CN114369734A - 一种铝合金熔炼精炼除气方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金熔炼精炼除气方法，包括如下步骤：S1：将铝合金金属液通过流槽转移至A炉和B炉中保温；S2：悬臂升降电机通过升降座驱动悬臂向下移动，在悬臂的带动下向下移动至铝合金金属液液面以下；S3：转子转杆启动旋转，通入惰性气体氮气；S4：挡板降至铝合金金属液液面以下，转子转杆转速提升至720rpm，通入惰性气体氮气，通过精炼剂添加装置同步加入精炼剂；S5：除气时间为20‑35分钟；S6：除气时间计时完毕后，人工将铝合金金属液表面杂质撇除即可。本发明两个转子电机，两套转子转杆，达到两台除气机同时工作的除气效率，可以确保铝合金金属液纯净无渣含气量低，可以实现连续生产，生产的压铸件质量稳定可靠，产品一致性非常好。
Description
技术领域
本发明属于熔炼精炼除气方法技术领域，具体涉及一种铝合金熔炼精炼除气方法。
背景技术
目前市面上定量给汤工艺，主要分为带除气砖的定量炉给汤以及带部分除气的连续炉给汤两种方式。但这两种工艺都无法避免氧化夹渣以及含气连较高的问题。1.带除气砖的定量炉方式，炉内连续除气，惰性气体如氮气/氩气等，会不断从底部上浮到铝合金金属液表面，破坏了铝合金金属液表面的致密三氧化二铝氧化层，持续带来氧化夹渣。2.带部分除气的连续炉，存在旋转除气无法覆盖的取汤口，倒料口等区域，铝合金金属液含气量随时间会持续上升。以上工艺所带来的铝合金金属液质量，已经不能满足超大型压铸机的实际生产需求。为此，我们提出一种铝合金熔炼精炼除气方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金熔炼精炼除气方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金熔炼精炼除气方法，包括如下步骤：
S1：除气机通过底座安装在浸入式旋转AB炉的一侧，将铝合金金属液通过流槽转移至A炉和B炉中保温，A炉处于生产状态时，通过转动旋转臂将炉盖15盖在B炉上，使得B炉处于保温状态，当B炉处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机通过悬臂旋转机构带动悬臂升降导轨转动，从而使得悬臂带动转子转杆转动至B炉正上方，启动除气过程；
S2：悬臂升降电机通过升降座驱动悬臂向下移动，在悬臂的带动下向下移动至铝合金金属液液面以下，距离B炉炉底150-200mm位置处；
S3：转子转杆在转子电机带动下启动旋转，转子转杆转速为60rpm，通入惰性气体氮气，压力为0.5MPa，流量为5L/min；
S4：在挡板升降电机带动下，挡板降至铝合金金属液液面以下，转子转杆转速提升至720rpm，通入惰性气体氮气，流量为20-25L/min，通过精炼剂添加装置同步加入精炼剂，精炼剂型号为Coveral1533，配置两个精炼剂添加装置，每次添加量为1.5-3Kg，添加量需根据程序设定；
S5：除气时间为20-35分钟，在转子转杆高速旋转下，进入的惰性气体大气泡，被打散成很小的气泡，并使气泡扩散到整个铝合金金属液中，惰性气体的表面积急剧增大，并和铝合金金属液当中的氢气和杂质接触，随着气泡的上升将氢气或杂质从铝合金金属液中清除，杂质悬浮在铝合金金属液表面；
S6：除气时间计时完毕后，转子转杆转速降低至60rpm，氮气流量降低至5L/min，转子转杆以及挡板自动提升至液面以上，停止旋转，并利用悬臂旋转机构将转子转杆停留在除气区域以外的待机位置，人工用钛合金扒渣工具，将铝合金金属液表面杂质撇除即可。
所述步骤S1中B炉处于生产状态时，通过转动旋转臂将炉盖15盖在A炉上，使得A炉处于保温状态，当A炉处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机通过悬臂旋转机构带动悬臂升降导轨转动，从而使得悬臂带动转子转杆转动至A炉正上方，启动除气过程。
所述A炉和B炉采用进入式加热棒加热方式，其炉口尺寸长度方向为1400-1600mm，宽度方向为800-1000mm，所述A炉和B炉内部均设有加热棒6支，加热棒使用电压为200V，A炉、B炉的最大加热功率为180KW，根据生产需求调节。
所述A炉和B炉的最小总高度为2100mm，其炉体升降高度为0-600mm；炉体旋转直径为4600mm-5000mm，从A炉使用完毕，B炉准备完毕后，需旋转换炉，从A炉到B炉或者B炉到A炉的换炉时间小于等于3分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种铝合金熔炼精炼除气方法，本发明铝合金金属液通过流槽直接倒入浸入式旋转AB炉，然后通过除气机进行除气操作，利用转子转杆转速的提高，减小气泡的大小，提升除气效率。两个转子电机，两套转子转杆，在除气工作当中，同时启动除气工作，达到两台除气机同时工作的除气效率，并且在有限的空间内，避免了两台普通除气机同时工作时的干涉问题，可以确保铝合金金属液纯净无渣，含气量低，可以实现连续生产，生产的压铸件质量稳定，可靠，产品一致性非常好。
附图说明
图1为本发明除气机的正视结构示意图；
图2为本发明图1的俯视结构示意图；
图3为本发明B炉除气状态的俯视结构示意图；
图4为本发明转子转杆停留在除气区域以外的待机位置处的俯视结构示意图。
图中：1、悬臂旋转电机；2、悬臂旋转机构；3、悬臂升降导轨；4、悬臂；5、悬臂升降电机；6、挡板升降电机；7、挡板；8、转子电机；9、转子转杆；10、升降座；11、底座；12、三角加强板；13、横向加强筋；14、炉座；15、炉盖；16、A炉；17、B炉；18、旋转臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-4的一种铝合金熔炼精炼除气方法，包括如下步骤：
S1：除气机通过底座11安装在浸入式旋转AB炉的一侧，将铝合金金属液通过流槽转移至A炉16和B炉17中保温，A炉16处于生产状态时，通过转动旋转臂18将炉盖15盖在B炉17上，使得B炉17处于保温状态，当B炉17处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2带动悬臂升降导轨3转动，从而使得悬臂4带动转子转杆9转动至B炉17正上方，启动除气过程；
S2：悬臂升降电机5通过升降座10驱动悬臂4向下移动，在悬臂4的带动下向下移动至铝合金金属液液面以下，距离B炉17炉底150-200mm位置处；
S3：转子转杆9在转子电机8带动下启动旋转，转子转杆9转速为60rpm，通入惰性气体氮气，压力为0.5MPa，流量为5L/min；
S4：在挡板升降电机6带动下，挡板7降至铝合金金属液液面以下，转子转杆9转速提升至720rpm，通入惰性气体氮气，流量为20-25L/min，通过精炼剂添加装置同步加入精炼剂；
S5：除气时间为20-35分钟，在转子转杆9高速旋转下，进入的惰性气体大气泡，被打散成很小的气泡，并使气泡扩散到整个铝合金金属液中，惰性气体的表面积急剧增大，并和铝合金金属液当中的氢气和杂质接触，随着气泡的上升将氢气或杂质从铝合金金属液中清除，杂质悬浮在铝合金金属液表面；
S6：除气时间计时完毕后，转子转杆9转速降低至60rpm，氮气流量降低至5L/min，转子转杆9以及挡板7自动提升至液面以上，停止旋转，并利用悬臂旋转机构2将转子转杆9停留在除气区域以外的待机位置，人工用钛合金扒渣工具，将铝合金金属液表面杂质撇除即可。
所述步骤S1中B炉17处于生产状态时，通过转动旋转臂18将炉盖15盖在A炉16上，使得A炉16处于保温状态，当A炉16处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2带动悬臂升降导轨3转动，从而使得悬臂4带动转子转杆9转动至A炉16正上方，启动除气过程。
所述A炉16和B炉17采用进入式加热棒加热方式，其炉口尺寸长度方向为1400-1600mm，宽度方向为800-1000mm，所述A炉16和B炉17内部均设有加热棒6支，加热棒使用电压为200V，A炉16、B炉17的最大加热功率为180KW，根据生产需求调节。
所述A炉16和B炉17的最小总高度为2100mm，其炉体升降高度为0-600mm；炉体旋转直径为4600mm-5000mm，从A炉16使用完毕，B炉17准备完毕后，需旋转换炉，从A炉16到B炉17或者B炉17到A炉16的换炉时间小于等于3分钟。
所述步骤S4中精炼剂型号为Coveral1533，配置两个精炼剂添加装置，每次添加量为1.5-3Kg，添加量需根据程序设定。
所述氮气的纯度大于等于99.99％。
所述转子转杆9的型号为DSK75/800.70，转子电机8的型号为XSR190.70。
铝合金金属液包括回炉料和铝锭，回炉料和铝锭的重量比例为30:70；熔炼温度760-780摄氏度，用高温钛合金制作相关熔炼工具，可以有效防止铁质、钢质类工具中有杂质熔入铝合金金属液内，同时钛是变质细化剂元素，少量的钛熔入铝合金金属液内，可以提升晶粒细化变质的效果。
使用自动供料喷粉罐，按照0.1％的比重，每1小时/次，利用压缩空气将高效环保除渣剂Coveral11型3公斤，通过钛合金管，均匀投入熔化炉保持室，进行除渣工艺处理。完毕后，使用钛合金扒渣工具，将浮渣捞出，熔化炉内铝合金金属液进入静置保温状态。当保温炉有需求时，熔化炉主体，在液压缸作用下，倾转倒料，通过流槽将铝合金金属液转移至A炉16和B炉17中保温。
本发明除气机包括悬臂旋转电机1，悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2驱动有竖直设置的悬臂升降导轨3，悬臂升降导轨3的顶部安装有悬臂升降电机5，悬臂升降导轨3上滑接有升降座10，悬臂升降电机5驱动升降座10上下移动，升降座10侧边焊接有悬臂4，悬臂4的末端顶部安装有挡板升降电机6，挡板升降电机6驱动挡板7上下移动，悬臂4的末端顶部安装有前后两组转子电机8，转子电机8输出端连接有转子转杆9。
悬臂旋转机构2包括固定在底座11上端的固定座以及通过转轴活动连接于固定座内的转盘，悬臂旋转电机1输出端的齿轮与转盘侧边的齿牙啮合。悬臂旋转电机1固定在固定座的下端，且悬臂升降导轨3焊接于转盘的上端中部。这样可以使得悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2可以让转子转杆9处于所需要的任意位置，便于在有限的空间内实现除气或者将转子转杆9停留在除气区域以外的待机位置。
升降座10侧边与悬臂4连接处还焊接有三角加强板12，悬臂4的顶部内侧还焊接有横向加强筋13。这样可提高升降座10侧边与悬臂4的连接强度以及悬臂4自身的结构强度，提高使用寿命，足够两个转子电机8，两套转子转杆9的安装使用。
本发明将悬臂4端部所居中的一组转子转杆9结构，修改为对称的两侧两个转子转杆结构，同步增加相应的惰性气体气路，转子电机8，挡板7等机构，在有限的空间内，将两台除气机的功能合并在一台除气机上面。转子电机8的功率从1.5KW提升至4KW，转子转杆9转速的范围从0-600rpm，提升至0-800rpm；
本发明除气关键是转子转杆9能把进入的惰性气体大气泡打散成很小的气泡，并使它们扩散在整个金属液中。通过减小气泡直径，使的惰性气体的表面积极剧增大，从而使得更多的惰性气体表面和金属液中的氢气和杂质接触并随着气泡的上升把氢气或杂质从铝液中清除。
进入铝液惰性气体的流量控制可以根据被处理的金属液体体积来调节气体的流量大小，转子转杆9的速度可进行调节，以产生适当大小的气泡便于惰性气体的扩散。氩气和氮气都可以作为惰性气体对熔融铝液进行除气。惰性气体纯度须在99.99％以上。除气是把惰性气体喷入熔融铝液以达到去除氢气的目的。
具体的，使用时，将该铝合金精炼除气机通过底座11安装在浸入式旋转AB炉的一侧，浸入式旋转AB炉包括炉座14、设置在炉座14上的A炉16和B炉17以及炉座14侧边通过旋转臂18连接的炉盖15；
当A炉16处于生产状态时，通过转动旋转臂18将炉盖15盖在B炉17上，使得B炉17处于保温状态(如图3所示)，当B炉17处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2带动悬臂升降导轨3转动，从而使得悬臂4带动转子转杆9转动至B炉17正上方，(悬臂旋转电机1通过悬臂旋转机构2可以让转子转杆9处于所需要的任意位置)。在旋转至合适位置后(即转子转杆9转动至B炉17正上方)，启动除气过程。
转子转杆9在转子电机8带动下启动旋转，参数约为60rpm，通入惰性气体氮气，参数约压力0.5MPa，流量为5L/min，悬臂升降电机5通过升降座10驱动悬臂4向下移动，在悬臂4的带动下向下移动至铝合金金属液液面以下，距离B炉17炉底约150-200mm左右位置；
在挡板升降电机6带动下，挡板7降至液面以下，转子转杆9转速提升至720rpm，通入惰性气体氮气，参数约为20-25L/min，通过精炼剂添加装置同步加入精炼剂；
除气时间约为20-35分钟。在转子转杆9高速旋转下，进入的惰性气体大气泡，被打散成很小的气泡，并使它们扩散到整个金属液中，惰性气体的表面积急剧增大，并和金属液当中的氢气和杂质接触，并随着气泡的上升将氢气或杂质从铝合金金属液中清除，杂质悬浮在铝合金金属液表面，精炼剂的加入，将辅助提升除气除杂质的效率；
除气时间计时完毕后，转子转杆9转速降低至60rpm，氮气流量降低至5L/min，转子转杆9以及挡板7自动提升至液面以上，停止旋转，并利用悬臂旋转机构2将转子转杆9停留在除气区域以外的待机位置(如图4所示)。精炼除气产生的浮渣通过人工方式，从铝合金金属液表面撇除。完成精炼除气工艺流程。
以上转速，流量，除气时间等参数，可以根据现场情况进行调整。
在图2中，体现了两个转子电机8，两套转子转杆9，在除气工作当中，同时启动除气工作，达到两台除气机同时工作的除气效率，并且在有限的空间内，避免了两台普通除气机同时工作时的干涉问题。
综上所述，与现有技术相比，本发明铝合金金属液通过流槽直接倒入浸入式旋转AB炉，然后通过除气机进行除气操作，利用转子转杆9转速的提高，减小气泡的大小，提升除气效率。两个转子电机8，两套转子转杆9，在除气工作当中，同时启动除气工作，达到两台除气机同时工作的除气效率，并且在有限的空间内，避免了两台普通除气机同时工作时的干涉问题，可以确保铝合金金属液纯净无渣，含气量低，可以实现连续生产，生产的压铸件质量稳定，可靠，产品一致性非常好。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (7)
1.一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：除气机通过底座(11)安装在浸入式旋转AB炉的一侧，将铝合金金属液通过流槽转移至A炉(16)和B炉(17)中保温，A炉(16)处于生产状态时，通过转动旋转臂(18)将炉盖15盖在B炉(17)上，使得B炉(17)处于保温状态，当B炉(17)处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机(1)通过悬臂旋转机构(2)带动悬臂升降导轨(3)转动，从而使得悬臂(4)带动转子转杆(9)转动至B炉(17)正上方，启动除气过程；
S2：悬臂升降电机(5)通过升降座(10)驱动悬臂(4)向下移动，在悬臂(4)的带动下向下移动至铝合金金属液液面以下，距离B炉(17)炉底150-200mm位置处；
S3：转子转杆(9)在转子电机(8)带动下启动旋转，转子转杆(9)转速为60rpm，通入惰性气体氮气，压力为0.5MPa，流量为5L/min；
S4：在挡板升降电机(6)带动下，挡板(7)降至铝合金金属液液面以下，转子转杆(9)转速提升至720rpm，通入惰性气体氮气，流量为20-25L/min，通过精炼剂添加装置同步加入精炼剂；
S5：除气时间为20-35分钟，在转子转杆(9)高速旋转下，进入的惰性气体大气泡，被打散成很小的气泡，并使气泡扩散到整个铝合金金属液中，惰性气体的表面积急剧增大，并和铝合金金属液当中的氢气和杂质接触，随着气泡的上升将氢气或杂质从铝合金金属液中清除，杂质悬浮在铝合金金属液表面；
S6：除气时间计时完毕后，转子转杆(9)转速降低至60rpm，氮气流量降低至5L/min，转子转杆(9)以及挡板(7)自动提升至液面以上，停止旋转，并利用悬臂旋转机构(2)将转子转杆(9)停留在除气区域以外的待机位置，人工用钛合金扒渣工具，将铝合金金属液表面杂质撇除即可。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述步骤S1中B炉(17)处于生产状态时，通过转动旋转臂(18)将炉盖15盖在A炉(16)上，使得A炉(16)处于保温状态，当A炉(16)处于精炼除气状态时，悬臂旋转电机(1)通过悬臂旋转机构(2)带动悬臂升降导轨(3)转动，从而使得悬臂(4)带动转子转杆(9)转动至A炉(16)正上方，启动除气过程。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述A炉(16)和B炉(17)采用进入式加热棒加热方式，其炉口尺寸长度方向为1400-1600mm，宽度方向为800-1000mm，所述A炉(16)和B炉(17)内部均设有加热棒6支，加热棒使用电压为200V，A炉(16)、B炉(17)的最大加热功率为180KW，根据生产需求调节。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述A炉(16)和B炉(17)的最小总高度为2100mm，其炉体升降高度为0-600mm；炉体旋转直径为4600mm-5000mm，从A炉(16)使用完毕，B炉(17)准备完毕后，需旋转换炉，从A炉(16)到B炉(17)或者B炉(17)到A炉(16)的换炉时间小于等于3分钟。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述步骤S4中精炼剂型号为Coveral1533，配置两个精炼剂添加装置，每次添加量为1.5-3Kg，添加量需根据程序设定。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述氮气的纯度大于等于99.99％。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼精炼除气方法，其特征在于：所述转子转杆(9)的型号为DSK75/800.70，转子电机(8)的型号为XSR190.70。
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2021
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