使铝合金熔体中的细微杂质碰撞、聚合，再通过第二过滤装置11将细微夹杂物经碰撞聚合形成的大块夹渣去除；

步骤6.将净化后的铝液通过合金成形机14浇注成形。

以上是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种扰流式铝合金熔体除渣过滤装置，其特征在于：包括铝液保温炉、除气装置、扰流式流道、合金成形机和流槽，所述流槽设有多个，所述除气装置上设有入口和出口，所述铝液保温炉通过流槽与除气装置的入口相连通，所述除气装置的出口通过流槽连接设置在扰流式流道的一侧，所述合金成形机通过流槽连接设置在扰流式流道的另一侧，所述扰流式流道内固定有扰流柱，所述扰流柱设有多个，多个扰流柱均匀分布，所述扰流柱的高度为扰流式流道高度的1/2~2/3，还包括第一过滤装置和第二过滤装置，所述第一过滤装置设置在除气装置与扰流式流道之间，所述第二过滤装置设置在扰流式流道与合金成形机之间，所述第一过滤装置和第二过滤装置内分别设有过滤器，所述过滤器上设有多个过滤孔，过滤板孔密度设置在7~63之间。

2.根据权利要求1所述的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置，其特征在于：所述扰流柱采用圆柱形结构，相邻扰流柱的间距为扰流柱直径的1.5~3倍。

3.根据权利要求1所述的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置，其特征在于：所述过滤器采用具有三维立体网络骨架，并相互贯通气孔的泡沫陶瓷过滤板结构，所述过滤器的外部采用钢壳，内衬预制的耐火砖垫，所述泡沫陶瓷过滤板的透光率大于等于95%，孔隙率大于等于84%，抗压强度大于等于0.5MPa。

4.一种根据权利要求1所述的扰流式铝合金熔体除渣过滤装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1. 按熔炼合金成分备料，检查熔化炉、铝液中转装备，确保各设备正常工作；

步骤2. 备料装炉，点火熔化，通过铝液保温区精炼、变质、除渣；

步骤3. 取样检验，调整成分后，铝液出炉；

步骤4. 将经过铝液保温炉的铝液通过除气装置进行除气；

步骤5. 除气后的铝液通过第一过滤装置将大块夹渣去除，并通过扰流式流槽使铝合金熔体中的细微杂质碰撞、聚合，再通过第二过滤装置将细微夹杂物经碰撞聚合形成的大块夹渣去除；

步骤6.将净化后的铝液通过合金成形机浇注成形。

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