[發明專利]采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的方法及系統

有效

• 申請號: 201410016198.2
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103773968A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 唐新文;袁文球;向苗苗;謝夢交;賀振華
• 申請（專利權）人: 貴州中鋁鋁業有限公司
• 主分類號: C22B9/10
• 分類號: C22B9/10;C22B9/05;C22B21/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 王海權

技術領域

本發明涉及有色金屬冶煉技術領域，具體地說，本發明涉及一種采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的方法，還涉及一種采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的系統。

背景技術

熔煉鋁及鋁合金時，一般需要對熔體進行精煉處理，即通過各種化學或者物理的方法除去熔體中的夾雜物和氣體。

鋁及鋁合金熔體中最主要的夾雜物是氧化鋁，其次是很少量的電解槽夾帶出的熔鹽夾雜物和其它非金屬夾雜物；而鋁及鋁合金熔體中最主要的氣體是氫氣，氫氣的來源一般是潮濕的空氣、原料上未除盡的油污、熔煉時不正確的工藝等。

目前用于除去鋁及鋁合金熔體中氧化鋁和氫氣的方法一般有兩大類和七種以上的方法，兩大類是吸附精煉法和非吸附精煉法，其中吸附精煉法包括浮游法以及過濾精煉法，非吸附精煉法包括真空法、超聲波法、電磁場法以及等離子體位法等。

浮游法是一種普遍采用的除渣除氣方法，主要是通過各種方式向熔體中通入或加入氣體精煉劑（如氯氣、氮氣、氬氣等）、液體精煉劑（如CCl₄和TiCl₄等）及固體精煉劑等用于精煉，其本質是通過各種精煉介質把鋁及鋁合金熔體中存在的各種氣體并把熔體中的夾雜物和氫吸附于其中（部分精煉介質與雜質氣體發生化學反應，生成不溶于鋁熔體的新的氣態物質），最后上浮至熔體表面，而后進行清除。通入或加入精煉劑的手段主要有直管噴吹、旋轉噴吹等，上述氣體精煉劑中目前用的較多的是高純氮氣和氬氣，上述固體精煉劑一般用多種鹽類的熔化反應物或機械混合物加工而成（一般含有NaCl、KCl、NaAlF₆等基本成分），成粉末狀，有直接加入到爐內精煉的，也有在線通過旋轉噴吹設備加入的。

浮游法的常規步驟一般是先進行固體精煉，用于去除鋁水中雜質；后進行液體精煉，用于去除鋁水中的氣體雜質，由于現有工藝一般都是分兩步分開進行，從而耗時較久，并且在進行的過程中，還必須保持適當的爐溫，另外在進行工藝操作時，還需要打開爐門進行廢氣排放，從而存在浪費時間和能源，效率低下的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一是提供一種采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的方法，在冶煉的過程中，對待處理的熔體同時導入氣體、液體、固體粉末三種不同功能的精煉介質，能夠同時進行鋁及鋁合金的除渣和除氣工作，從而減少了操作時間，節約了能源；本發明的目的之二是提供了一種采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的系統。

本發明的目的之一是通過以下技術方案實現的：

本發明的采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的方法，包括以下步驟：

步驟1）：將液體精煉劑采用加熱方式使其汽化，形成液體精煉劑蒸汽；

步驟2）：將液體精煉劑蒸汽吹入固體精煉劑中，形成精煉劑氣霧；

步驟3）：將精煉劑氣霧引入熔融狀態下的鋁或鋁合金熔體，使其與鋁或鋁合金熔體充分接觸反應；

步驟4）：待達到規定的反應時間后，除去形成于鋁或鋁合金熔體表面的反應渣。

進一步，步驟1）中，所述加熱方式是通過在液體精煉機中設置加熱裝置來使液體精煉劑汽化；

進一步，步驟2）中，在液體精煉劑蒸汽的壓力足夠的情況下，直接將液體精煉劑蒸汽吹入固體精煉劑中，形成精煉劑氣霧；在液體精煉劑蒸汽的壓力不夠的情況下，采用加壓裝置將液體精煉劑蒸汽吹入固體精煉劑中，形成精煉劑氣霧；

進一步，步驟3）中，在精煉劑氣霧壓力足夠的情況下，直接引入鋁或鋁合金熔體中；在精煉劑氣霧壓力不夠的情況下，采用加壓精煉氣體介質將精煉劑氣霧吹入鋁或鋁合金熔體中；

進一步，步驟4）中所述規定的反應時間為10～30min。

本發明的目的之二是采用以下技術方案實現的：

該采用三相聯合實現鋁熔體除氣除渣的系統，包括液體精煉機、固體精煉機；

所述液體精煉機包括液體精煉劑盛放容器、加熱裝置和蒸汽引出管道，所述加熱裝置用于對液體精煉劑盛放容器中盛放的液體精煉劑進行加熱，所述蒸汽引出管道用于將產生的液體精煉劑蒸汽引出至固體精煉機；

所述固體精煉機包括固體精煉劑盛放容器、混合腔室和氣霧引出管道，所述混合腔室與固體精煉劑盛放容器相連通，所述蒸汽引出管道輸出的液體精煉劑蒸汽在混合腔室內與固體精煉劑盛放容器輸出的固體精煉劑進行混合，形成精煉劑氣霧，并通過氣霧引出管道將精煉劑氣霧輸出至熔化池。

進一步，所述液體精煉機還包括蒸汽輸出泵，所述蒸汽輸出泵用于液體精煉劑蒸汽的加壓輸出；