CN214300235U - 一种硅铝铁合金连续分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冶金、离心分级技术领域，公开了一种硅铝铁合金连续分离系统，包括合金熔炼单元、模具预处理单元、浇注料热处理单元、浇注料分离单元、浇注料分离单元，在超重力系统环境下进行硅铝铁合金的连续分离。本装置结构简单，各单元相互分开，互不影响，并且根据需要可方便的对实验中各个参数进行调整，可实现工业化生产。

Description

一种硅铝铁合金连续分离系统

技术领域

本实用新型属于冶金、离心分级技术领域，涉及硅铝合金、硅铝铁合金、硅的生产工艺，尤其是硅铝铁合金的分级提纯工艺设备。

背景技术

目前硅铝铁合金中铁含量较高，常以脆性的富铁金属间化合物形式存在，使其不能作为价值较高的铸造用硅铝合金使用，而主要作为炼钢脱氧剂被广泛应用于炼钢厂。但由于炼钢脱氧剂用量有限，且价格较低，从而制约了铝硅铁合金的应用市场。如果能对铝硅铁合金进行降铁处理，得到符合工业标准的铸造用铝硅合金，无疑在产品的市场容量上还是在经济价值上均具有极大意义。

现有技术中专利CN109354024A公开了“一种新型工业硅分离除杂的装置及方法”，该方法先将工业硅块和造渣剂混合后置于坩埚中加热，加热温度 1460—1530℃,向坩埚中通入精炼气体，同时旋转坩埚；停止通气、加热后，加速旋转坩埚直至杂质在坩埚内壁上凝固,坩埚转速为5000—6000r/min。该发明提供的除杂装置，硅的回收率高，提纯过程无污染。但该发明在高温液态下进行，高温熔融态及高速旋转对仪器设备均有很高的要求，同时分离的杂质在坩埚内部凝固，很难对杂质进行分离，因此该专利装置无法进行工业化大规模的应用。

专利CN108165810A公开了“一步法去除一次铝硅合金中铁和硅相的装置和工艺”，该方法在交变电磁场的作用下采取金属元素锰作除铁剂，与一次铝硅合金原料混合均匀，加热熔融，冷却后，合金中的硅和富铁相在磁场力和温度效应的联合作用下凝固并富集在底部，倾倒出上部的熔液，经冷却凝固后得到符合工业标准的铸造用铝硅合金，最后将底部的初晶硅相和杂质铁相重熔后即得到底部合金熔液。上述通过重力沉降分离铁相的方法存在着分离效率低、工艺复杂、生产成本高等缺点，很难在实际生产中应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，公开了一种硅铝铁合金连续分离系统。本实用新型装置能够有效降低铝硅铁合金中的铁含量，不仅可以生产出满足工业要求的铸造用铝硅合金，又可以得到脱氧剂用铝硅铁合金，以及酸洗除杂后作为生产太阳能级多晶硅的工业硅，实现资源利用率最大化，具有结构简单，应用快捷、能耗低、成本低，适用连续、大规模工业化生产。

本实用新型的技术方案如下：

一种硅铝铁合金连续分离系统，包括合金熔炼单元、模具预处理单元、浇注料热处理单元、一号浇注料分离单元、二号浇注料分离单元。

所述合金熔炼单元包括坩埚放置于合金熔炼单元加热炉中心，热电偶插入坩埚与合金熔炼单元加热炉中间，排气搅拌桨使用时伸入坩埚中；模具预处理单元包括保温炉，待浇筑模具，热电偶插入保温炉中；浇注料热处理单元包括热电偶，传动轮，传送带在热处理炉内部传送浇注料和模具；

所述一号浇注料分离单元包括分离单元加热炉，分离料收集槽位于加热炉内部，分离料收集槽底部有分离料排出口，用于排出分离熔融体；分离筒筛位于分离料收集槽中心，前端有分离筒筛盖板，分离筒筛中间有分离料挡板，分离料支撑筒环安装在分离筒筛中心位置，分离筒筛前后两端用轴承固定；加热炉热电偶伸入到加热炉与分离料收集槽中间；

二号浇注料分离单元结构同一号浇注料分离单元。

所述合金熔炼单元包括加热炉加热温度范围0-1600℃，热电偶为铂铑热电偶，排气搅拌桨为石墨搅拌桨，中间带有通气孔。

所述模具预处理单元中模具为环形模具，模具表面刷涂脱模剂，模具保温炉加热温度范围0-1000℃。

所述浇注料热处理单元热处理炉使用控制温度范围0-1000℃。

所述一号浇注料分离单元分离筒筛筒壁中心部位有分离孔，直径3mm，轴向及垂直轴向间隔6mm，对角线方向间隔4.24mm；分离料挡板焊接在分离筒筛内壁，分离料支撑筒环穿过分离料挡板中心，固定在分离筒筛筒上；分离单元工作时，分离筒筛、分离筒筛盖板、分离料挡板和分离料支撑筒环高速旋转，分离料收集槽和加热炉固定不动。

本实用新型的效果是：硅铝铁合金原料放入加热炉中高温熔融，浇注到模具中，通过热处理炉后，将浇注成环形的合金块放入分离单元筒筛内，进行高速旋转分离出熔融体样品；分离出的熔融体通过分离料排出口排出，使硅铝铁合金第一次分离；剩余合金块体再次通过热处理炉，放入分离单元筒筛，进行第二次硅铝铁合金分离，经过两次分离，硅铝铁合金成分可以有效分开。

附图说明

图1为本实用新型的一种硅铝铁合金连续分离系统流程图。

图2为本实用新型的一种硅铝铁合金连续分离系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明；本实用新型并不限于以下具体的实施例，在不背离本实用新型实质内容的情况下，熟悉本领域的技术人员在没有付出创造性劳动的情况下根据本实用新型作出的各种相应的改变或变形，都属于本实用新型所要求的保护范围内。

实施例：

如图1一种硅铝铁合金连续分离系统流程图所示，其特征在于，包括合金熔炼单元、模具预处理单元、浇注料热处理单元、一号浇注料分离单元、二号浇注料分离单元。

如图2为本实用新型的一种硅铝铁合金连续分离系统结构图所示：

所述合金熔炼单元包括坩埚4放置于合金熔炼单元加热炉1中心，热电偶2插入坩埚4与合金熔炼单元加热炉1中间，排气搅拌桨3使用时伸入坩埚4中；模具预处理单元包括保温炉5，待浇筑模具6，热电偶2插入保温炉5中；浇注料热处理单元包括热电偶2，传动轮11，传送带10在热处理炉8内部传送浇注料；

所述一号浇注料分离单元包括分离单元加热炉12，分离料收集槽13位于分离单元加热炉12内部，分离料收集槽13底部有分离料排出口19，用于排出分离熔融体；分离筒筛15位于分离料收集槽13中心，前端有分离筒筛盖板14，分离筒筛15 中间有分离料挡板16，分离料支撑筒环17安装在分离筒筛15中心位置，分离筒筛 15前后两端用轴承18固定；加热炉热电偶20伸入到分离单元加热炉12与分离料收集槽13中间；二号浇注料分离单元结构同一号浇注料分离单元；

所述合金熔炼单元包括加热炉加热温度范围0-1600℃，热电偶为铂铑热电偶，排气搅拌桨为石墨搅拌桨，中间带有通气孔；

所述的模具预处理单元中模具为环形模具，模具表面刷涂脱模剂，模具保温炉加热温度范围0-1000℃；

所述的浇注料热处理单元热处理炉使用控制温度范围0-1000℃；

所述的一号浇注料分离单元分离筒筛15筒壁中心部位有分离孔，直径3mm，轴向及垂直轴向间隔6mm，对角线方向间隔4.24mm；分离料挡板16焊接在分离筒筛内壁，分离料支撑筒环17穿过分离料挡板16中心，固定在分离筒筛15上；分离单元工作时，分离筒筛15、分离筒筛盖板14、分离料挡板16和分离料支撑筒环 17高速旋转，分离料收集槽13和分离单元加热炉12固定不动；

系统工作时，称取硅铝铁合金原料，放入合金熔炼坩埚内，熔料温度为 1400℃；合金熔融后，打开排气机，对硅铝铁熔融体搅拌、排气，所用气体为氩气，气流量10L/h，搅拌速度100r/min，排气压力0.2Mpa，时间10min，刮去表面熔渣；熔融体以2℃/min降温至850℃，待浇筑；浇筑模具表面喷涂脱模剂，放入高温炉中850℃预热，将熔融体浇筑到模具中；模具放置于热处理炉中降温，降温速度1℃/min，降温至650℃；将硅铝铁合金块从模具中取出。

将分离筒筛、分离筒筛盖板、分离料挡板、分离料支撑筒环、分离料收集槽和分离料排出口表面喷涂脱模剂，分离料支撑筒环穿过分离料挡板固定在分离筒筛上；硅铝铁合金块摆放在分离筒筛内侧，分离料支撑筒环外侧，用分离筒筛盖板压紧；

启动离心机，分离筒筛转动速度200r/min，设置加热温度650℃，加热至指定温度后保温30min；调整转速分离筒筛到1500r/min，离心时间20min；离心结束关闭加热，关闭离心机；取下分离筒筛盖板，取出剩余硅铝铁合金，放入热处理高温炉，温度800℃，保温3h后，再次装入分离筛筒内；启动离心机，分离筒筛转动速度200r/min，设置加热温度800℃，加热至指定温度后保温30min；调整转速分离筒筛到1500r/min，离心时间20min；离心结束关闭加热，待加热炉温度降至室温时，关闭离心机；取下分离筒筛盖板，取出剩余硅铝铁合金；

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种硅铝铁合金连续分离系统，其特征在于，包括合金熔炼单元、模具预处理单元、浇注料热处理单元、一号浇注料分离单元、二号浇注料分离单元；

所述合金熔炼单元包括坩埚(4)放置于合金熔炼单元加热炉(1)中心，热电偶(2)插入坩埚(4)与合金熔炼单元加热炉(1)中间，排气搅拌桨(3)使用时伸入坩埚(4)中；模具预处理单元包括保温炉(5)，待浇筑模具(6)，热电偶(2)插入保温炉(5)中；浇注料热处理单元包括热电偶(2)，传动轮(11)，传送带(10)在热处理炉(8)内部传送浇注料和模具；

所述一号浇注料分离单元包括分离单元加热炉(12)，分离料收集槽(13)位于分离单元加热炉(12)内部，分离料收集槽(13)底部有分离料排出口(19)，用于排出分离熔融体；分离筒筛(15)位于分离料收集槽(13)中心，前端有分离筒筛盖板(14)，分离筒筛(15)中间有分离料挡板(16)，分离料支撑筒环(17)安装在分离筒筛(15)中心位置，分离筒筛(15)前后两端用轴承(18)固定；加热炉热电偶(20)伸入到分离单元加热炉(12)与分离料收集槽(13)中间；

二号浇注料分离单元结构同一号浇注料分离单元。

2.根据权利要求1所述的硅铝铁合金连续分离系统，其特征在于，合金熔炼单元包括加热炉加热温度范围0-1600℃，热电偶为铂铑热电偶，排气搅拌桨为石墨搅拌桨，中间带有通气孔。

3.根据权利要求1所述的硅铝铁合金连续分离系统，其特征在于，一号浇注料分离单元分离筒筛(15)筒壁中心部位有分离孔，直径3mm，轴向及垂直轴向间隔6mm，对角线方向间隔4.24mm；分离料挡板(16)焊接在分离筒筛内壁，分离料支撑筒环(17)穿过分离料挡板(16)中心，固定在分离筒筛(15)上。

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