[發明專利]一種鋁合金精煉裝置及其精煉方法

有效

• 申請號: 201410185896.5
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN104073667A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 沈海鷗;鄭玉林;樊春陽;袁冰梅
• 申請（專利權）人: 廣西南南鋁加工有限公司
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22B21/06;C22B9/05;C22B21/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本發明屬于有色金屬冶煉設備技術領域，涉及一種鋁合金熔體精煉凈化裝置，更具體地說，本發明涉及一種用于鋁合金熔體精煉凈化處理的裝置和該精煉裝置所采用的精煉方法。?

背景技術

鋁合金熔體中的非金屬夾雜物，既有原材料帶入的，也有熔煉過程中金屬與爐氣或其它物質相互作用生成的化合物。同時，鋁合金在加熱和熔煉過程中有吸氣性，會吸收H2。?

氧化物等非金屬夾雜物的存在會破壞金屬基體的連續性，降低鋁合金的塑性、韌性和耐蝕性，使金屬的工藝性能和表面質量更差。溶解于鋁合金中的氫會使鑄錠產生氣孔、疏松，進而使加工產品起泡及分層，甚至使產品產生氫脆。因此，對鋁合金熔體進行凈化處理，降低金屬熔體中非金屬夾雜物和去除溶解于鋁熔體中的氣體，特別是氫，獲得高純潔度的鋁合金熔體，為鑄造出高品質的鑄錠創造條件，是鋁合金熔煉的一個重要目的，也是生產高純航空航天鋁合金材料的關鍵步驟。?

生產高純航空航天鋁合金用鑄錠時需要采用爐內精煉和在線處理的聯合凈化工藝，而爐內精煉是鋁合金熔體凈化的重要環節，目前普遍采用的爐內精煉方法主要有熔劑噴射精煉、爐底透氣磚吹氣精煉和爐頂吹氣精煉。?

熔劑噴射精煉是將主要成分為氯鹽、氟鹽等的粉狀精煉劑裝入噴粉罐，噴粉罐的進氣口與氮氣罐聯接，出氣口與精煉管聯接，精煉時將精煉管從爐門插入爐內鋁液中，打開氮氣瓶的氣閥，操作手將精煉管在爐內來回移動進行精煉。?

爐底透氣磚精煉法是在爐底設置透氣磚，同時在爐底設置相應的工藝氣體管路，通過透氣磚下方設置的通氣管路向爐內通入精煉氣體對熔體進行凈化。?

專利CN202246798U一種新型鋁液精煉保溫爐公開了一種應用爐頂精煉方法的鋁液精煉保溫爐，該精煉方法是將石墨轉子從爐頂伸入到爐內鋁液中，通過轉子把氮氣通入鋁熔體中實現除氣和除渣凈化處理。?

現有的鋁合金爐內精煉裝置及其精煉方法存在以下問題：?

熔劑噴射精煉設備及其方法存在以下缺陷：(1)在精煉時爐門必須打開，操作者移動精煉管，暴露在高溫輻射下，工作環境惡劣，勞動強度大；(2)由于精煉過程中爐門是打開的，精煉過程中產生的含Cl或F等有害氣體從爐門排出，惡化工作環境；(3)由于精煉過程中爐門始終處于開啟狀態，熱量會散失，造成爐子熱效率低，浪費能源；(4)因為是人工操作，因此該精煉裝置不適用于大型爐子，否則不但勞動強度大，并且精煉效果差。?

爐底透氣磚精煉主要缺點：(1)透氣磚易堵塞，維護更換困難；(2)由于透氣磚的更換維護時，其周圍耐火材料的磨損會導致過早更換爐子內襯材料，爐子內襯壽命縮短；(3)鋁液可能從透氣磚與爐?襯材料的結合處滲漏，引發設備事故。?

爐頂吹氣精煉的主要缺點：(1)精煉器(轉軸及石墨轉子)須從爐頂伸入接近爐底，精煉管太長易于斷裂，因此受轉軸材料及長度限制，爐頂吹氣精煉不適用于大型爐子；(2)由于爐頂是爐子的熱量聚集區，對爐頂精煉裝置安裝孔的密封性要求很高，否則熱量易損失，造成爐內溫差大；(3)精煉裝置維護更換困難。?

發明內容

本發明的發明目的是：針對上述技術問題，提供一種鋁合金爐內精煉裝置及其精煉方法。本發明采用自動控制，同時精煉時不需要開啟保溫爐爐門，確保減少勞動強度，同時減少爐門開啟時不必要熱量損失。本發明提供一種爐內精煉方法，精煉效果更好，不添加精煉熔劑，爐內除氫效率可達50％以上，合金成分更均勻，鋁合金熔體更純潔。?

本發明技術方案為：一種鋁合金精煉裝置，包括用于精煉的保溫爐及安裝在其爐底外部的電磁攪拌器，所述保溫爐側壁開設有若干精煉孔，通過精煉孔設置若干可斜向插入的精煉管，所述精煉管出氣端安裝在保溫爐側壁上的導向支架上，精煉管進氣端固定連接于導向支架上的驅動氣缸，所述精煉管通過軟管連接氣體調節控制柜，所述氣體調節控制柜包括調節控制單元及與調節控制單元連接的若干進氣管和出氣管，所述調節控制單元對通過進氣管輸入的氣體進行調節，所述出氣管連接到所述軟管。?

相比現有技術，本發明應用保溫爐側壁開設用于精煉的精煉孔，?利用精煉管穿過精煉孔并伸入保溫爐內，插入鋁合金熔體中。精煉時，通過氣體調節控制柜精確調節所需精煉氣體的流量、氯氣和氬氣的比例，以達到在最佳的精煉效果。本發明通過在保溫爐側壁安裝精煉管，第一，精煉時不需要打開保溫爐爐門，保證精煉過程保溫爐密閉，避免含Cl或F等有害氣體從爐門排出；第二，避免爐底透氣磚精煉中透氣磚維護更換困難、鋁液可能從透氣磚與爐襯材料的結合處發生滲漏等不足；第三，避免爐頂吹氣精煉中精煉管太長易于斷裂不適用于大型爐子的不足。?