[發明專利]一種優化設計的高效除氣澆包

在審

• 申請號: 201710156971.9
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106825458A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 董秀奇
• 申請（專利權）人: 福建省瑞奧麥特輕金屬有限責任公司
• 主分類號: B22D1/00
• 分類號: B22D1/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本發明屬于輕合金成型技術領域，具體涉及一種優化設計的高效除氣澆包。

背景技術

鋁合金等輕合金成型技術中，鋁合金的凈化、除氣、轉運澆包的除氫是必要的工序。通常的除氫方法有真空除氣、惰性氣體除氣、超聲波振動除氣、靜置除氣、離心除氣等。其中常用的惰性氣體除氣法的除氣裝置是通過石墨轉子向保溫爐內通入惰性氣體，并通過石墨轉子的轉動去除鋁液中的氫氣和非金屬雜質，從而達到凈化鋁液的效果。然而，石墨轉子屬于損耗件，使用壽命短，維護成本高；且這種裝置對傳動系統的平穩性要求高，否則易使石墨轉子折斷或磕碰產生損壞；另外，這種裝置由于通入惰性氣體的均勻性不好，對于澆包底部的氫氣和雜質的處理仍不夠充分。

現在常見的一類采用惰性氣體除氣法的鋁合金凈化、除氣、轉運澆包是惰性氣體經從四塊自上而下插入澆包容器內的圓形透氣板以細小的流束沖出來后，在液態鋁中遵循自由能最小原理向上浮起，一開始在表面張力作用下形成小的氣泡，但由于細小氣泡表面積大，表面自由能大，很快聚集成愈來愈大的氣泡向上浮起；這時氣泡的總表面積愈來愈小，因而除氣效果越來越差。也就造成了轉運澆包上的鋁水翻騰起100mm左右的高度，大大降低了效率。四塊圓形透氣板在包底占地面積小，死角較多，雖說鋁液也能橫向流動，但氣泡不能向下流動，因而包底會殘留一些死角，影響除氣效果。向包底接入四個通氣管是為了通氣更均勻，理論上從上向下插入的通氣管數量越多通氣越均勻除氣效果越好，但這樣設備會復雜化，不易維護，占用腔內寶貴空間且耗氣量大。

因此，人們發明了將惰性氣體從澆包底部直接通入的技術，以求既能更均勻除氣，又能簡化設備結構。

例如：授權公告號為CN201376075，名為“新型除氣澆包”的中國專利中公開了一種除氣澆包，其澆包底部設置通惰性氣體裝置。該除氣澆包在底部設置通惰性氣體裝置，惰性氣體從該裝置中溢出。上升直至澆包頂部，惰性氣體在澆包中與鋁液充分接觸，最大限度地實現了去除鋁液中氫氣的目的。

采用這樣技術的澆包，當然除氣效果更好，但其澆包底部設置的通惰性氣體裝置是間隔分布設置在澆包腔體底面的惰性氣體進氣口，雖不占用澆包腔體空間且進氣口設置數量較多時也能相對均勻進氣，但受限于澆包腔體底面的可合理開口數量(開口數量越多，所需配套的接頭件越多，開口徑也要越小，進氣管易被堵，設備成本及維護成本越高)，通入氣體的均勻性還不夠好、維護性不夠好、使用效果還不夠理想。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種結構更簡單、更容易維護、占用澆包腔體空間更少、除氣更均勻的優化設計的高效除氣澆包。

本發明為達到上述技術目的所采用的技術方案是：一種優化設計的高效除氣澆包，包括澆包殼、耐火保溫層、腔體、進氣管；進氣管是從腔體底面接入的；腔體內設有石墨板將腔體隔分為上大下小的兩層空間；進氣管的上端伸入腔體內的下層小空間。

所述的石墨板是由0.1-1.5mm顆粒直徑的高純石墨顆粒一體化制成的，石墨板的厚度為10-80mm。

所述的下層小空間的空間高度為30-200mm。

所述的澆包是圓柱體容器狀的澆包；所述的石墨板是圓形石墨板，圓形石墨板的直徑比腔體的直徑大20-300mm，圓形石墨板的圓周邊沿嵌設在耐火保溫層內；所述的進氣管是從腔體底面的圓心處垂直接入的，石墨板的底面與腔體的底面間同軸線設有圓形緩沖均流板，石墨板的底面通過不少于一個的支撐柱壓設在緩沖均流板的頂面上；進氣管的頂端連接設置有出氣均布管，出氣均布管的周面上均勻密布設置有多個出氣孔；出氣均布管的頂端與緩沖均流板的底面連接。

所述的緩沖均流板的厚度為3-20mm，緩沖均流板的直徑為100-800mm。

所述的支撐柱的數量為1-8個，支撐柱5的直徑為10-80mm；所述的進氣管的外徑為20-100mm。

本發明的有益效果是：由于腔體內設有石墨板將腔體隔分為上大下小的兩層空間；進氣管的上端伸入腔體內的下層小空間。

因此，整個澆包底無進氣死角，除氣均勻。由于利用石墨板(石墨板的價格相對低廉)的透氣性將向腔體內進氣的末端通道進行了最大化均勻細分，使氣泡更細小，故氣泡聚集成更大氣泡的概率大大減少，可有更多的細小氣泡獨立地浮到液面，延長了氣泡在鋁液內的懸浮時間，惰性氣體與鋁水的接觸面積大大增加，提高了除氣效果。結構上僅用一個接管，操作方便。本發明在實際應用中調到最佳的進氣壓力時，液態金屬的表面，只能看到微微抖動，不產生鋁液飛濺，有利于環保、安全、節省惰性氣體，實際應用效果非常好。