CN204509439U - 移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有色金属熔铸设备，特别是涉及一种移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机；本实用新型的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，有效降低劳动强度、精炼效果较好；本实用新型的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，包括移动车、设置在移动车上的设备机架、以及设置在设备机架上的主轴机构总成，主轴机构总成的前端通过高温刚性联轴器连接有石墨杆及转子，主轴机构总成的后端连接有用于存储和输送精炼剂的精炼剂存储罐及送料机构，主轴机构总成的底部设置有倾翻装置，倾翻装置用于调整主轴机构总成的倾角，设备机架上还设置有通过同步带机构与主轴机构总成连接并提供推送石墨杆及转子所需扭矩和动力的主电机。
Description
技术领域
本实用新型涉及有色金属熔铸设备技术领域，特别是涉及一种移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机。
背景技术
铝(铝合金)部件制造的基本工艺过程是：熔解——投入精炼剂精炼——除气——静置——铸造。在铸造铝合金生产过程中，铝合金从熔化到浇铸前，铝液的质量控制直接关系到铸件质量的好坏。其中，对铝液进行精炼、除气处理，降低铝液的含氢量，是为铸造生产提供合格、高质量铝液的重要条件。而铝液的精炼效果对铸件疏松、气孔、夹杂等缺陷的形成有着重要的影响，将会直接影响铝铸件的物理、力学以及使用性能。
国外在铝铸造精炼／除气领域的研究较早，技术相对成熟、先进，基本都使用联合精炼工艺(尤其是在大型生产线上)。目前，国外常用的精炼工艺有真空-过滤法、吹气-过滤法、氯盐-过滤法、吹气-熔剂法等。国内普遍采用的炉内精炼技术主要为熔剂喷射精炼，为了满足最终产品的质量要求，提高生产的安全、环保水平，减少人工操作强度，逐渐又发展了透气砖精炼、炉顶吹气精炼、炉侧／炉门吹气或固体精炼剂精炼等方法。
其中，炉侧／炉门旋转喷吹法的基本原理是借助导管向合金中通入适量惰性气体(氩气或氮气)气力输送的定量精炼剂粉末，利用转子的快速旋转作用在铝熔体内部形成快速运动的气／液涡流，使通入熔体的气体被破碎成细小(<5mm)的气泡群，将精炼剂粉末均匀分布到炉内熔体的各个部位，从而改善精炼的效果。利用从石墨杆中心孔喷出的惰性气体，在前端通过石墨转子的旋转剪切惰性气体气泡，使得惰性气体气泡更加细且多，从而与铝液充分均匀接触，进行除气作业。
然而，国内仍有不少铝厂采用的熔剂喷射精炼法，使用导管将精炼剂直接吹入炉内，该种工艺方法只能将精炼剂铺洒在铝熔体表面，破碎和吸附过程进行得非常缓慢，必须进行人工搅拌以加速上述过程的进行，工人劳动强度大，工作环境恶劣，已趋于淘汰；透气砖精炼法理论上可以达到跟旋转喷吹精炼相近的精炼效果，但需对保温炉进行整体改造，升级成本高较高，同时透气砖一旦损坏到一定程度就需要停炉检修，影响铸造生产。由于各种原因，国内尚无厂家在炉内旋转喷吹精炼这一领域有成功案例。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种有效降低劳动强度、精炼效果较好的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机。
本实用新型的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，包括移动车、设置在移动车上的设备机架、以及设置在所述设备机架上的主轴机构总成，所述主轴机构总成的前端通过高温刚性联轴器连接有石墨杆及转子，所述主轴机构总成的后端连接有用于存储和输送精炼剂的精炼剂存储罐及送料机构，所述主轴机构总成的底部设置有倾翻装置，所述倾翻装置用于调整所述主轴机构总成的倾角，所述设备机架上还设置有通过同步带机构与所述主轴机构总成连接并提供推送所述石墨杆及转子所需扭矩和动力的主电机。
进一步的，所述设备机架的一侧设置有电气控制柜、以及氩气-氯气控制柜，所述设备机架的内部设置有液压站，所述电气控制柜与所述主电机相连，所述氩气-氯气控制柜与所述精炼剂存储罐及送料机构相连，所述液压站用于为所述倾翻装置提供液压动力。
进一步的，所述主轴机构总成上设置有与主轴机构总成相互联动的隔热模块，所述设备机架上还装有固定式的隔热板。
进一步的，所述主轴机构总成的下部还设置有冷却装置。
进一步的，所述移动车为电瓶搬运车。
与现有技术相比本实用新型的有益效果为：1、移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机(以下简称炉内机)是恶劣工况下使用的复杂机电一体化设备，本专利将多个关键技术点，包括高温刚性联轴器、半游动式可调动载主轴结构、风道式炉内炉内机主轴气冷装置和自平衡式螺旋-环形喷射送料装置等整合成集成设备，实现炉内精炼／除气设备国产化。2、使用炉内机用于铝铸造精炼除气，可显著降低升级成本；可以有效降低铝液碱金属含量和氢含量，除氢效率最大可达到70％以上；降低非金属杂质，杂质去除效率最大可达到90％；对要求低碱含量的合金而言，降低铝渣率25％～35％；显著降低铝熔体内的温度梯度，提高了整体金属均质度和熔体同一性，减少铝熔体的处理时间，最终达到节能减排的效果。由于国内尚无厂家在相关领域内实现成功案例，本专利的实施可以填补国内厂家在炉内精炼领域的空白。
附图说明
图1是本实用新型的俯视图。
图2是本实用新型的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1和图2所示，本实用新型的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，包括移动车1、设置在移动车上的设备机架13、以及设置在设备机架上的主轴机构总成3，主轴机构总成3的前端通过高温刚性联轴器4连接有石墨杆及转子5，主轴机构总成3的后端连接有用于存储和输送精炼剂的精炼剂存储罐及送料机构2，主轴机构总成3的底部设置有倾翻装置7，倾翻装置7用于调整主轴机构总成3的倾角并通过主轴机构总成3推送石墨杆及转子5，设备机架13上还设置有通过同步带机构与主轴机构总成连接并提供推送石墨杆及转子所需扭矩和动力的主电机6；设备机架13的一侧设置有电气控制柜10、以及氩气-氯气控制柜11，设备机架的内部设置有液压站12，电气控制柜与主电机相连，氩气-氯气控制柜与精炼剂存储罐及送料机构相连，液压站用于为倾翻装置提供液压动力；主轴机构总成3上设置有与主轴机构总成3相互联动的隔热模块8，所述设备机架上还装有固定式的隔热板；主轴机构总成3的下部还设置有冷却装置9；移动车1为电瓶搬运车。
炉内机工作流程可分为定位、预热、精炼／除气、复位、离场5个主要环节。其中定位和离场两个环节依靠设备自带的电瓶搬运车由人工操作完成，其余环节均由预先设定程序自动完成，也可以选择逐步人工操作完成(调试或更改工艺)；应当指出的是，以上方案中，电瓶搬运车作为运输部件，主要在定位和设备离场环节使用，可以用现场的3吨以上级叉车或者行车代替；倾翻装置可以用固定角度的机架代替，但同时需要配备导轨，使得石墨杆能够顺利进到铝熔体中。
本实用新型的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，标准工作步骤包括：
①按照工艺需求在精炼剂存储罐及送料机构中的储料罐内添加本炉次所需的定量精炼剂；
②将炉内机运送到炉门前初始位，连接气源、电源；
③打开炉门，炉内机继续前进到预设位，放下设备机架，将石墨杆水平伸入炉内，完成定位；
④启动程序控制，倾翻装置启动，将主轴机构总成(含石墨杆／转子)推到预热位，转子怠速转动，完成预热动作，打开维持气流；
⑤倾翻装置将主轴机构总成(含石墨杆／转子)推到工作位，倾翻角与炉门内倾角相等，石墨转子上缘浸没入铝液面深度不小于规定深度，转子按工作转数转动，开启喷射气流，开启送料机构，进行精炼作业；
⑥按精炼作业完成后，关闭送料机构，启动除气气流，进行除气作业；
⑦精炼／除气作业完成后，倾翻装置将主轴机构总成(含石墨杆／转子)收回至预热位，关闭除气气流，转子怠速转动，甩净转子上残存铝液；
⑧倾翻装置将主轴机构总成(含石墨杆／转子)恢复到水平位，关闭维持气流，断开气源、电源；
⑨将炉内机按原路撤离炉门，关闭炉门。
使用以上方案用于铝铸造精炼／除气，具有以下优点：
①、完全利用原有的熔铝炉／保温炉结构，不需要对熔铝炉／保温炉进行改造，可以有效降低升级成本；通过旋转喷吹精炼可以有效降低铝液碱金属含量和氢含量，降低非金属杂质；
②、通过完全浸没在铝熔体内的转子，可将精炼剂气泡泵送到炉内各个角落，减少铝液面翻腾，降低铝渣率，并显著降低铝熔体内的温度梯度，提高了整体金属均质度和熔体同一性，减少铝熔体的处理时间。
③、由于炉内精炼／除气工艺自身的特殊性，其精炼／除气所需的惰性气体用量较大，石墨杆的通径也较大，精炼／除气过程中只要有足够的维持气流，石墨杆就不会因铝水倒灌而发生堵塞现象，由此也可减少工人清理石墨杆中心孔的作业量，降低现场工人的劳动强度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，其特征在于，包括移动车、设置在移动车上的设备机架、以及设置在所述设备机架上的主轴机构总成，所述主轴机构总成的前端通过高温刚性联轴器连接有石墨杆及转子，所述主轴机构总成的后端连接有用于存储和输送精炼剂的精炼剂存储罐及送料机构，所述主轴机构总成的底部设置有倾翻装置，所述倾翻装置用于调整所述主轴机构总成的倾角，所述设备机架上还设置有通过同步带机构与所述主轴机构总成连接并提供推送所述石墨杆及转子所需扭矩和动力的主电机。
2.如权利要求1所述的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，其特征在于，所述设备机架的一侧设置有电气控制柜、以及氩气-氯气控制柜，所述设备机架的内部设置有液压站，所述电气控制柜与所述主电机相连，所述氩气-氯气控制柜与所述精炼剂存储罐及送料机构相连，所述液压站用于为所述倾翻装置提供液压动力。
3.如权利要求1所述的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，其特征在于，所述主轴机构总成上设置有与主轴机构总成相互联动的隔热模块，所述设备机架上还装有固定式的隔热板。
4.如权利要求1所述的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，其特征在于，所述主轴机构总成的下部还设置有冷却装置。
5.如权利要求1所述的移动型旋转喷吹式炉内精炼除气机，其特征在于，所述移动车为电瓶搬运车。
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