鋁熔體凈化除氣精煉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋁熔鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種鋁熔體凈化除氣精煉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了獲得良好的鋁熔體質(zhì)量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鋁加工產(chǎn)品，鋁熔煉過程中需將熔體內(nèi)的堿性雜質(zhì)(氫、渣或堿金屬)提煉出來。目前，該領(lǐng)域中最直接的技術(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]傳統(tǒng)的在線除氫設(shè)備，例如美國SNIF、法國Alpur、美國Pyrotek等主要除氫在線處理裝置，目前廣泛應(yīng)用在鋁熔體的各個領(lǐng)域中，其工藝特征是:在一個封閉儲存鋁液的箱體頂端插入一至兩根石墨制的轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子在外接傳動裝置的帶動下快速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子下端的葉輪插入鋁液并在鋁液中高速旋轉(zhuǎn)攪拌；箱體外置的惰性氣源中的惰性氣體通過插入鋁液的石墨轉(zhuǎn)子的空心管道從轉(zhuǎn)子葉輪的輸出點輸入箱體內(nèi)的鋁液中，形成惰性氣泡；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接觸鋁液中的有害雜質(zhì)，獲得最佳的除氫效果。
[0004]但在實際操作中，惰性氣泡由于熱膨脹的原因，無法與鋁液中有害雜質(zhì)飽和接觸，會產(chǎn)生除氫盲點，比如在金屬處理量10噸/小時(S卩10T/H)時，除氫效果只能達(dá)到50% (即0.14ml/100g)，因此傳統(tǒng)的在線除氫設(shè)備存在著下列無法避免的工藝缺陷:A、箱體結(jié)構(gòu)的箱蓋與箱體無法有效密封。在長期高溫條件下任何可移動物體都不可能用輔助手段來保持其有效的密封，同時箱體的空氣滲入會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；B、石墨轉(zhuǎn)子露出液面部分會產(chǎn)生氧化，大大降低了石墨轉(zhuǎn)子的使用壽命；C、在生產(chǎn)置換不同牌號合金種類時須將除氣箱內(nèi)殘留的鋁液放空，直接造成了金屬量的損耗；D、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。
[0005]為了解決上述缺陷，鋁熔體的在線除氫處理裝置需要進(jìn)行全新設(shè)計:石墨轉(zhuǎn)子、流槽均采用下置結(jié)構(gòu)設(shè)置在箱體的底層，惰性氣體的輸出系統(tǒng)連接在轉(zhuǎn)子與定子之間，使整個轉(zhuǎn)子均在鋁液內(nèi)部工作，不會造成氧化磨損，大大延長了轉(zhuǎn)子使用壽命；箱體采用密封的真空結(jié)構(gòu)，在完全真空狀態(tài)下對鋁液進(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，確保其在高溫條件下長期工作的穩(wěn)定性；設(shè)置真空發(fā)生器，用真空負(fù)壓來控制鋁液的流入或流出的金屬量，而不是傳統(tǒng)方式的那種利用流槽進(jìn)出口落差自流式的金屬補給量方式。
[0006]由于鋁熔體的在線除氫處理裝置采用全新設(shè)計后，生產(chǎn)前對箱體的烘爐加熱、生產(chǎn)過程中對進(jìn)出口流槽內(nèi)鋁液輸入或輸出的液面檢測、箱內(nèi)的液面控制、對真空發(fā)生器真空度的控制、惰性氣體輸入量的控制、石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制、鑄造完成后對箱內(nèi)儲存的鋁液溫度補充的加熱控制等關(guān)鍵工藝流程，都需要全自動的精準(zhǔn)的控制。比如在鋁液的輸入輸出的過程中，用真空負(fù)壓來控制鋁液的流入或流出的金屬量，控制不當(dāng)即會造成真空負(fù)壓失控，導(dǎo)致鋁液溢出流槽的安全隱患的嚴(yán)重后果；惰性氣體的供氣是在定子與轉(zhuǎn)子的結(jié)合部中進(jìn)行的，由于受到鋁液靜壓力的影響，惰性氣體必須要保持在設(shè)定壓力中或隨著箱體內(nèi)金屬液面上升的靜壓力的變化而自動改變其設(shè)定壓力)，從而防止鋁液從這個兩個結(jié)合部中倒流，以免造成整個惰性氣體系統(tǒng)癱瘓。但目前，還不具備任何控制系統(tǒng)能全面覆蓋鋁熔鑄的上述操作過程，實現(xiàn)鋁熔鑄在線除氣的全自動化控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決傳統(tǒng)在線除氫設(shè)備除氫效果差而改進(jìn)的除氫設(shè)備缺少自動控制系統(tǒng)的問題，本實用新型提出了一種鋁熔體凈化除氣精煉系統(tǒng)，在改進(jìn)的在線除氫設(shè)備上加裝自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)銷恪鑄在線除氣的全自動化控制，有效提尚除氛效率。
[0008]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種鋁熔體凈化除氣精煉系統(tǒng)，包括用于儲存鋁液的箱體、與箱體連接的壓縮空氣源、設(shè)于箱體底部的電機(jī)、設(shè)于箱體內(nèi)下層的轉(zhuǎn)子和流槽、與轉(zhuǎn)子連接的惰性氣體源，電機(jī)與轉(zhuǎn)子連接，還包括控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括主控單元、預(yù)加熱控制單元、氣體檢測單元、流槽液位檢測單元、箱體內(nèi)恪液檢測單元和真空負(fù)壓控制單元，所述的電機(jī)、預(yù)加熱控制單元、氣體檢測單元、流槽液位檢測單元、箱體內(nèi)恪液檢測單元、真空負(fù)壓控制單元分別與主控單元連接，所述的預(yù)加熱控制單元用于熔鑄前對箱體的加熱控制，所述的氣體檢測單元包括壓縮空氣檢測子單元和惰性氣體檢測子單元，氣體檢測單元用于實時檢測由壓縮空氣源供應(yīng)的壓縮空氣、由惰性氣體源供應(yīng)的惰性氣體的壓力值和/或流量值，所述的流槽液位檢測單元用于檢測流槽內(nèi)熔液液面值，所述的箱體內(nèi)熔液檢測單元用于檢測箱體內(nèi)熔液液面和流量，所述的真空負(fù)壓控制單元用于對箱體內(nèi)的真空負(fù)壓控制。
[0009]作為優(yōu)選，所述的控制系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)子檢測單元，所述的轉(zhuǎn)子檢測單元包括轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測模塊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測模塊與主控單元連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述的預(yù)加熱控制單元包括溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊和加熱保護(hù)模塊，溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊連接，溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊、加熱保護(hù)模塊分別與主控單元連接。
[0011]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的溫度采集模塊為PLC溫度模塊。
[0012]作為優(yōu)選，所述的加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊為可控硅電流調(diào)節(jié)電路。
[0013]作為優(yōu)選，所述的流槽液位檢測單元包括激光測距儀。
[0014]作為優(yōu)選，所述的真空負(fù)壓控制單元包括負(fù)壓傳感器、真空發(fā)生器、調(diào)節(jié)閥門，所述的負(fù)壓傳感器用于檢測箱體內(nèi)的負(fù)壓，所述的真空發(fā)生器用于調(diào)節(jié)箱體內(nèi)負(fù)壓狀況，所述的調(diào)節(jié)閥門設(shè)于壓縮空氣源與箱體之間的管路上并用于壓縮空氣流量的調(diào)節(jié)，負(fù)壓傳感器分別與真空發(fā)生器、調(diào)節(jié)閥門電連接。
[0015]作為優(yōu)選，所述的壓縮空氣檢測子單元包括壓縮空氣壓力檢測模塊、壓縮空氣流量檢測模塊。
[0016]作為優(yōu)選，所述的惰性氣體檢測子單元包括惰性氣體壓力檢測模塊、惰性氣體流量檢測模塊。
[0017]作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)子檢測單元還包括轉(zhuǎn)子壽命計時模塊，轉(zhuǎn)子壽命計時模塊與主控單元電連接。
[0018]本實用新型的有益效果是:生產(chǎn)過程中箱體內(nèi)的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；實現(xiàn)鋁熔鑄在線除氣的全自動化控制，有效提高除氫效率，除氫總量可以達(dá)到75%以上(0.09ml/100g)o
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型控制系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖中，1-箱體，2-電機(jī)，3-轉(zhuǎn)子，4-流槽，5-壓縮空氣源，6-惰性氣體源，7-電熱器，8-主控單元，9-預(yù)加熱控制單元，10-氣體檢測單元，11-流槽液位檢測單元，12-箱體內(nèi)恪液檢測單元，13-真空負(fù)壓控制單元，14-轉(zhuǎn)子檢測單元，15-壓縮空氣檢測子單元，16-惰性氣體檢測子單元。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，一種鋁熔體凈化除氣精煉系統(tǒng)，包括用于儲存鋁液的箱體1、壓縮空氣源5、設(shè)于箱體底部的電機(jī)2、設(shè)于箱體內(nèi)下層的轉(zhuǎn)子3和流槽4、惰性氣體源6以及控制系統(tǒng)，電機(jī)與轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)子中設(shè)有空心管道，壓縮空氣源通過管路與箱體連接，惰性氣體源通過管路與轉(zhuǎn)子的空心管道連通。
[0024]如圖2所示，控制系統(tǒng)包括主控單元8、預(yù)加熱控制單元9、氣體檢測單元10、流槽液位檢測單元11、箱體內(nèi)熔液檢測單元12、轉(zhuǎn)子檢測單元14和真空負(fù)壓控制單元13，電機(jī)、預(yù)加熱控制單元、氣體檢測單元、流槽液位檢測單元、箱體內(nèi)恪液檢測單元、轉(zhuǎn)子檢測單元、真空負(fù)壓控制單元分別與主控單元連接。
[0025]預(yù)加熱控制單元用于熔鑄前對箱體的加熱控制。預(yù)加熱控制單元包括溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊和加熱保護(hù)模塊，溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊連接，溫度采集模塊、加熱限流溫度調(diào)節(jié)模塊、加熱保護(hù)模塊