鋁熔體凈化精煉裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明產(chǎn)品屬于鋁熔體技術(shù)領(lǐng)域，是一種新型鋁熔體凈化精煉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前最直接的技術(shù)，就是將惰性氣體源注入鋁液底部，通過攪拌與鋁液混合接觸精煉，在惰性氣體上浮過程中，將這些有害雜質(zhì)去除。
[0003]依靠這種技術(shù)，傳統(tǒng)的鋁熔體凈化精煉裝置，例如美國SNIF、法國Alpur及美國Pyrotek提供的鋁熔體凈化精煉裝置，通過一個(gè)除氣箱(封閉儲(chǔ)存鋁液的箱體)頂端插入一至兩根石墨轉(zhuǎn)子，在外接傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)子快速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子下端(插入鋁液的部分)的葉輪在鋁液中實(shí)行高速旋轉(zhuǎn)攪拌，箱體外置的惰性氣源柜中的氣源通過插入鋁液的石墨轉(zhuǎn)子的空心管道將惰性氣體經(jīng)過轉(zhuǎn)子葉輪的輸出點(diǎn)輸入鋁液。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把輸出的惰性氣泡攪碎，以期達(dá)到惰性氣泡最大化的比面積接觸鋁液中的有害雜質(zhì)，獲得最佳的除氫效果O
[0004]但是這種除氫設(shè)備存在著下列無法避免的工藝缺陷:
A、在實(shí)際操作中，由于惰性氣泡的熱膨脹原因，無法實(shí)行與鋁液中有害雜質(zhì)飽和接觸，因此會(huì)產(chǎn)生除氫盲點(diǎn)，在金屬處理量10T/H時(shí)，除氫效果只能達(dá)到50% (即0.14ml/100g)；
B、箱體結(jié)構(gòu)的箱蓋與箱體無法有效密封，導(dǎo)致箱體外的空氣滲入到箱體內(nèi)部會(huì)造成鋁液表面氧化物重新生成，在石墨轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生渦流使這些渣層重新帶入鋁液中，形成了鋁液二次污染；
C、石墨轉(zhuǎn)子露出液面部分會(huì)產(chǎn)生氧化，大大降低了石墨轉(zhuǎn)子的使用壽命；
D、因鋁液進(jìn)、出口設(shè)在除氣箱的上方，在生產(chǎn)置換不同牌號(hào)合金種類時(shí)須將除氣箱內(nèi)殘留的鋁液放空，直接造成了金屬量的損耗；
E、石墨轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)方式不能將惰性氣泡與鋁液中的氫、渣和堿金屬進(jìn)行充分有效的接觸，達(dá)不到理想的除氫效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明產(chǎn)品所要解決的技術(shù)問題是，提供的一種鋁熔體凈化精煉裝置，除雜效果更好，可以在完全真空狀態(tài)下對(duì)鋁液進(jìn)行精煉凈化，在生產(chǎn)過程中可以隨意變化各種合金的除氫要求，不需要釋放殘液，大大減少了金屬損耗。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明產(chǎn)品提供的鋁熔體凈化精煉裝置，它包括除氣箱和主控制器，所述除氣箱的底部設(shè)有惰性氣體輸入裝置，除氣箱的頂部設(shè)有抽真空裝置，惰性氣體輸入裝置和抽真空裝置均與除氣箱相通；所述惰性氣體輸入裝置和抽真空裝置均與主控制器連接；所述除氣箱的兩側(cè)分別開有鋁液進(jìn)口和鋁液出口，鋁液進(jìn)口和鋁液出口位于除氣箱的底部；所述除氣箱上的鋁液進(jìn)口端連接有激光測(cè)距傳感器，激光測(cè)距傳感器與主控制器連接。因?qū)X液出口設(shè)置在除氣箱的底部，在生產(chǎn)過程中真空除氣箱內(nèi)鋁液可以完全使用干凈，沒有殘留鋁液。在生產(chǎn)過程中可以隨意變化各種合金的除氫要求，不需要釋放殘液，大大減少了金屬損耗。
[0007]作為優(yōu)選，所述抽真空裝置包括與除氣箱頂部相通的主管道以及與主管道分別相通的第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道上設(shè)有壓力傳感器；第二分支管道上依次設(shè)有真空發(fā)生器和壓縮空氣控制器，第二分支管道的端部連接有壓縮空氣源柜，所述壓縮空氣控制器設(shè)在真空發(fā)生器和壓縮空氣源柜之間，所述壓縮空氣控制器和壓縮空氣源柜之間的管道上設(shè)有壓縮空氣控制閥；所述主控制器分別與壓縮空氣控制器和壓力傳感器連接。壓縮空氣控制器通過負(fù)壓傳感器對(duì)除氣箱內(nèi)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)送入真空發(fā)生器內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行控制。通過調(diào)整壓縮空氣的量化來改變除氣箱內(nèi)的負(fù)壓值，該量化是經(jīng)過真空發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)過程，壓縮空氣控制器將負(fù)壓傳感器及真空發(fā)生器形成一個(gè)閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)改變，直接控制鋁液所需的輸入/輸出量。
[0008]作為優(yōu)選，所述惰性氣體輸入裝置包括位于除氣箱內(nèi)底部的轉(zhuǎn)子以及設(shè)在除氣箱外的惰性氣體源柜和帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，轉(zhuǎn)子上設(shè)有與其配合使用的定子和轉(zhuǎn)軸，所述定子為空心，轉(zhuǎn)軸設(shè)在定子內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸和定子之間留有空隙，電機(jī)通過皮帶與轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)軸承座連接；所述惰性氣體源柜通過管道將惰性氣體輸送到定子內(nèi)進(jìn)而進(jìn)入到轉(zhuǎn)子內(nèi)，該管道上設(shè)有惰性氣體控制器和惰性氣體控制閥，惰性氣體控制閥設(shè)在惰性氣體控制器和惰性氣體源柜之間；所述主控器分別與電機(jī)和惰性氣體控制器連接。下置式的石墨轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)方式使整個(gè)轉(zhuǎn)子均在鋁液內(nèi)部工作，不會(huì)造成氧化磨損，大大延長了轉(zhuǎn)子使用壽命。
[0009]主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除氣箱內(nèi)的負(fù)壓、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、惰性氣體進(jìn)氣量、轉(zhuǎn)子備壓值、除氣箱內(nèi)液位的變化，所有這些數(shù)據(jù)會(huì)被限定在一個(gè)安全的數(shù)值范圍內(nèi)，為了安全起見，如控制中央處理系統(tǒng)在檢測(cè)到反饋值超過這些范圍，設(shè)備會(huì)強(qiáng)制結(jié)束。
[0010]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)有與轉(zhuǎn)子同軸的空腔體，所述定子的頂部與空腔體的頂部留有空隙；所述轉(zhuǎn)子壁上設(shè)有多個(gè)周向間隔的排放口，所述排放口與空腔體相通；所述轉(zhuǎn)子的底部設(shè)有進(jìn)鋁口，進(jìn)鋁口與空腔體相通。轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用虹吸原理將鋁液吸入到轉(zhuǎn)子的開放式內(nèi)空腔體中，使之在小于箱體500倍的空腔體內(nèi)與惰性氣源充分混合攪拌，達(dá)到飽和攪拌的目的，形成了比傳統(tǒng)方式細(xì)微的氣幕源，這層形成的惰性氣幕在漂浮上升過程中將鋁液中的氫和澄帶出，從而達(dá)到鋁液凈化目的。
[0011]作為優(yōu)選，所述空腔體為階梯形，由上到下依次包括第一階梯、第二階梯和第三階梯，所述第一階梯處的空腔體直徑小于第二階梯處的空腔體直徑，第二階梯處的空腔體直徑小于第三階梯處的空腔體直徑，所述排放口和進(jìn)鋁口均與第三階梯處的空腔體相通。將空腔體設(shè)置為階梯形，可以使從定子輸入到空腔體內(nèi)的惰性氣源隨高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在每個(gè)階梯拐角處攪碎成細(xì)小的惰性氣泡，形成更為細(xì)微的氣幕源，以增大惰性氣泡的表面接觸面積，達(dá)到最大化的接觸鋁液中的有害物質(zhì)，獲得最佳的除氫效果。
[0012]作為優(yōu)選，所述定子的上端部由上到下依次設(shè)有兩個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，所述環(huán)形凸臺(tái)的縱向截面由靠近定子的一側(cè)到遠(yuǎn)離定子的一側(cè)逐漸減小；所述上環(huán)形凸臺(tái)位于第一階梯拐角處，所述下環(huán)形凸臺(tái)位于第二階梯拐角處，所述上環(huán)形凸臺(tái)到第一階梯拐角處的間隙小于下環(huán)形凸臺(tái)到第二階梯拐角處的間隙。在環(huán)形凸臺(tái)的最大直徑處，該處相當(dāng)于切刀的作用，可以進(jìn)一步提高惰性氣源的被攪碎效果。這兩個(gè)間隙處具有限流的作用，使惰性氣源可以進(jìn)行充分的攪碎。
[0013]作為優(yōu)選，所述除氣箱內(nèi)設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，一個(gè)轉(zhuǎn)子靠近鋁液進(jìn)口，另一個(gè)轉(zhuǎn)子靠近鋁液出口，兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔板，隔板的后方設(shè)有中間氣動(dòng)閘板；所述鋁液出口設(shè)有出口氣動(dòng)閘板。轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，為了防止兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子相互干擾，因此在他們之間設(shè)有隔板。
[0014]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子的下方設(shè)有鋁液中轉(zhuǎn)箱，中轉(zhuǎn)箱上設(shè)有進(jìn)口和出口，出口與轉(zhuǎn)子上的進(jìn)鋁口相通。工作初期時(shí)，保證鋁液通過中轉(zhuǎn)箱進(jìn)入到轉(zhuǎn)子的空腔體內(nèi)。
[0015]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子的表面設(shè)有吸附溝槽，所述吸附溝槽上涂有抗氧化涂層。根據(jù)石墨的特性，石墨轉(zhuǎn)子的表面比較光滑，因此通過增設(shè)吸附溝槽以增大抗氧化涂層的吸附能力。
[0016]為了獲得更多的氣幕源，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速提高了近50%，從而造成了鋁熔體凈化精煉裝置的磨損，為了解決這個(gè)問題，在轉(zhuǎn)子的表面涂覆有高溫抗氧化抗磨損的涂層，提高了轉(zhuǎn)子的使用壽命。
[0017]作為優(yōu)選，所述主管道和真空發(fā)生器之間的第二分支管道上設(shè)有除塵器。真空發(fā)生器在對(duì)除氣箱抽負(fù)壓的同時(shí)會(huì)帶走除氣箱內(nèi)鋁液上部的浮渣，浮渣經(jīng)過除塵器時(shí)會(huì)掉落在其下部的積渣箱內(nèi)，這對(duì)于改善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境有很大的改善。另外，在抽吸的過程過熱的氣體同樣會(huì)進(jìn)入真空發(fā)生器，此時(shí)除塵器充當(dāng)了冷卻器的作用，極大的提高了真空發(fā)生器的使用壽命。
[0018]采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明產(chǎn)品的鋁熔體凈化精煉裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
A、在完全真空狀態(tài)下對(duì)鋁液進(jìn)行精煉凈化，杜絕外界空氣進(jìn)入除氣箱內(nèi)，而造成鋁液的二次污染，并且密封的除氣箱真空結(jié)構(gòu)確保其在高溫條件下長期工作的穩(wěn)定性；
B、下置式的石墨轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)方式使整個(gè)轉(zhuǎn)子均在鋁液內(nèi)部工作，不會(huì)造成氧化磨損，大大延長了轉(zhuǎn)子使用壽命；
C、在生產(chǎn)過程中真空除氣箱內(nèi)鋁液可以完全使用干凈，沒有殘留鋁液，在生產(chǎn)過程中可以隨意變化各種合金的除氫要求，不需要釋放殘液，大大減少了金屬損耗；
D、由于石墨轉(zhuǎn)子的特種結(jié)構(gòu)，除氫效果超出傳統(tǒng)除氫效果的50%(即除氫總量達(dá)到75%以上，0.09ml/100g)；
E、通過增設(shè)主控制器可以使整套設(shè)備適應(yīng)于全自動(dòng)操作。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3中A處局部放大圖。
[0020]其中:1、除氣箱，2、主控制器，3、鋁液進(jìn)口，4、鋁液出口，5、激光測(cè)距傳感器，6、壓力傳感器，7、真空發(fā)生器，8、壓縮空氣控制器，9、壓縮空氣源柜，10、壓縮空氣控制閥，11、轉(zhuǎn)子，12、惰性氣體源柜，13、電機(jī)，14、定子，15、旋轉(zhuǎn)軸承座，16、惰性氣體控制器，17、惰性氣體控制閥，18、空腔體，19、排放口，20、進(jìn)鋁口，21、第一階梯，22、第二階梯，23、第三階梯，24、環(huán)形凸臺(tái)，25、隔板，26、中間氣動(dòng)閘板，27、出口氣動(dòng)閘板，28、中轉(zhuǎn)箱，29、吸附溝槽，30、除塵器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0022]如圖1-4示，本實(shí)施例提供的鋁熔體凈化精煉裝置，它包括除氣箱I和主控制器2，所述除氣箱I的底部設(shè)有惰性氣體輸入裝置，除氣箱I的頂部設(shè)有抽真空裝置，惰性氣體輸入裝置和抽真空裝置均與除氣箱I相通；所述惰性氣體輸入裝置和抽真空裝置均與主控制器2連接；所述除氣箱I的兩側(cè)分別開有鋁液進(jìn)口 3和鋁液出口 4，鋁液進(jìn)口 3和鋁液出口4位于除氣箱I的底部；所述除氣箱I上的鋁液進(jìn)口端電連接有激光測(cè)距傳感器5，激光測(cè)距傳感器5與主控制器2連接。
[0023]所述抽真空裝置包括與除