RU2624538C2 - Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities - Google Patents
Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624538C2 RU2624538C2 RU2016144121A RU2016144121A RU2624538C2 RU 2624538 C2 RU2624538 C2 RU 2624538C2 RU 2016144121 A RU2016144121 A RU 2016144121A RU 2016144121 A RU2016144121 A RU 2016144121A RU 2624538 C2 RU2624538 C2 RU 2624538C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radius
- windows
- filter
- envelope
- disk
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/02—Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и в частности к технологии рафинирования металлов.The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals and, in particular, to the technology of refining metals.
Известен способ переработки фильтростатков силумина [1], включающий нагрев до 710-750°C, охлаждение до 580-585°C с одновременной фильтрацией. При этом, после отделения твердых осадков получен жидкий сплав силумин с содержанием Fe-0,8; Mn-0,21. Фильтрацию проводили центрифугой с погружаемым фильтром [2].A known method of processing filterstocks of silumin [1], including heating to 710-750 ° C, cooling to 580-585 ° C with simultaneous filtration. Moreover, after separation of solid precipitates, a silumin liquid alloy with a content of Fe-0.8 was obtained; Mn-0.21. Filtration was carried out by a centrifuge with a submersible filter [2].
Недостаток способа в том, что отфильтровывалась твердая фаза размером более 0,1 мм, а более мелкие кристаллы примеси FeAl3 оставалась в жидкой фазе.The disadvantage of this method is that the solid phase is filtered out with a size of more than 0.1 mm, and smaller crystals of the impurity FeAl 3 remained in the liquid phase.
В качестве прототипа принята установка отделения твердых примесей из расплава [3], характеризующаяся тем, что между тарелями фильтра с образованием зазоров свободно на оси установлен диск, имеющий расположенные по окружности окна, причем R2>R3>R1 и R2:R1=(1,3-2,8), где R1 - радиус окружности, описанной вокруг оси нижней тарели; R2 - радиус окружности вокруг окон верхней тарели, R3 - радиус окружности, описанной вокруг окон диска.As a prototype, the installation of separating solid impurities from the melt [3] was adopted, characterized in that between the filter plates with the formation of gaps, a disk is installed on the axis freely, having windows located around the circumference, with R 2 > R 3 > R 1 and R 2 : R 1 = (1.3-2.8), where R 1 is the radius of the circle described around the axis of the lower plate; R 2 is the radius of the circle around the windows of the upper plate, R 3 is the radius of the circle described around the windows of the disk.
Устройство позволяет не только отфильтровывать крупные кристаллы твердых примесей, но и сгущать суспензию мелких кристаллов в отстойных зонах, где повышается концентрация примесей за счет отвода отстойного чистого жидкого расплава.The device allows not only filtering out large crystals of solid impurities, but also thickening a suspension of small crystals in the settling zones, where the concentration of impurities increases due to removal of the settling pure liquid melt.
Недостатком этого устройства является недостаточная производительность при фильтрации разбавленных суспензий с высокодисперсными твердыми примесями. Опыты показали, что щель верхней полости не забивается крупными кристаллами, и верхняя полость фильтра не работает как отстойная до тех пор, пока не заполнится щель нижней полости. В верхней полости отстоявшийся расплав в нижней полости проходит сквозь щель, так как имеет большее центростремительное усилие с более большим удалением от оси и не задерживается на отстой. Крупные >0,1 мм кристаллы, поступая из заборного окна, остаются в щели нижней полости, и затем, только после ее заполнения, верхняя полость работает как отстойная. Это снижает производительность фильтра. Опыты показали, что преждевременное удаление из суспензии крупных кристаллов в щель нижней полости ведет к неполному удалению мелких кристаллов из-за недостаточной длительности отстоя. Это ведет к снижению качества жидкой фазы и к дополнительным потерям металла в фильтростатки.The disadvantage of this device is the lack of performance when filtering diluted suspensions with highly dispersed solid impurities. Experiments have shown that the gap of the upper cavity is not clogged by large crystals, and the upper cavity of the filter does not work as slop until the gap of the lower cavity is filled. In the upper cavity, the settled melt in the lower cavity passes through the gap, since it has a greater centripetal force with a greater distance from the axis and does not linger on the sediment. Large> 0.1 mm crystals, coming from the intake window, remain in the gap of the lower cavity, and then, only after filling it, the upper cavity works as a slop. This reduces filter performance. The experiments showed that premature removal of large crystals from the suspension into the gap of the lower cavity leads to incomplete removal of small crystals due to the insufficient duration of the sludge. This leads to a decrease in the quality of the liquid phase and to additional losses of metal in the filter cake.
Целью предлагаемой центрифуги является повышение производительности отделения мелкодисперсных твердых кристаллов из расплава легких металлов, например FeAl3 из алюминия или силумина, и повышение качества жидкой фазы.The aim of the proposed centrifuge is to increase the productivity of the separation of finely divided solid crystals from molten light metals, for example FeAl 3 from aluminum or silumin, and to improve the quality of the liquid phase.
Технический результат достигается тем, что создается препятствие для прямого проскока расплава на разгрузку путем использования всего объема обоих полостей фильтра. Для этого на диске в полости фильтра укреплен с зазором кольцеобразный экран, который задерживает прямой выход расплава из заборного в разгрузочное окно. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что экран позволяет отклонять поток расплава и направить в щель конуса.The technical result is achieved by the fact that an obstacle is created for direct penetration of the melt for unloading by using the entire volume of both filter cavities. To do this, an annular screen is fixed with a gap on the disk in the filter cavity, which delays the direct exit of the melt from the intake into the discharge window. The technical result of the invention is that the screen allows you to deflect the flow of the melt and direct the cone into the slot.
Это позволяет заполнить крупными кристаллами не только щель нижней полости, но и щель верхней и обеспечить отстой кристаллов и в верхней полости. На фиг. 1 схематично изображена центрифуга в общем виде; на фиг 2 - фильтр.This allows you to fill in large crystals not only the gap of the lower cavity, but also the gap of the upper and ensure the sediment of crystals in the upper cavity. In FIG. 1 schematically shows a centrifuge in general form; in Fig 2 - filter.
Центрифуга содержит ванну 1 с нагревателем 2 (Фиг. 1) для расплавления исходного металла, фильтр 3, состоящий из двух конусообразных тарелей 4, 5 и обращенных друг к другу большими основаниями. Фильтр 3 снабжен приводом 6 вращения. Нижняя тарель 4 имеет расположенные по окружности загрузочные окна 7 для входа неочищенного металла, а верхняя тарель 5 - разгрузочные окна 8 для выхода очищенных от кристаллов твердых примесей. Окружность, описанная вокруг загрузочных окон 7 на нижней тарели, имеет радиус R1. Окружность, описанная вокруг разгрузочных окон 8 верхней тарели 5, имеет радиус R2.The centrifuge contains a
Центрифуга для фильтрации имеет привод 6 вращения фильтра, привод 9 перемещения фильтра по вертикали для погружения в ванну и подъема из нее и механизм 10 для раскрывания тарелей 4 и 5. Центрифуга содержит механизм (транспортер) 11 отвода осадка из области открытия тарелей. Верхняя тарель 5 жестко закреплена на полом роторе 12 (Фиг. 2), а нижняя насажена на вал 13 соосно с ротором 12. Между тарелями 4 и 5 установлен с образованием зазоров 14 и 15 диск 16 с отверстиями 17 по окружности. Отверстия 17 в диске 16 равноудалены от оси вала 13 по окружности с радиусом R3.The centrifuge for filtering has a
Диск 16 свободно посажен на вал 13 посредством овальной муфты 18. С верхней тарелью 5 диск 16 образует кольцевую полость 19, а с нижней 4 - кольцевую полость 20. На диске 16 укреплен кольцеобразный экран 21 с зазором с помощью ребер 22.The
Радиус R4 внутреннего кольца экрана 21 больше радиуса R1 огибающей загрузочных окон 7 в 1,1-1,2 раза, а наружный радиус R5 экрана больше радиуса R1 огибающей загрузочных окон в 1,3-1,4 раза.The radius R 4 of the inner ring of the
Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge operates as follows.
В ванне 1 расплавляют металл и с помощью привода 19 погружают фильтр 3 в расплав и приводят во вращение приводом 6. При вращении фильтра расплав захватывается через окна 7 в нижней тарели 4 в полость 20 фильтра 3.In the
Между тарелями 4, 5 установлен диск 16, создающий препятствие потоку расплава. Диск 16 имеет отверстия 17 с радиусом R3 огибающей окружности от оси вращения.A
Для повышения длительности пребывания расплава радиус огибающей отверстий в диске должен быть в 1,4-1,5 раз больше радиуса огибающих загрузчных окон, чтобы задержать движение потока, создать частичное препятствие.To increase the length of time the melt stays, the radius of the envelope of the holes in the disk should be 1.4-1.5 times larger than the radius of the envelope of the loading windows, in order to delay the flow, create a partial obstacle.
При заполнении щели 15 полости 20 кристаллами размером более 0,1 мм необходимо, чтобы крупные кристаллы одновременно заполняли щель 14 полости 19. Для этого на диск установлен кольцевой экран 21 с радиусом R5, который отклоняет поток расплава от направления в окно 8 в направление к щели 14. Радиус R4 внутреннего кольца экрана больше радиуса огибающей загрузочных окон в 1,1-1,2 раза радиуса. Радиус R5 наружного кольца экрана больше R1 огибающей радиуса загрузочного окна в 1,3-1,4 раза, что также обеспечивает оптимальное затормаживание движению потока загрузки (движение показано стрелками). Равномерное заполнение щелей крупными кристаллами и одновременно отстойного процесса в обе полости позволит повысить качество жидкой фазы.When filling the
Жидкий расплав под действием центробежных сил выбрасывается через щели 15, 14 в расплав ванны 1, а крупные кристаллы задерживаются и накапливаются у щели 15, 14. Сквозь слой крупных кристаллов расплав процеживается, заполняя поры мелкими кристаллами, пока они не закупорят щели 15, 14. Под действием центробежных сил расплав циркулирует из полости 20 в полость 19, выбрасывается через окна 8 в верхней тарели 5 в расплав ванны 1.Under the action of centrifugal forces, the liquid melt is ejected through the
Скорость циркуляции расплава через фильтр зависит от различия величин центробежных сил, возникающих от соотношения радиуса R1 от оси вращения огибающей загрузочного окна 7 и радиуса R2 огибающей разгрузочного окна 8.The melt circulation speed through the filter depends on the difference in the values of the centrifugal forces arising from the ratio of the radius R 1 from the axis of rotation of the envelope of the
При R2/R1<l,2 создается недостаточная разница центробежной силы обеспечения потока расплава через фильтр, снижается объем расплава, прошедшего полости 19, 20 отстаивания, отчего снижается производительность. При R2/R1>l,6 поток излишне высокий и расплав недостаточно задерживается в полости. Под действием центробежных сил мелкодисперсные твердые частицы примеси более тяжелые (например, FeAl3 с удельным весом 4,81 г\см3) чем чистый расплав (например, жидкий алюминий с удельным весом 2,37), отбрасываются к плотному осадку в щели 14, 15, а очищенный жидкий расплав выбрасывается через окна 8 в верхней тарели 5 в расплав ванны 1.When R 2 / R 1 <l, 2, an insufficient difference is created in the centrifugal force to ensure the melt flow through the filter, the volume of the melt passing through the
Отстой проходит в две стадии, сначала в полости 20, затем в полости 19. Мелкокристаллические кристаллы примесей уплотняются и укрупняются в полостях 19, 20 до полного заполнения. На фиг. 2 изображена форма заполнения полостей фильтра кристаллами и суспензии на отстое.The sludge passes in two stages, first in the
Периодически по мере накопления осадка в полостях 19, 20 с помощью привода 9 фильтр приподнимается над уровнем расплава, дочищается от остатков расплав в полостях 19, 20, фильтр приподнимают до уровня механизма 11 разгрузки осадка и с помощью механизма 10 раскрывают тарели, и осадок под действием центробежных сил выбрасывается механизмом 11 разгрузки.Periodically, as the sediment accumulates in the
При раскрытии тарелей 4, 5 на величину 20-30 мм диск 16 свободно смещается муфтой 18 по валу 13 под давлением выбрасываемого осадка с расширением зазоров 14, 15 между диском 16 и тарелями 4, 5. За счет овальности муфты 18 обеспечивается свобода колебаний инерционного вращения и трения диска 16 относительно кромок тарелей 4, 5 при выбрасывании осадка.When the
После выбрасывания осадка тарели 4, 5 с помощью механизма 10 сжимаются, и фильтр погружается приводом 9 в ванну с рафинируемым расплавом для повторения цикла.After the sludge is ejected, the
Операции рафинирования расплава от твердых примесей повторяются до получения удовлетворительных анализов рафинируемого расплава.Solid melt refining operations are repeated until satisfactory analyzes of the refined melt are obtained.
Испытания показали, что предлагаемая центрифуга позволит получать алюминий с содержанием железа 0,5% со снижением количества циклов фильтрации. Предлагаемая центрифуга позволяет почти одновременно обеим полостям выйти на отстойный режим, что позволит повысить производительность фильтра в 1,6 раза. Кроме того, получать фильтростатки с меньшим содержанием жидкой фазы, так как будет отсутствовать возможность моментов, когда нижняя полость заполнена чистыми кристаллами, а в верхней полости - сгущенная суспензия. В этом случае при разгрузке фильтра получаются фильтростатки с потерей металла в отходы.Tests have shown that the proposed centrifuge will allow to obtain aluminum with an iron content of 0.5% with a decrease in the number of filtration cycles. The proposed centrifuge allows almost simultaneously both cavities to reach the settling mode, which will increase the filter performance by 1.6 times. In addition, to obtain filterstations with a lower content of the liquid phase, since there will be no possibility of moments when the lower cavity is filled with pure crystals, and in the upper cavity there is a thickened suspension. In this case, when unloading the filter, filter rods with loss of metal in waste are obtained.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №1356475, C22B 9/02, опубл., БИ 35-12-598 с.1. RF patent No. 1356475,
2. Авт. св. СССР №463334, М. кл C22B 9/02.2. Auth. St. USSR No. 463334, M. cl.
3. Авт. св. №1839764, C22B 9/02.3. Auth. St. No. 1839764,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144121A RU2624538C2 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144121A RU2624538C2 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016144121A RU2016144121A (en) | 2017-01-10 |
RU2624538C2 true RU2624538C2 (en) | 2017-07-04 |
Family
ID=57955835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144121A RU2624538C2 (en) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624538C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2002832C1 (en) * | 1991-12-02 | 1993-11-15 | Dyakov Vitalij E | Centrifuge for cleaning melt in bath |
RU2137853C1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-09-20 | ОАО "Полиметалл" | Apparatus for removing solid particles from melt |
CN102086488A (en) * | 2010-11-19 | 2011-06-08 | 南昌航空大学 | Foam ceramic composite filtering method for high-temperature alloy in centrifugal field |
SU1839764A3 (en) * | 1989-11-01 | 2011-06-27 | Новосибирский оловянный комбинат | INSTALLATION FOR SEPARATION OF SOLID IMPURITIES FROM METAL MELTS |
CN102888517A (en) * | 2012-11-05 | 2013-01-23 | 南昌航空大学 | Zinc and zinc alloy melt foamed ceramic centrifugal compound purification device |
-
2016
- 2016-11-09 RU RU2016144121A patent/RU2624538C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839764A3 (en) * | 1989-11-01 | 2011-06-27 | Новосибирский оловянный комбинат | INSTALLATION FOR SEPARATION OF SOLID IMPURITIES FROM METAL MELTS |
RU2002832C1 (en) * | 1991-12-02 | 1993-11-15 | Dyakov Vitalij E | Centrifuge for cleaning melt in bath |
RU2137853C1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-09-20 | ОАО "Полиметалл" | Apparatus for removing solid particles from melt |
CN102086488A (en) * | 2010-11-19 | 2011-06-08 | 南昌航空大学 | Foam ceramic composite filtering method for high-temperature alloy in centrifugal field |
CN102888517A (en) * | 2012-11-05 | 2013-01-23 | 南昌航空大学 | Zinc and zinc alloy melt foamed ceramic centrifugal compound purification device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016144121A (en) | 2017-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN208482632U (en) | A kind of novel residue discharge formula disk centrifugal separator | |
CN109011818A (en) | Filtering and impurity removing device used in a kind of silicone oil process | |
RU2624538C2 (en) | Centrifuge for filtration of melted light metals from solid impurities | |
CN111001500A (en) | Inner flow passage of one-way centrifugal pump centrifuge | |
CN105921290B (en) | A kind of pre-separation type vertical centrifugal machine | |
CN203355903U (en) | Roller set of three-phase disc separator | |
US20120211404A1 (en) | Method and device for recovering exhausted machining slurries | |
CN203448196U (en) | Filtering-type centrifuge with automatic discharging function | |
CN106669985A (en) | Conical basket centrifuge | |
RU2585874C2 (en) | Method of refining hard zinc by centrifugal filtration and device therefor | |
US3780864A (en) | Method and apparatus to refine melts from solid impurities | |
JPH03110059A (en) | Method and apparatus for removing impurity in molten metal | |
EP0425451A2 (en) | A centrifugal separator, in particular for use in conjunction with dental equipment | |
Sutherland | Centrifuge focus: solids removal–the options | |
SU950446A1 (en) | Centrifugal machine for separating suspensions | |
SU1082850A1 (en) | Apparatus for refining molten metals and alloys | |
CN110841372A (en) | Liquid-slag separation device for electrolyte | |
SU1759925A1 (en) | Method of removing slag from melt in crucible type melting units, mostly for aluminum alloys | |
CN211099605U (en) | G-F solid-liquid partition system in rotary drum | |
CN214972262U (en) | Continuous tubular separator capable of automatically discharging slag | |
JPH07207361A (en) | Method for refining molten al or al alloy | |
RU135936U1 (en) | DEVICE FOR REMOVING SOLID SEDIMENTS AND SUSPENSIONS FROM LIQUID MEDIA | |
CN102888517A (en) | Zinc and zinc alloy melt foamed ceramic centrifugal compound purification device | |
CN108940616A (en) | Centrifugal separating device is used in a kind of processing of cystine | |
RU2050939C1 (en) | Device for centrifugal separation of liquid and solid phases |