[發明專利]一種鋁合金熔體凈化裝置

有效

• 申請號: 201910074375.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109652661B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 李蒙
• 申請（專利權）人: 焦作大學
• 主分類號: C22B9/05
• 分類號: C22B9/05;C22B21/06
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 馬會強

本發明涉及一種鋁合金熔體凈化裝置，包括一級凈化室和二級凈化室，一級凈化室和二級凈化室之間通過流槽連通，二級凈化室設有出鋁口；所述一級凈化室設有SNIF除氣設備，所述二級凈化室設有陶瓷過濾板，流槽連接于一級凈化室和二級凈化室的底部，陶瓷過濾板位于出鋁口的下方；所述流槽的底部設有下透氣石墨板，下透氣石墨板的下方設有與供氣管路連通的進氣室，流槽的頂部設有上透氣石墨板，上透氣石墨板的上方設有氣體收集室，氣體收集室連接有次級供氣管路。本方案中的鋁合金熔體凈化裝置采用多級凈化，在流槽段可以對經過一次除氫的鋁熔體進行深度除氫，因此可以進一步提高鋁熔體的除氫率。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金熔體凈化裝置，屬于鋁合金加工技術領域。

背景技術

由于鋁合金在精煉后存在氫氣、氧化膜、夾雜物等有害物質，尤其是氫氣，在鋁合金鑄件中易形成氣孔、疏松、夾雜等缺陷，直接影響鋁合金鑄件的物理性能、力學性能以及使用性能，因此必須在澆鑄前除去這些有害物質。而目前鋁熔體在線除氫凈化方法主要依據氣泡浮游理論，即在鋁熔體中吹入大量氣泡，利用氫在鋁熔體和氣泡中的分壓差使鋁熔體中的氫不斷擴散進入氣泡中，并隨著氣泡上浮到熔體表面而逸出，從而達到除氫目的。在無覆蓋的條件下，鋁熔體的除氫處理是除氣-吸氣的動態過程，由鋁液內部除氫過程和鋁液表面吸氫過程組成，除氫效果是由這兩個方向相反過程的動態平衡所決定，現有技術中有采用溶劑覆蓋法隔絕鋁熔體表面與外界空氣之間的吸氫，但會影響氣泡在氣液界面的擴散速度。另外，在除氫后期，由于鋁熔體中氫溶度降低，氫在鋁熔體和氣泡中的分壓差減小，當鋁熔體中氫濃度降低至一定程度后，將不再具有除氫效果。因此，現有技術中的各種氣浮除氫方法的除氫效果存在極限，一般除氫率只能達到40%。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以進一步降低鋁合金氫含量的鋁合金熔體凈化裝置，具體方案為：

一種鋁合金熔體凈化裝置，包括一級凈化室和二級凈化室，一級凈化室和二級凈化室之間通過流槽連通，二級凈化室設有出鋁口；所述一級凈化室設有SNIF除氣設備，所述二級凈化室設有陶瓷過濾板，流槽連接于一級凈化室和二級凈化室的底部，陶瓷過濾板位于出鋁口的下方；所述流槽的底部設有下透氣石墨板，下透氣石墨板的下方設有與供氣管路連通的進氣室，流槽的頂部設有上透氣石墨板，上透氣石墨板的上方設有氣體收集室，氣體收集室連接有次級供氣管路，次級供氣管路與SNIF除氣設備連接，次級供氣管路連接有真空泵。

進一步的，所述上透氣石墨板和下透氣石墨板連接有直流電壓源；所述流槽的側部設有磁體，磁體的磁極朝向流槽側壁。

進一步的，所述流槽的側部多個磁體，多個磁體沿流槽的高度方向排列設置，且上下相鄰磁體的磁極為反向設置，兩側相對磁體的磁極為同向設置。

進一步的，所述流槽的底部為沿軸線對稱設置的多層臺階狀，且每層臺階均設有下透氣石墨板；多個沿流槽高度方向排列設置的磁體與多層臺階對應。

進一步的，所述上透氣石墨板的下表面沿一級凈化室的一側向上傾斜設置，傾斜角度不大于5度。

進一步的，所述下透氣石墨板為孔徑分布為0.5-1mm，上透氣石墨板的孔徑分布為1-2mm。

本發明的有益點在于：本方案中的鋁合金熔體凈化裝置采用多級凈化，在一級凈化室內采用傳統的旋轉噴氣除氫，二級凈化室采用陶瓷過濾板對夾雜物進行過濾。作為改進的重點部分，本方案在連接一級凈化室和二級凈化室的流槽設置上透氣石墨板和下透氣石墨板，由下透氣石墨板處吹入高純惰性氣體，進行二次氣浮除氫，上透氣石墨板既可以起到對鋁熔體表面的覆蓋作用，阻止鋁熔體表面吸氫，同時在真空泵的負壓作用下對二次除氫后的惰性氣體進行收集，由于進入流槽的鋁熔體已經經過一次除氫，氫濃度較低，采用高純惰性氣體（99.999%氬氣）惰性氣體一是可以提高除氫效果，使除氫率達到50%以上；二是，經過二次除氫后的惰性氣體作為一級凈化室的除氫氣體，其純度仍然可以滿足一次除氫要求，因此既可以提高除氫效果，又可以不明顯增加二次除氫的惰性氣體用量，以降低成本。