CN1161481C - 过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置 - Google Patents
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Abstract
过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置，属于铸造领域。包括：电阻炉、坩埚、搅拌器、保温盖、钢桶和高度可调的升降装置，首先将钢桶套在坩埚外面，然后设置在电阻炉内，用耐火材料固定，用螺杆把保温盖与电阻炉连接起来，高度可调的升降装置从保温盖的插入口置入，电阻炉主要包括：加热元件、保温炉壳，加热元件设置在电阻炉炉膛内侧，在电阻炉炉膛与保温炉壳之间用陶瓷棉填塞。本发明具有实质性特点和显著进步，避免铝熔体与空气中氧和水汽反应而产生二次夹杂物，避免重新返回到铝熔体中，用这种方法除杂效率可以到达84%。本发明结构设备简单、操作方便、除杂效率高和成本低等优点。
Description
技术方案
本发明涉及的是一种净化铝熔体夹杂物的装置，特别是一种过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置，属于铸造领域。
背景技术
铝是一种非常活波金属，在熔炼过程中容易与水汽反应，生成氢气和氧化夹杂(Al2O3)这些非金属夹杂物对铝制品性能危害很大，因此，铝容体净化是提高铝材质量的主要途径之一。熔剂法去除夹杂和气体是一种常用的铝熔体净化的手段，具有工艺简便、费用低廉等优点，因此研究开发新型的除气、除杂技术很有必要。工业纯铝中的夹杂物一般含量都在0.1％，夹杂物的尺寸大部分都十大于10微米。国际除杂物的水平，铝熔体中的夹杂物含量为0.02％，杂物的尺寸小于7微米。熔剂法是一种较为简便和有效的方法，其净化效果主要取决于熔剂组成和相应的处理工艺。经文献检索，傅高升等人《特种铸造及有色合金》1998年第1期，撰文“用于纯铝高效净化的熔剂及其效果研究”，描述将铝锭放在混合熔盐上面，当铝锭熔化时穿过熔融熔剂层时，与熔剂接触在铝熔体表面上的夹杂物容易被除去净化铝熔体的设备主要是电阻炉和石墨坩埚，这个设备的缺点是在净化时，铝熔体以较大的尺寸穿过熔融熔剂层，铝熔体不能够与熔剂充分接触，而裹在铝滴中间的夹杂物不能与熔融熔剂接触，除杂效果不是很好。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置，使熔剂与铝熔体充分接触，从而使熔融熔剂达到高效除杂效果。本发明主要包括：电阻炉、坩埚、搅拌器、保温盖、钢桶和高度可调的升降装置，首先将钢桶套在坩埚外面，然后设置在电阻炉内，用耐火材料固定，用螺杆把保温盖与电阻炉连接起来，高度可调的升降装置从保温盖的插入口置入，电阻炉主要包括：加热元件、保温炉壳，加热元件设置在电阻炉炉膛内侧，在电阻炉炉膛与保温炉壳之间用陶瓷棉填塞。钢桶紧密的套在石墨坩埚外面，然后将钢桶和石墨坩埚放在电阻炉炉膛内，在两个石墨坩埚处设置两个方向的流道，用耐火材料将流道与石墨坩埚连在一起的，搅拌器与高度可调的升降装置用螺杆连在一起。坩埚为两个石墨坩埚，由于融化了的熔剂能够穿透石墨坩埚，所以在坩埚的外面设置钢桶，作为保护装置，防治熔剂渗过坩埚接触到加热元件，导致加热炉的损坏，在两个坩埚之间设置两个方向的流道，可以方便转移铝熔体，但是又尽量不打开炉盖，这样避免炉温下降的太快。搅拌器的转速可以根据实际情况调节转速，而且搅拌器的高度可以调节，使叶轮始终处于熔剂层。将铝熔体倒入旋转的活性熔剂中，铝熔体被旋转熔剂产生的剪切力分散成细小的铝滴，使熔剂与铝熔体能够充分的接触，铝滴表面上的夹杂物的铝膜容易被旋转的熔剂冲刷掉，这样夹杂物容易进入到熔剂中，从而达到高效除杂。
本发明工作原理为：首先在两个坩埚内分别放入熔剂和铝锭，并在装有铝锭的坩埚内放入覆盖剂。其次接通加热炉电源，当熔剂和铝锭都融化后，再把搅拌器放入熔融熔剂中，用勺把铝熔体装起，分批量倒入流道进入旋转熔融熔剂中。最后等到熔体转移完了，再将搅拌器取出。装置具体工作时先将活性熔剂和铝锭分别放入炉内两个石墨坩埚，再装有铝锭的石墨坩埚内还要放覆盖熔剂(成分与过滤用的活性熔剂一样)。当熔剂和铝锭都融化后，将搅拌器放入熔剂石墨坩埚内，然后再将铝熔体浇入到旋转的熔剂中。由于在搅拌过滤铝熔体过程中，熔剂的液面会随着铝熔体加入而升高。因此，有调节搅拌器高度的支架，使搅拌机的叶轮始终处于熔剂中。当铝熔体全部转移到熔剂坩埚后，再将活性剂放入已被转移掉的铝熔体石墨坩埚，等到熔剂融化后，又把搅拌器从搅拌器入口放入装有熔剂的石墨坩埚中，然后再将铝熔体浇入旋转的熔剂中。每一次过滤都是重复上面的操作，通过反复净化能够使铝熔体中夹杂物不断地分布到铝滴表面上，同时铝滴在旋转的熔剂中也会重新分布铝滴内的夹杂物，从而使铝滴中的夹杂物也有机会分布到铝滴表面上。这样，铝滴表面上的夹杂物能够穿过铝膜—熔剂界面而进入熔剂层中，用50％NaCL-50％KCl(wt％)熔剂净化铝熔体，当过滤次数达到4次时，除杂效率达到84％，可以有效地除去7微米以上的夹杂物，因此搅拌熔剂过滤铝熔体从动力学上改善熔剂除杂效果。
本发明具有实质性特点和显著进步，由于铝熔体的密度大于熔剂的密度，使用该设备搅拌活性熔剂过滤铝熔体时，铝滴会下沉到熔融熔剂下面，而且熔剂层有足够的厚度避免下面旋转铝熔体翻到上面，这样避免铝熔体与空气中的氧和水汽反应而产生二次夹杂物。搅拌熔剂过滤铝熔体，可以使铝熔体中的夹杂物充分接触到熔融熔剂并与反应，反应产物溶解在熔融熔剂中，避免重新返回到铝熔体中。用这种方法除杂效率可以达到84％。本发明结构设备简单、操作方便、除杂效率高和成本低等优点。
附图说明
图1本发明结构示意图
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：电阻炉1、坩埚2、搅拌器3、保温盖4、钢桶5、坩埚9、钢桶10和高度可调的升降装置6，首先将钢桶5、钢桶10分别紧密地套在坩埚2和坩埚9外面，然后设置在电阻炉1内，用耐火材料固定，用螺杆把保温盖4与电阻炉1连接起来，高度可调的升降装置6从保温盖4的插入口置入，电阻炉1包括：加热元件7、保温炉壳8，加热元件7设置在电阻炉1炉膛内侧，在电阻炉1炉膛与保温炉壳2之间用陶瓷棉填塞。在石墨坩埚2和坩埚9处设置两个方向的流道11，用耐火材料将流道11与坩埚2、坩埚9连在一起的，搅拌器3与高度可调的升降装置6用螺杆连在一起。
Claims (2)
1、一种过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置，包括：电阻炉(1)、坩埚(2)、搅拌器(3)、保温盖(4)、坩埚(9)，其特征在于，还包括：钢桶(5)、高度可调的升降装置(6)和钢桶(10)，首先将钢桶(5)、钢桶(10)分别套在坩埚(2)和坩埚(9)外面，然后设置在电阻炉(1)内，用耐火材料固定，用螺杆把保温盖(4)与电阻炉(1)连接起来，高度可调的升降装置(6)从保温盖(4)的插入口置入，电阻炉(1)包括：加热元件(7)、保温炉壳(8)，加热元件(7)设置在电阻炉(1)炉膛内侧，在电阻炉(1)炉膛与保温炉壳(2)之间用陶瓷棉填塞。
2、根据权利要求1所述的过滤净化铝熔体中非金属夹杂物的装置，其特征是，钢桶(5)、钢桶(10)分别紧密的套在石墨坩埚(2)外面，然后一起放在电阻炉(1)炉膛内，在两个石墨坩埚(2、9)处设置两个方向的流道(11)，用耐火材料将流道(11)与石墨坩埚(2)和坩埚(9)连在一起，搅拌器(3)与高度可调的升降装置(6)用螺杆连在一起。
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