專利名稱：過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置的制作方法
技術(shù)方案本發(fā)明涉及的是一種凈化鋁熔體夾雜物的裝置，特別是一種過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置，屬于鑄造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁是一種非?；顫娊饘?，在熔煉過程中容易與水汽反應(yīng)，生成氫氣和氧化夾雜(Al2O3)。這些非金屬夾雜物對鋁制品性能危害很大，因此，鋁熔體凈化是提高鋁材質(zhì)量的主要途徑之一。熔劑法去除夾雜和氣體是一種常用的鋁熔體凈化手段，具有工藝簡便、費用低廉等優(yōu)點，因此，研究開發(fā)新型的除氣、除雜技術(shù)很有必要。工業(yè)純鋁中的夾雜物一般含量都在0.1％以上，夾雜物的尺寸大部分都是大于10微米。國際除夾雜物的水平，鋁熔體中的夾雜物含量為0.02％，夾雜物的尺寸小于7微米。熔劑法是一種較為簡便和有效的方法，其凈化效果主要取決于熔劑組成和相應(yīng)的處理工藝。經(jīng)文獻檢索，傅高升等人《特種鑄造及有色合金》1998年第1期，撰文“用于純鋁高效凈化的熔劑及其效果研究”，描述將鋁錠放在混合熔鹽上面，當(dāng)鋁錠熔化時穿過熔融熔劑層時，與熔劑接觸在鋁熔體表面上的夾雜物容易被除去凈化鋁熔體的設(shè)備主要是電阻爐和石墨坩堝，這個設(shè)備的缺點是在凈化時，鋁熔體以較大尺寸穿過熔融熔劑層，鋁熔體不能夠與熔劑充分接觸，而裹在鋁滴中間的夾雜物不能與熔融熔劑接觸，除雜效果不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置，使熔劑與鋁熔體充分接觸，從而使熔融熔劑達到高效除雜效果。本發(fā)明本發(fā)明主要包括電阻爐、坩堝、攪拌器、保溫蓋、鋼桶和高度可調(diào)的升降裝置，首先將鋼桶套在坩堝外面，然后設(shè)置在電阻爐內(nèi)，用耐火材料固定，用螺桿把保溫蓋與電阻爐連接起來，高度可調(diào)的升降裝置從保溫蓋的插入口置入，電阻爐主要包括加熱元件、保溫爐殼，加熱元件設(shè)置在電阻爐爐膛內(nèi)側(cè)，在電阻爐爐膛與保溫爐殼之間用陶瓷棉填塞。鋼桶緊密的套在石墨坩堝外面，然后將鋼桶和石墨坩堝放在電阻爐爐膛內(nèi)，在兩個石墨坩堝處設(shè)置兩個方向的流道，用耐火材料將流道與石墨坩堝連在一起的，攪拌器與高度可調(diào)的升降裝置用螺桿連在一起。坩堝為兩個石墨坩堝，由于融化了的熔劑能夠穿透石墨坩堝，所以在坩堝的外面設(shè)置鋼桶，作為保護裝置，防治熔劑滲過坩堝接觸到加熱元件，導(dǎo)致加熱爐的損壞，在兩個坩堝之間設(shè)置兩個方向的流道，可以方便轉(zhuǎn)移鋁熔體，但是又盡量不打開爐蓋，這樣避免爐溫下降的太快。攪拌器的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，而且攪拌器的高度可以調(diào)節(jié)，使葉輪始終處于熔劑層。將鋁熔體倒入旋轉(zhuǎn)的活性熔劑中，鋁熔體被旋轉(zhuǎn)熔劑產(chǎn)生的剪切力分散成細小的鋁滴，使熔劑與鋁熔體能夠充分的接觸，鋁滴表面上的夾雜物的鋁膜容易被旋轉(zhuǎn)的熔劑沖刷掉，這樣夾雜物容易進入到熔劑中，從而達到高效除雜。
本發(fā)明工作原理為首先在兩個坩堝內(nèi)分別放入熔劑和鋁錠，并在裝有鋁錠的坩堝內(nèi)放入覆蓋劑。其次接通加熱爐電源，當(dāng)熔劑和鋁錠都融化后，再把攪拌器放入熔融熔劑中，用勺把鋁熔體裝起，分批量倒入流道進入旋轉(zhuǎn)熔融熔劑中。最后等到鋁熔體轉(zhuǎn)移完了，再將攪拌器取出。裝置具體工作時先將活性熔劑和鋁錠分別放入爐內(nèi)兩個石墨坩堝，在裝有鋁錠的石墨坩堝內(nèi)還要放覆蓋熔劑(成分與過濾用的活性熔劑一樣)。當(dāng)熔劑和鋁錠都融化后，將攪拌器放入熔劑石墨坩堝內(nèi)，然后再將鋁熔體澆入到旋轉(zhuǎn)的熔劑中。由于在攪拌過濾鋁熔體過程中，熔劑的液面會隨著鋁熔體加入而升高。因此，有調(diào)節(jié)攪拌器高度的支架，使攪拌器的葉輪始終處于熔劑層中。當(dāng)鋁熔體全部轉(zhuǎn)移到熔劑坩堝后，再將活性劑放入已被轉(zhuǎn)移掉的鋁熔體石墨坩堝，等到熔劑融化后，又把攪拌器從攪拌器入口放入裝有熔劑的石墨坩堝中，然后再將鋁熔體澆入旋轉(zhuǎn)的熔劑中。每一次過濾都是重復(fù)上面的操作，通過反復(fù)凈化能夠使鋁熔體中夾雜物不斷地分布到鋁滴表面上，同時鋁滴在旋轉(zhuǎn)的熔劑中也會重新分布鋁滴內(nèi)的夾雜物，從而也是鋁滴中的夾雜物也有機會分布到鋁滴表面上。這樣鋁滴表面上的夾雜物能夠穿過鋁膜-熔劑界面而進入熔劑層中，用50％NaCL-50％KCl(wt％)熔劑凈化鋁熔體，當(dāng)過濾次數(shù)達到4次時，除雜效率達到84％，可以有效地除去7微米以上的夾雜物，因此攪拌熔劑過濾鋁熔體從動力學(xué)上改善熔劑除雜的效果。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，由于鋁熔體的密度大于熔劑的密度，使用該設(shè)備攪拌活性熔劑過濾鋁熔體時，鋁滴會下沉到熔融熔劑下面，而且熔劑層有足夠的厚度避免下面旋轉(zhuǎn)鋁熔體翻到上面，這樣避免鋁熔體與空氣中氧和水汽反應(yīng)而產(chǎn)生二次夾雜物。攪拌熔劑過濾鋁熔體，可以使鋁熔體中夾雜物充分接觸到熔融熔劑并與反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物熔解在熔融熔劑中，避免重新返回到鋁熔體中。用這種方法除雜效率可以達到84％。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)備簡單、操作方便、除雜效率高和成本低等優(yōu)點。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明主要包括電阻爐1、坩堝2、攪拌器3、保溫蓋4、鋼桶5和高度可調(diào)的升降裝置6，首先將鋼桶5套在坩堝2外面，然后設(shè)置在電阻爐1內(nèi)，用耐火材料固定，用螺桿把保溫蓋4與電阻爐1連接起來，高度可調(diào)的升降裝置6從保溫蓋4的插入口置入，電阻爐1主要包括加熱元件7、保溫爐殼8，加熱元件7設(shè)置在電阻爐1爐膛內(nèi)側(cè)，在電阻爐1爐膛與保溫爐殼2之間用陶瓷棉填塞。鋼桶5緊密的套在石墨坩堝2外面，然后將鋼桶5和石墨坩堝2放在電阻爐1爐膛內(nèi)，在兩個石墨坩堝2處設(shè)置兩個方向的流道，用耐火材料將流道與石墨坩堝2連在一起的，攪拌器3與高度可調(diào)的升降裝置6用螺桿連在一起。
權(quán)利要求
1.一種過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置，主要包括電阻爐(1)、坩堝(2)、攪拌器(3)、保溫蓋(4)，其特征在于還包括鋼桶(5)和高度可調(diào)的升降裝置(6)，首先將鋼桶(5)套在坩堝(2)外面，然后設(shè)置在電阻爐(1)內(nèi)，用耐火材料固定，用螺桿把保溫蓋(4)與電阻爐(1)連接起來，高度可調(diào)的升降裝置(6)從保溫蓋(4)的插入口置入，電阻爐(1)主要包括加熱元件(7)、保溫爐殼(8)，加熱元件(7)設(shè)置在電阻爐(1)爐膛內(nèi)側(cè)，在電阻爐(1)爐膛與保溫爐殼(2)之間用陶瓷棉填塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置，其特征是鋼桶(5)緊密的套在石墨坩堝(2)外面，然后將鋼桶(5)和石墨坩堝(2)放在電阻爐(1)爐膛內(nèi)，在兩個石墨坩堝(2)處設(shè)置兩個方向的流道，用耐火材料將流道與石墨坩堝(2)連在一起的，攪拌器(3)與高度可調(diào)的升降裝置(6)用螺桿連在一起。
全文摘要
過濾凈化鋁熔體中非金屬夾雜物的裝置屬于鑄造領(lǐng)域,主要包括:電阻爐、坩堝、攪拌器、保溫蓋、鋼桶和高度可調(diào)的升降裝置,首先將鋼桶套在坩堝外面,然后設(shè)置在電阻爐內(nèi),用耐火材料固定,用螺桿把保溫蓋與電阻爐連接起來,高度可調(diào)的升降裝置從保溫蓋的插入口置入,電阻爐主要包括:加熱元件、保溫爐殼,加熱元件設(shè)置在電阻爐爐膛內(nèi)側(cè),在電阻爐爐膛與保溫爐殼之間用陶瓷棉填塞。本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步,避免鋁熔體與空氣中氧和水汽反應(yīng)而產(chǎn)生二次夾雜物,避免重新返回到鋁熔體中,用這種方法除雜效率可以達到84%,本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)備簡單、操作方便、除雜效率高和成本低等優(yōu)點。
文檔編號C22B9/02GK1362530SQ01139250
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者周鳴, 孫寶德, 疏達, 倪紅軍, 李克, 王俊 申請人:上海交通大學(xué)