CN215828844U - 一种过滤装置及铝液冶炼设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种过滤装置及铝液冶炼设备，涉及合金冶炼领域。过滤装置包括流槽和至少一张插设于流槽内的过滤网，过滤网对应的流槽截面分隔流槽的两端，且相对于流槽的槽底倾斜设置，过滤网的两侧边分别紧贴流槽的两侧内壁，过滤网的底边和顶边分别对应与流槽截面的底边和顶边预留一定距离。过滤装置及铝液冶炼设备能够有效过滤去除铝液表面浮渣，且保证铝液的通过量大，避免铝液溢出。

Description

一种过滤装置及铝液冶炼设备

技术领域

本申请涉及合金冶炼领域，具体而言，涉及一种过滤装置及铝液冶炼设备。

背景技术

随着社会经济的高速发展，人们对铝加工制品的表面质量要求越来越高，作为所用原材料之一的铝合金铸棒或板锭的内部质量成为决定最终制品质量的关键因素，对铝合金铸棒或板锭的生产工艺也提出了越来越高的要求。众所周知，高表面质量铝加工制品要求表面高光亮，无微痕缺陷，而铝加工制品表面的各种缺陷(如黑线、白线、麻点等)大多是由铸棒或板锭生产过程中的铝液中的氧化夹渣物造成的，因此，控制铸棒或板锭生产前端的铝液夹渣物数量成为提高制品质量的关键措施。

目前，控制铝液夹渣物主要靠各种过滤装置，如过滤丝布、陶瓷过滤板、管式过滤器、深床过滤器等。对于过滤丝布，目前的使用方法是将其在流槽中相对槽底垂直插入，比如在流槽中垂直插入具有钢制边框的过滤网，过滤网覆盖流槽的垂直截面，利用过滤装置中的过滤网使铝液中的大尺寸氧化渣得以过滤。现有的铝液夹渣物过滤装置仅能适用于铝液流速慢、冲击力小的情况，而对于铝液流速快、冲击力强的情况，极易发生过滤网堵塞，使流槽液位上升甚至溢出流槽，造成安全事故。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种过滤装置及铝液冶炼设备，能够有效过滤去除铝液表面浮渣，且保证铝液的通过量大，避免铝液溢出。

第一方面，本申请实施例提供了一种过滤装置，其包括流槽和至少一张插设于流槽内的过滤网，过滤网对应的流槽截面分隔流槽的两端，且相对于流槽的槽底倾斜设置，过滤网的两侧边分别紧贴流槽的两侧内壁，过滤网的底边和顶边分别对应与流槽截面的底边和顶边预留一定距离。

在上述实现过程中，过滤装置使用时，流槽倾斜设置，用于铝液沿流槽从高处向低处流动，铝液流经过滤网，以过滤掉铝液中的渣滓。通过过滤网相对于槽底倾斜设置，从而增大过滤网对铝液的过滤面积，而且过滤网下方预留留空区，增大流槽底部铝液的通过量，从而防止过滤网堵塞，尤其适合因铝液流速快且冲击力强的情况下，对漂浮在铝液表面的大尺寸氧化夹渣进行有效过滤；通过大面积过滤面积，有效减少了过滤网对强冲击铝液的阻力，延缓了过滤网因高温铝液强烈冲击而快速破损的时间，使转炉过程的有效过滤得以保证。

而且过滤网上方同样预留留空区，当铝液液位超过过滤网的顶边时，可以通过上部留空区释放铝液，从而防止铝液溢出流槽，解决铝液溢出的安全问题。

在一种可能的实现方式中，过滤网相对于流槽槽底的倾斜角度为20°～30°。

在上述实现过程中，通过一定角度的倾斜放置，能够增大过滤网与铝液的有效接触面积(过滤面积)，防止过滤网堵塞，保证过滤效果，降低了流槽液位上升速度与上升程度，减小铝液对过滤网的冲击力。如果倾斜角度过大，则上述效果不明显，如果倾斜角度过小，则过滤网对渣滓的阻挡力小，渣滓容易通过上部的留空区，失去过滤的意义。

在一种可能的实现方式中，过滤网的插入长度占所在流槽截面的插入长度的50％～80％，过滤网的底边与流槽截面的底边之间的间距占流槽截面的插入长度的10％～40％，过滤网的顶边与流槽截面的顶边之间的间距占流槽截面的插入长度的5％～15％。

在上述实现过程中，由于流槽铝液造成的大尺寸氧化夹渣一般漂浮在表面，因此宽大的中间有效过滤区(过滤网面积)可以大幅增加对流槽铝液表面大尺寸氧化渣的过滤效果，使转炉过程中因铝液强冲击紊流而造成的大尺寸氧化渣去除率达90％以上。

在一种可能的实现方式中，过滤网通过框架插设于流槽内，框架呈长条形，过滤网铺设于框架的中段，框架的顶段和底段均为留空区，框架的两侧边分别紧贴流槽的两侧内壁。

在上述实现过程中，通过框架能够便于过滤网(通常是柔性过滤网)的布置，而且便于留空区的设置和调节，以满足对铝液的过滤需求。

在一种可能的实现方式中，框架的底边框紧贴流槽的槽底，和/或，框架的顶边框长度大于流槽的宽度，框架的顶边框横跨挂设于流槽的两侧。

在上述实现过程中，通过框架的设计和布置，用于依托流槽边沿来固定过滤网，保证过滤网能够按照需求稳定设置于流槽内。

在一种可能的实现方式中，流槽相对于水平面倾斜设置，流槽的两端分别为首端和尾端，首端的高度大于尾端的高度，过滤网朝位于低处的尾端倾斜。

在上述实现过程中，过滤网朝低处的尾端倾斜，过滤网的顶边露出铝液液面，从而能够阻挡住浮渣，便于清理浮渣；并需及时清理，避免浮渣顺着过滤网通过留白区。

在一种可能的实现方式中，流槽相对于水平面的倾斜角度为5°～20°。

在上述实现过程中，流槽的倾斜角度与铝液的流速相关，一定倾斜角度的流槽能够满足铝液的流速需求，尤其是特殊场景下的快流速需求。

在一种可能的实现方式中，过滤网为10-15目的过滤丝布。

第二方面，本申请实施例提供了一种铝液冶炼设备，其包括熔炼炉、保温炉和第一方面提供的过滤装置，流槽的两端分别连接熔炼炉和保温炉。

在上述实现过程中，铝液冶炼设备能够满足熔炼炉转炉至保温炉过程中铝液的过滤需求。

在一种可能的实现方式中，流槽相对于水平面倾斜设置，流槽的两端分别为首端和尾端，首端的高度大于尾端的高度，首端与熔炼炉连接，尾端与保温炉连接，过滤网朝尾端倾斜。

在上述实现过程中，减少保温炉入铝口氧化夹渣堆积烧结，提高了保温炉入铝效率，减轻了熔炼工对入铝口烧结物的清理难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的一种过滤装置的结构示意图；

图2为本申请第一实施例提供的一种过滤装置的结构示意图；

图3为图2中过滤网部分的结构示意图；

图4为本申请第二实施例提供的一种过滤装置的结构示意图；

图5为本申请第三实施例提供的一种铝液冶炼设备的结构示意图。

图标：01-过滤装置；02-流槽；03-过滤网；100-过滤装置；110-流槽；111-槽底；112-挡板；120-过滤网；130-框架；131-底边框；132-顶边框；133-侧边框；200-过滤装置；300-铝液冶炼设备；310-熔炼炉；320-保温炉。

具体实施方式

发明人分析熔炼炉和保温炉之间的铝液发现，铝液从熔炼炉转炉至保温炉过程中，尤其当熔炼炉为固定式，放铝方式为拔塞式时，转炉流槽中的铝液因流速快且冲击力强，极易翻滚、紊流而造成大量大尺寸氧化皮，这些氧化皮流入保温炉后，使保温炉内的铝液含渣量大幅增加，经过精炼除气和静置之后仍然难以去除干净，使铝加工制品用铸棒或板锭中存在氧化夹渣物，影响最终铝加工制品的表面质量，造成黑线、白线、麻点等表面缺陷。同时，这些大尺寸氧化皮流入保温炉的过程中，会在保温炉入铝口造成一定程度堆积，经长时间高温烧结后，使保温炉入铝口变小，影响保温炉入铝速度，保温炉入铝口烧结而成的氧化物难以清除，增加了熔炼工的清理难度。

因此，针对以上问题，在熔炼炉转炉至保温炉的过程中，需要对放铝过程中流槽内产生的大量大尺寸氧化皮进行有效过滤，以减少保温炉内铝液的含渣量、入铝口的铝渣堆积烧结，减轻熔炼工的清理难度。

但是对于熔炼炉转炉至保温炉过程中铝液的流动特点(流速快、冲击力强、紊流等)和铝液造渣特点(造渣量大、造渣尺寸大、造渣速度快等)，决定了现有过滤装置容易出现问题，下面以一种常见的过滤装置为例具体说明。

如图1所示，现有技术中的过滤装置01包括流槽02和相对于槽底垂直插入的过滤网03，该过滤网03的宽度等于流槽02宽度，长度等于流槽02深度，即过滤网03的过滤区域面积约等于流槽02的截面面积。

目前，该过滤装置的使用位置主要是在保温炉与在线除气设备之间，或者在线除气设备与板式过滤箱之间，使经过保温炉处理后或除气后的铝液中的大尺寸氧化渣得以过滤。

但是发明人发现，该过滤装置仅能适用于上述铝液流速慢，冲击力小情况下的过滤处理，而不能适用于铝液流速快，冲击力强的情况，比如熔炼炉与保温炉之间。当该过滤装置用于熔炼炉与保温炉之间时，由于铝液转炉过程中铝液流速快、冲击力强、造渣量大，极易造成过滤网堵塞，使流槽液位上升甚至溢出流槽造成安全事故。

因此本申请主要通过对现有过滤装置进行设计改进，以实现对大尺寸夹渣进行有效阻挡，且能同时防止铝液堵塞过滤装置造成流槽液位升高甚至溢出的问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一实施例

请参看图2，本实施例提供的一种过滤装置100，该过滤装置100主要用于高表面质量要求的铝加工制品用铸棒或板锭的生产过程中的铝液过滤，包括但不局限于6000系、7000系铝合金等。该过滤装置100包括流槽110和至少一张插设于流槽110内的过滤网120，过滤网120对应的流槽110截面分隔流槽110的两端，且相对于流槽110的槽底111倾斜设置，过滤网120的两侧边分别紧贴流槽110的两侧内壁，过滤网120的底边和顶边分别对应与流槽110截面的底边和顶边预留一定距离。

需要说明的是，本申请实施例中的“紧贴”是指铝液无法由过滤网120和流槽110的两侧内壁之间流过；“预留一定距离”是铝液可以自由通过该区域。

“流槽110”是指供流体由高处向低处流动的槽结构，本实施例中，流槽110是由槽底111和槽底111两侧的挡板112组成，槽底111可以为平面，也可以为弧面，“过滤网120相对于槽底111倾斜设置”是指过滤网120相对于槽底111两侧边(与两侧挡板112相连的侧边)所在平面倾斜设置。对于安装到位(可以使用)的过滤装置100，流槽110相对于水平面倾斜设置，流槽110的两端分别为首端和尾端，首端的高度大于尾端的高度。本申请实施例中，流槽110相对于水平面的倾斜角度可以为5°～20°，对于铝液流速要求较大的情况，流槽110的倾斜角度相对较大，对于铝液流速要求较小的情况，流槽110的倾斜角度相对较小。本实施例中，流槽110相对于水平面的倾斜角度为20°。

结合图2和图3所示，本申请实施例中，过滤网120的插入长度占所在流槽110截面的插入长度的50％～80％，过滤网120的底边与流槽110截面的底边之间的间距占流槽110截面的插入长度的10％～40％，过滤网120的顶边与流槽110截面的顶边之间的间距占流槽110截面的插入长度的5％～15％。

为了实现过滤网120的上述特定设置，可以采用框架130以安装过滤网120。具体地，过滤网120通过框架130插设于流槽110内，框架130呈长条形，具体是由底边框131、顶边框132和两侧边框133组成，过滤网120铺设于框架130的中段构成过滤区b，框架130的顶段和底段均为留空区(上部留空区a和下部留空区c)，框架130的两侧边框133分别紧贴流槽110的两侧挡板112内壁。通过框架130的设计，实现过滤网120的外部轮廓和三个区域(中部有效过滤区b、上部留空区a和下部留空区c)的形状及所占比例划分。本实施例中，框架130整体长度为1米左右，可根据现场流槽110设计情况适当调整，过滤区b占框架130总长度(过滤网120的插入长度占所在流槽110截面的插入长度)的60％，上部留空区a占框架130总长度(过滤网120的顶边与流槽110截面的顶边之间的间距占流槽110截面的插入长度)的10％，下部留空区c占框架130总长度(过滤网120的底边与流槽110截面的底边之间的间距占流槽110截面的插入长度)的30％。

本申请实施例中，过滤网120倾斜设置，过滤网120相对于流槽110槽底111的倾斜角度为20°～30°；过滤网120可单张使用，也可以可多张使用。本实施例中，流槽110内设置有一张过滤网120，过滤网120朝位于低处的尾端倾斜，过滤网120的倾斜角度为20°。在其他实施例中，过滤网120还可以朝位于高处的首端倾斜。对于过滤网120多张使用的情况，各过滤网120的倾斜角度可以相同，也可以不同，但倾斜方向通常均为朝尾段倾斜。在特殊情况下，过滤网120的倾斜方向也可以不同。

本申请实施例中，过滤网120可以为过滤丝布，过滤等级为10-15目，过滤丝布的材质为耐高温纤维材料。过滤丝布的目数根据铝液的需求而定，可以选择不同目数(如10目、12目、15目等)，通过选择不同的过滤丝布目数实现过滤程度的控制；过滤丝布可以采用单层过滤丝布或双层过滤丝布，通过选择单层过滤丝布或双层过滤丝布实现过滤程度控制。

本申请实施例中，框架130的底边框131紧贴流槽110的槽底111，框架130宽度等于流槽110宽度，对于流槽110的槽底111为弧面的情况，框架130的底边框131与槽底111相匹配，以保证框架130的底边框131紧贴流槽110的槽底111，要求放置流槽110内的框架130两侧边框133与流槽110两侧内壁紧紧贴合；框架130的顶边框132长度大于流槽110的宽度，框架130的顶边框132横跨挂设于流槽110的两侧，用于依托流槽110边沿来固定具有过滤网120的框架130。框架130所用材料为直径5mm～10mm的钢筋，由钢筋焊接组合而成。

第二实施例

请参看图4，本实施例提供的一种过滤装置200，其结构与第一实施例的结构大致相同，不同之处在于：流槽110的倾斜角度n为15°，流槽110内设置有两张过滤网120，靠近首端的过滤网120朝尾端倾斜，靠近尾端的过滤网120同样朝尾端倾斜，过滤网120的倾斜角度m为均20°。

第三实施例

请参看图5，本实施例提供的一种铝液冶炼设备300，其包括熔炼炉310、保温炉320和第二实施例提供的过滤装置200，流槽110的两端分别连接熔炼炉310和保温炉320，流槽110相对于水平面倾斜设置，流槽110的两端分别为首端和尾端，首端的高度大于尾端的高度，首端与熔炼炉310的流出口连接，尾端与保温炉320的流入口连接。

为了适用于熔炼炉310铝液转炉至保温炉320，过滤网120主要应用位置为熔炼炉310与保温炉320之间的流槽110中，与流槽110组成过滤装置200。本申请实施例可以实现过滤程度的控制，通过增加过滤网120数量来实现精细过滤，本实施例是在熔炼炉310与保温炉320之间的流槽110中放置2张过滤网120，一张放置在熔炼炉310出口处，一张放置在保温炉320入口处。在熔炼炉310的铝液通过流槽110转炉至保温炉320的过程中，通过过滤网120的过滤作用，实现对铝液表面浮渣的有效过滤。

综上所述，本申请实施例的过滤装置及铝液冶炼设备能够有效过滤去除铝液表面浮渣，且保证铝液的通过量大，避免铝液溢出。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过滤装置，其特征在于，其包括流槽和至少一张插设于所述流槽内的过滤网，所述过滤网对应的流槽截面分隔所述流槽的两端，且相对于所述流槽的槽底倾斜设置，所述过滤网的两侧边分别紧贴所述流槽的两侧内壁，所述过滤网的底边和顶边分别对应与所述流槽截面的底边和顶边预留一定距离。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤网相对于所述流槽槽底的倾斜角度为20°～30°。

3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤网的插入长度占所在流槽截面的插入长度的50％～80％，所述过滤网的底边与所述流槽截面的底边之间的间距占所述流槽截面的插入长度的10％～40％，所述过滤网的顶边与所述流槽截面的顶边之间的间距占所述流槽截面的插入长度的5％～15％。

4.根据权利要求1或3所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤网通过框架插设于所述流槽内，所述框架呈长条形，所述过滤网铺设于所述框架的中段，所述框架的顶段和底段均为留空区，所述框架的两侧边分别紧贴所述流槽的两侧内壁。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述框架的底边框紧贴所述流槽的槽底，和/或，所述框架的顶边框长度大于所述流槽的宽度，所述框架的顶边框横跨挂设于所述流槽的两侧。

6.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述流槽相对于水平面倾斜设置，所述流槽的两端分别为首端和尾端，所述首端的高度大于尾端的高度，所述过滤网朝位于低处的所述尾端倾斜。

7.根据权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，所述流槽相对于水平面的倾斜角度为5°～20°。

8.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤网为10-15目的过滤丝布。

9.一种铝液冶炼设备，其特征在于，其包括熔炼炉、保温炉和如权利要求1至8中任一项所述的过滤装置，所述流槽的两端分别连接熔炼炉和保温炉。

10.根据权利要求9所述的铝液冶炼设备，其特征在于，所述流槽相对于水平面倾斜设置，所述流槽的两端分别为首端和尾端，所述首端的高度大于尾端的高度，所述首端与所述熔炼炉连接，所述尾端与所述保温炉连接，所述过滤网朝所述尾端倾斜。

Images