專利名稱：鋁熔體在線除氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬熔體在線除氣方法，特別是一種去除鋁熔體中氣體的鋁熔體 在線凈化方法。
背景技術(shù)：
為了保證鋁材及其合金冶金質(zhì)量，需要對(duì)精煉后的鋁熔體進(jìn)行凈化，降低鋁熔體 中的氫含量是鋁熔體凈化的主要目的之一。目前鋁熔體在線除氫凈化方法主要依據(jù)氣泡浮 游理論，即在鋁熔體中吹入大量氣泡，利用氫在鋁熔體和氣泡中的分壓差使鋁熔體中的氫 不斷擴(kuò)散進(jìn)入氣泡中，并隨著氣泡上浮到熔體表面而逸出，從而達(dá)到除氫目的。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前鋁熔體在線除氫方法主要采用旋轉(zhuǎn)噴吹法，例如中國(guó)發(fā)明 專利“一種3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法”(授權(quán)號(hào)ZL2( (710048986. X)，在 除氣流槽段設(shè)置旋轉(zhuǎn)噴吹除氣轉(zhuǎn)子將凈化氣體直接噴入到流槽熔體中，帶動(dòng)熔體中的氫和 夾渣上升到熔體表面除氣并除渣，從而提高除氣效率。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)噴吹在線除氣方法存在一定的局限。凈化氣體在除氣箱中分 布不均，轉(zhuǎn)子周圍的除氣箱中心主體區(qū)鋁熔體中氣含量相對(duì)較高，而遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的邊角區(qū)熔 體中凈化氣體含量很少，這就無(wú)法保證全部熔體都能與足夠數(shù)量的氣泡進(jìn)行充分接觸。而 為了改善邊角區(qū)的氣體分布情況，則需要增大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而這又會(huì)導(dǎo)致鋁熔體液面的波動(dòng) 加劇，熔體吸氫情況加劇，不利于鋁熔體的凈化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋁熔體在線除氣方法，使全部鋁熔體均勻 地與足夠數(shù)量的氣泡充分接觸，消除了原有發(fā)明中極易發(fā)生的液面翻騰造成的吸氫，顯著 提高除氣效果。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋁熔體在線除氣方法，包括以下步 驟一 .待凈化的鋁熔體首先通過(guò)熔體進(jìn)口 1進(jìn)入設(shè)有陶瓷過(guò)濾板6的流道2以去除 熔體中的大尺寸夾渣；二 .在熔體進(jìn)口和熔體出口之間設(shè)計(jì)一個(gè)由加速管路3和氣體混合管4構(gòu)成的小 直徑通道，加速管路3外設(shè)有電磁泵7，氣體混合管4的內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)末端連接輸入混合 氣體裝置的噴氣管8。熔體通過(guò)電磁泵7加速流動(dòng)，確保設(shè)計(jì)流量。加速的流體強(qiáng)烈沖擊到 噴氣管8上形成紊流，有效剪切破碎氣泡并充分混合；三.熔體經(jīng)設(shè)有擋塊9的二次混合管5進(jìn)一步與混合氣體混合均勻；四.熔體排入大截面靜置室11，流速放緩，氣泡均勻分散上浮，且熔體表面平穩(wěn)不 翻滾，同時(shí)逸出的氣體在液面上方形成一個(gè)氬氣的保護(hù)層，防止吸氫；五.處理后的氣體通過(guò)尾氣采集裝置12收集，熔體從靜置室的熔體出口 13流出， 進(jìn)入后續(xù)工藝。
優(yōu)選地，本發(fā)明的鋁熔體在線除氣方法，通過(guò)在噴氣管8的熔體逆流一側(cè)開設(shè)噴 孔，使所述混合氣體與鋁熔體逆向流動(dòng)，兩者充分接觸。優(yōu)選地，本發(fā)明的鋁熔體在線除氣方法，步驟二所述的混合氣體優(yōu)選為氬氣和少 量氯氣的混合氣體。優(yōu)選地，本發(fā)明的鋁熔體在線除氣方法，通過(guò)在氣體混合管4和二次混合管周圍 安置加熱器10，使熔體維持恒定的溫度。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.可以有效保證全部鋁熔體與足夠數(shù)量的凈化氣體在密閉空間內(nèi)充分混合反應(yīng)， 強(qiáng)化了氣液接觸，縮短了氫在熔體中的擴(kuò)散路程，達(dá)到高效除氫的目的；2.本發(fā)明中氣體進(jìn)入熔體并在封閉空間中進(jìn)行攪拌混合，提高了氣體利用率；3.熔體與氣體有充分混合的空間和時(shí)間，可保證少量氯氣完全與熔體反應(yīng)，形成 無(wú)害反應(yīng)物殘?jiān)M(jìn)入鋁渣中排除，因此本發(fā)明可以適用于少量加氯脫氣操作。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的鋁熔體在線除氣方法的示意圖。圖中的附圖標(biāo)記為1、熔體進(jìn)口 ；2、流道；3、加速管路；4、氣體混合管；5、二次混 合管；6、陶瓷過(guò)濾板；7、電磁泵；8、噴氣管；9、擋塊；10、保溫加熱裝置；11、靜置室；12、尾 氣采集裝置；13、熔體出口 ；14、流槽；A、混合氣體。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的鋁熔體在線除氣方法的示意圖，包括鋁熔體進(jìn)口 1、流道2、加速管 路3、氣體混合管4、二次混合管5、陶瓷過(guò)濾板6、電磁泵7、噴氣管8、擋塊9、保溫加熱裝置 10、靜置室11、尾氣采集裝置12、熔體出口 13等組成。流道2、加速管路3、氣體混合管4、 二次混合管5均由陶瓷管制成，它們依次通過(guò)法蘭連接，在氣體混合管4和二次混合管5周 圍設(shè)有保溫加熱裝置10。流道2的前端為熔體進(jìn)口 1，末端設(shè)有10 50目的陶瓷過(guò)濾板 6。加速管路3設(shè)有電磁泵7。氣體混合管4在長(zhǎng)度方向上設(shè)有多個(gè)噴氣管層，每層由沿周 向均布的多個(gè)陶瓷噴氣管8組成，且這些陶瓷噴氣管8在氣體混合管4橫截面投影上均勻 分布。如圖1所示，待凈化的鋁熔體由熔體進(jìn)口 1處進(jìn)入流道2，流道2末端設(shè)有陶瓷過(guò) 濾板6以去除熔體中的大尺寸夾渣并與加速管路3相連，熔體流經(jīng)陶瓷過(guò)濾板6后繼續(xù)流 動(dòng)進(jìn)入加速管路3。加速管路3設(shè)有電磁泵7，其末端與氣體混合管4相連，熔體被電磁泵7 加速后繼續(xù)流動(dòng)進(jìn)入氣體混合管4，氣體混合管4在長(zhǎng)度方向上設(shè)有多層噴氣管8，每層噴 氣管8沿周向均布，且這些噴氣管8在氣體混合管4橫截面投影上均勻分布，每個(gè)噴氣管8 的熔體逆流一側(cè)開設(shè)多個(gè)噴孔。同時(shí)，氬氣和氯氣混合氣體A從氣體混合管4上的多個(gè)噴 氣管8上的噴孔處噴出，這樣鋁熔體與凈化氣體逆向流動(dòng)，兩者充分接觸。氣體混合管的末 端與二次混合管5相連，在電磁泵7推動(dòng)下熔體夾帶凈化氣體的鋁熔體進(jìn)入二次混合管5， 然后進(jìn)入大直徑的熔體靜置室11底部。在氣體混合管4和二次混合管5的周圍安置保溫 加熱裝置10以保證熔體的溫度。
熔體從二次混合管5進(jìn)入到截面突然擴(kuò)大的靜置室11，熔體流速放緩，氣泡均勻 分散上浮，并在上浮過(guò)程中不斷吸氫并逸出熔體液面，可以保證液面平穩(wěn)不翻滾，同時(shí)液面 上方由逸出的氣體形成一個(gè)氬氣的保護(hù)層，防止吸氫。靜置室11的熔體液面下方設(shè)有熔體 出口 13，經(jīng)凈化處理后的熔體自出口 13流出進(jìn)入后續(xù)工序。在靜置室11的頂部設(shè)有尾氣 采集裝置12以收集逸出熔體液面的氣體。由于尾氣采集裝置12可對(duì)尾氣進(jìn)行采集處理，且 熔體與氣體有充分混合的空間和時(shí)間以保證凈化氣體完全與熔體反應(yīng)，為提高除氣效率， 采用氬氣和少量氯氣的混合氣體A(其中氬氣占混合氣體A體積的0. 5% 3. 0% )。實(shí)施例一其實(shí)施結(jié)果如下鋁熔體流量ΙΟΤ/h，在熔體入口處的鋁熔體的氫含量是 0. 34ml/100g鋁液，在出口處鋁熔體的氫含量是0. 08ml/100g鋁液，除氫效率達(dá)到了 76%。本發(fā)明最重要的創(chuàng)新點(diǎn)在于，在熔體進(jìn)口和熔體出口之間設(shè)計(jì)一個(gè)由加速管路和 氣體混合管構(gòu)成的小直徑通道，使待處理的鋁熔體經(jīng)電磁泵加速后強(qiáng)烈沖擊到噴氣管上形 成紊流，有效剪切破碎氣泡并使熔體與氬氣和氯氣混合氣體充分混合，隨后熔體在二次混 合管中的擋塊的阻礙下，在封閉空間中繼續(xù)以紊流狀態(tài)流動(dòng)，進(jìn)一步保證氣體與熔體充分 混合，這樣有效保證全部熔體與足夠數(shù)量的凈化氣體充分接觸，同時(shí)縮短氫在鋁熔體中的 擴(kuò)散路程，達(dá)到高效除氫的目的。截面較大的靜置室可以保證熔體流速放緩，氣泡均勻分散 上浮，保證熔體表面平穩(wěn)不翻滾，同時(shí)逸出的氣體在液面上方形成一個(gè)氬氣的保護(hù)層，防止 吸氫。處理后的氣體可通過(guò)尾氣采集裝置進(jìn)行處理，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。
權(quán)利要求
一種鋁熔體在線除氣方法，其特征在于，包括以下步驟一.待凈化的鋁熔體首先通過(guò)熔體進(jìn)口進(jìn)入設(shè)有陶瓷過(guò)濾板(6)的流道(2)以去除熔體中的大尺寸夾渣；二.在熔體進(jìn)口和熔體出口之間設(shè)計(jì)一個(gè)由加速管路(3)和氣體混合管(4)構(gòu)成的小直徑通道，加速管路(3)外設(shè)有電磁泵(7)，氣體混合管(4)的內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)末端連接輸入混合氣體裝置的噴氣管(8)；熔體通過(guò)電磁泵(7)加速流動(dòng)，確保設(shè)計(jì)流量；加速的流體強(qiáng)烈沖擊到噴氣管(8)上形成紊流，有效剪切破碎氣泡并充分混合；三.熔體經(jīng)設(shè)有擋塊的二次混合管(5)進(jìn)一步與混合氣體混合均勻；四.熔體排入大截面靜置室(11)，流速放緩，氣泡均勻分散上浮，且熔體表面平穩(wěn)不翻滾，同時(shí)逸出的氣體在液面上方形成一個(gè)氬氣的保護(hù)層，防止吸氫；五.處理后的氣體通過(guò)尾氣采集裝置(12)收集，熔體從靜置室(11)的熔體出口處流出，進(jìn)入后續(xù)工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的在線除氣方法，其特征在于，通過(guò)在噴氣管(8)的熔體逆流一側(cè) 開設(shè)噴孔，使所述混合氣體與鋁熔體逆向流動(dòng)，兩者充分接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的在線除氣方法，其特征在于，步驟二所述的混合氣體優(yōu)選為 氬氣和少量氯氣的混合氣體。
4.如權(quán)利要求1或2所述的在線除氣方法，其特征在于，通過(guò)在氣體混合管(4)和二次 混合管(5)周圍安置保溫加熱裝置(10)，使熔體維持恒定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁熔體在線除氣方法，包括以下步驟一.待凈化的鋁熔體首先通過(guò)熔體進(jìn)口進(jìn)入設(shè)有陶瓷過(guò)濾板6的流道2以去除熔體中的大尺寸夾渣；二.在熔體進(jìn)口和熔體出口之間設(shè)計(jì)一個(gè)由加速管路3和氣體混合管4構(gòu)成的小直徑通道；三.熔體經(jīng)設(shè)有擋塊的二次混合管5進(jìn)一步與混合氣體混合均勻；四.排入靜置室11，氣泡均勻分散上浮，同時(shí)逸出的氣體在液面上方形成一個(gè)氬氣的保護(hù)層；五.處理后的氣體通過(guò)尾氣采集裝置12收集，熔體從靜置室的熔體出口處流出。本發(fā)明的方法可以有效保證鋁熔體與足夠數(shù)量的凈化氣體在密閉空間內(nèi)充分混合反應(yīng)，縮短了氫在熔體中的擴(kuò)散路程，達(dá)到高效除氫的目的。
文檔編號(hào)C22B9/05GK101984098SQ20101055975
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者孫會(huì) 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院