[發明專利]用于精煉熔融鋁合金的設備

有效

• 申請號: 201580054048.3
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN106795581B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 塔布·威廉斯;邁克爾·克萊帕基;瑞安·莫蘭
• 申請（專利權）人: 派瑞泰克有限公司
• 主分類號: C22B9/00
• 分類號: C22B9/00;C22B9/10;C22B21/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;王俠

公開了用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件和方法，其中熔融材料的至少一部分為鋁。具有中空本體和分配輪緣的分配桿被配置為：允許熔劑和/或惰性氣體經過中空本體，并且當熔融材料流過槽時通過分配輪緣將它們注入到熔融材料內。擋板被配置為定位在相關聯的槽中的熔融材料內，以允許熔融材料流經擋板。細長分配桿被定位在相對于擋板的下游位置處。當熔融材料穿過細長分配桿的分配輪緣時，熔融材料的流動速率增加，以將熔劑注入并混合在熔融鋁合金內。

本申請要求于2014年8月4日提交的美國臨時申請第62/032,853號的權益，其公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開內容涉及用于精煉熔融鋁合金的設備和方法。本公開發現了結合熔劑注入組件的特別應用，該熔劑注入組件被配置為當熔融鋁合金流過槽時將熔劑引入熔融鋁合金，并且將特別參考對其進行描述。然而，應當理解，本示例性實施方式也適于其它類似的應用。

背景技術

熔融金屬，諸如鋁和鋁合金，包括期望在精煉期間除去的痕量的雜質。在已知的精煉工藝中，鋁在爐內熔化，并且然后轉移到用于金屬形成的鑄造機。鋁通常通過槽從爐轉移到鑄造機。熔融鋁在入口處流入槽中并流過槽從而以基本上連續的方式在出口處離開。在許多情況下，槽包括旨在除去熔融鋁內的至少一部分雜質的脫氣處理組件和/或過濾器。一些雜質包括溶解的氫氣，諸如氧化物、碳化物、硼化物、氧化鋁、氧化鎂等粒子以及諸如溶解的堿金屬(鈉(Na)、鋰(Li)和鈣(Ca))等各種其它元素。這些雜質可在鑄造工藝中和在成品的特性上引起不期望的效果。

處理工藝通常利用被配置為在熔融鋁內引入熔劑的熔劑注入機構。通常，熔劑包含氯氣或氯氣與諸如氬氣等惰性氣體的混合物，當它們結合時，已知它們幫助從熔融鋁中除去雜質。一種熔劑的此類示例是由華盛頓斯波坎市的派羅特克有限公司(Pyrotek,Inc)銷售的PROMAG_TM。已知氯氣和氯鹽有效地將堿金屬轉化為在惰性氣體的幫助下聚結并上升到熔融材料的表面的鹽。特別地，氫氣擴散到惰性氣體氣泡中并且當粒子在氣泡周圍聚結并上升到熔融鋁合金的頂部時被除去。熔劑和雜質形成渣滓或被周期性撇去或在下游過濾器中捕獲的廢物副產物。通常，隨著渣滓除去氯和/或氯鹽。然而，在諸如由于環境損害和處理負擔的這些的應用中一直存在消除使用氯氣的壓力。

在美國專利No.3,767,382中公開了一種在線熔劑注入機構，其利用氯和/或氯鹽公開了一種已知的精煉鋁的方法。另外，在美國專利No.8,025,712中公開了一種用于在線鋁處理的設備和工藝，其通過引用并入本文。這些機構公開了用于精煉熔融鋁和熔融鋁合金的工藝，其利用包括至少一個分配器的各種室，該分配器具有附接至葉輪的細長旋轉軸。當熔劑通過旋轉軸或在旋轉軸處排出并且在室內通過葉輪分布時，葉輪適于在熔融鋁內旋轉。葉輪和旋轉軸特別用于以足以在熔融合金內提供熔劑的廣泛分布從而與其中雜質的高百分比進行化學相互作用的方式將熔劑分布在熔融合金內，同時利用最小量的氯氣或氯鹽。雜質然后上升到熔融鋁合金的表面并且可以被除去。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供了用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件，其中熔融材料的至少一部分為鋁。該熔劑注入器組件包括具有中空本體和分配輪緣的細長分配桿，其被配置為允許熔劑和/或惰性氣體經過中空本體，并且在熔融材料流過槽時通過分配輪緣將熔劑和/或惰性氣體注入到熔融材料內。具有底部邊緣的擋板被配置為定位在相關聯的槽中的熔融材料內，以允許熔融材料在擋板的底部邊緣下方流動。細長分配桿定位在相對于擋板的下游位置。分配輪緣和底部邊緣放置在熔融材料內，其中熔融材料的流動速率當熔融材料穿過細長分配桿的分配輪緣時增加，以將熔劑注入并混合在熔融材料內。

在一個實施方式中，細長分配桿的分配輪緣包括沿著分配輪緣向內定位的至少一個凹口。該配置允許較低的氣流或氣壓通過分配輪緣，從而減小從分配輪緣分布的氣泡的尺寸，從而減小沿著熔融材料的表面的湍流量。該配置幫助將熔劑與熔融材料混合。