铝液在线除杂除气装置

169 编辑：中冶有色技术网来源：上海交通大学

2025-01-03 14:56:12

权利要求

1.一种铝液在线除杂除气装置，包括箱体，箱体具有处理腔，在箱体的一侧设置有连通处理腔的抽真空结构，在箱体的一侧开设有铝液进口和铝液出口，其特征在于，处理腔包括由隔板分隔开的前处理腔和后处理腔，所述前处理腔与铝液进口相连通，所述后处理腔与铝液出口相连通，且所述前处理腔和后处理腔在顶部相通，在所述前处理腔的腔底和后处理腔的腔底分别设置前处理转子和后处理转子。

2.根据权利要求1所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述铝液进口在高度方向上不超过前处理转子的最低出气口。

3.根据权利要求1所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述箱体的一侧设置有流槽，所述流槽的侧壁紧贴所述箱体外壁，在紧贴所述箱体的流槽的侧壁上开有对准铝液进口的前槽口和对准铝液出口的后槽口。

4.根据权利要求3所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，在所述流槽上、沿着铝液的流动方向，设置有位于前槽口和后槽口之间的前挡板。

5.根据权利要求4所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，在所述流槽上、沿着铝液的流动方向，还设置有位于后槽口后方的后挡板。

6.根据权利要求1所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述前处理转子的高度不超过所述前处理腔高度的一半。

7.根据权利要求6所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述后处理转子的高度不超过所述后处理腔高度的一半。

8.根据权利要求1所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，在所述后处理腔的上部、位于所述隔板的一侧设置有引流板，所述引流板、隔板与所述箱体内壁之间形成铝液从前处理腔流到后处理腔内的流体通道，流体通道的出口与铝液出口位于箱体的不同侧。

9.根据权利要求1所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述前处理腔的中部或上部设置有混流区域，混流区域的腔体内径大于前处理腔其他区域的内径。

10.根据权利要求9所述的一种铝液在线除杂除气装置，其特征在于，所述混流区域在竖直方向起始于所述前处理转子的顶部。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于铝加工技术领域，具体涉及一种铝液在线除杂除气装置。

背景技术

[0002]熔铸车间熔融铝合金的含氢量及非金属夹杂会严重影响铸件的质量，通常在冷凝过程中，随着氢的溶解度的降低，氢气来不及从溶液中逸出，非金属夹杂也来不及在进人结晶器前漂浮至液面，就会在后续轧制工艺中，造成板材、箔材表面白点、针孔增多，材料的机械性能下降，最终导致产品报废，所以必须对铝合金熔液进行除气净化处理。

[0003]现有的在线旋转喷吹装置，例如CN106119564A公开的一种铝水除气机，其采用一个腔体两个转子进行除气，除气完全、效率高。

[0004]虽然上述的除气机在一定程度上提高了除气效率，但是对于杂质去除效率低，尤其是对于再生铝的熔体处理，当废铝添加量大，例如大于30%,无法实现理想的除杂除气效果，导致产品质量不合格。

发明内容

[0005]本发明的目的是为了解决现有的除气机所存在的上述缺陷，提供一种铝液在线除杂除气装置，具有更优异的除杂除气效果，尤其适用于废铝添加量大的再生铝的熔体处理。

[0006]本发明采用如下的技术方案：

一种铝液在线除杂除气装置，包括箱体，箱体具有处理腔，在箱体的一侧设置有连通处理腔的抽真空结构，在箱体的一侧开设有铝液进口和铝液出口，处理腔包括由隔板分隔开的前处理腔和后处理腔，所述前处理腔与铝液进口相连通，所述后处理腔与铝液出口相连通，且所述前处理腔和后处理腔在顶部相通，在所述前处理腔的腔底和后处理腔的腔底分别设置前处理转子和后处理转子。

[0007]上述方案中，通过石墨转子，通入惰性气体，利用惰性气体在熔铸温度下不与铝液发生化学反应，也不溶于铝熔体中的性质，通过高速旋转的石墨转子将其喷吹人铝液中形成大量连续的细小气泡。当惰性气体气泡从熔腔底层上升，由于在这些气泡中氢分压为零，熔体中的氢就不断地向气泡扩散。在气泡上浮过程中，遇到非金属夹杂物时，由于表面张力的作用，夹杂物就粘附在气泡表面上，这些夹杂物随着气泡的上浮而排除，从而使铝液得以彻底净化。

[0008]本方案中，首先，设置两个处理腔，包括前处理腔和后处理腔，所述前处理腔与铝液进口相连通，所述后处理腔与铝液出口相连通，待处理的铝液依次经过前、后处理腔，经过处理后再排放。这样相比现有技术中的处理设备，延长了处理路径，使得惰性气体能够与铝液充分接触，杂质可以充分吸附在气泡上，除气除杂效果都提升比较明显。

[0009]再者，本方案在设置两个处理腔的前提下，每个处理腔内各设置一个石墨转子，以增加喷气、搅拌的程度，进一步保证惰性气体能够与铝液充分接触，进一步提升处理效果。

[0010]再三，本方案还在上述两者基础上，将每个处理腔内的石墨转子设在对应处理腔的底部，并且铝液进口和铝液出口也设置在箱体侧壁的下部，这样可以保证进入的待处理铝液在前处理腔内始终会先经过石墨转子的布气区域，再上行，然后在后处理腔内，下部产生的气泡上浮，穿过从前处理腔过来的铝液，小气泡不断吸氢，并在过程中杂质充分吸附在气泡表面，处理后的铝液再从铝液处理流出，更进一步提升处理效果。

[0011]还可以进一步优选地，铝液进口在高度方向上不超过前处理转子的最低出气口，这样更有利于惰性气体与铝液的充分接触。

[0012]作为优选，所述箱体的一侧设置有流槽，所述流槽的侧壁紧贴所述箱体外壁，在紧贴所述箱体的流槽的侧壁上开有对准铝液进口的前槽口和铝液出口的后槽口。

[0013]作为优选，在所述流槽上、沿着铝液的流动方向，设置有位于前槽口和后槽口之间的前挡板和位于后槽口后方的后挡板。

[0014]作为优选，所述前处理转子的高度不超过所述前处理腔高度的一半。

[0015]作为优选，所述后处理转子的高度不超过所述后处理腔高度的一半。

[0016]作为优选，在所述后处理腔的上部、位于所述隔板的一侧设置有引流板，所述引流板、隔板与所述箱体内壁之间形成铝液从前处理腔流到后处理腔内的流体通道，流体通道的出口与铝液出口位于箱体的不同侧。

[0017]作为优选，所述前处理腔的中部或上部设置有混流区域，混流区域的腔体内径大于前处理腔其他区域的内径。

[0018]作为优选，所述混流区域在竖直方向起始于所述前处理转子的顶部。

[0019]通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过设置两个处理腔，并分别布置转子，对铝液的除气除杂效果更好，尤其适用于再生铝熔体的处理，同时本发明的设置可以在线对铝液进行处理，大大提高了处理效率。

附图说明

[0020]图1为本发明实施例1所示铝液在线除杂除气装置的立体结构示意图。

[0021]图2为本发明实施例1所示铝液在线除杂除气装置的处理腔内部结构示意图。

[0022]图3为本发明实施例1所示铝液在线除杂除气装置的处理腔内部结构平面示意图。

[0023]图4为本发明实施例2所示铝液在线除杂除气装置的处理腔内部结构示意图。

[0024]图5为本发明实施例3所示铝液在线除杂除气装置的处理腔内部结构示意图。

[0025]图中，10-箱体、20-抽真空结构、101a-前处理腔、102b-后处理腔、102-铝液进口、103-铝液出口、104-动力腔、105-混流区域、30-隔板、401-前处理转子、402-后处理转子、50-流槽、501-前槽口、502-后槽口、601-前挡板、602-后挡板、70-引流板701-流体通道、702-出口。

具体实施方式

[0026]下面结合附图和具体实施案例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

[0027]需要说明的是，以下的实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照下述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的范围。

[0028]实施例1

本实施例提供一种铝液在线除杂除气装置，该装置对铝液中的氢气以及一些非金属杂质进行在线去除。如图1所示，该装置包括一个箱体10，箱体10内部具有处理腔，处理腔相对密封，在箱体10的其中一个侧壁是可以打开的，与相邻侧壁直接铰接，并且关闭之后与相邻侧壁之间是密封状态。

[0029]在箱体10的一侧设置有连通处理腔的抽真空结构20，对箱体10内进行抽气，在除气除杂过程中持续抽走气体，保证在线除杂除气的稳定进行。抽真空结构20采用现有的抽真空机，一般包括与箱体10连通的管路和真空泵。

[0030]在箱体10的一侧下部开设有铝液进口102和铝液出口103，处理腔包括由隔板30分隔开的前处理腔101a和后处理腔101b，所述前处理腔101a与铝液进口102相连通，所述后处理腔101b与铝液出口103相连通，且所述前处理腔101a和后处理腔101b在顶部相通，在所述前处理腔101a的腔底和后处理腔101b的腔底分别设置前处理转子401和后处理转子402。前处理转子401和后处理转子402都采用石墨转子，在箱体10的底部设置有动力腔104，动力腔104内布置有为对应的石墨转子提供动力的两个驱动件。石墨转子还通过气管连通惰性气体。在石墨转子转动的同时，持续向箱体10的处理箱内通入惰性气体。箱体10内部的结构参见图2。在进入持续在线除杂除气后，待处理的铝液从铝液进口102进入到前处理腔101a，再经过后处理腔101b后，从铝液出口103流出，完成在线除杂除气。

[0031]在本实施例中，所述前处理转子401的高度低于所述前处理腔101a高度的一半，所述后处理转子402的高度低于所述后处理腔101b高度的一半。由于本实施例中，前处理转子401和后处理转子402都是设置在对应的腔底部，铝液进口102在高度方向上不超过前处理转子401的最低出气口。在这种情况下，从铝液进口102流进的铝液在上行流入到后处理腔101b的过程中，会先经过前处理转子401的出气位置，与惰性气体进行充分的接触，在接触之后，上行到前处理转子401的上端，此时，借助前处理转子401旋转带动的铝液流的扰动，对铝液进行再混合，这样相比前处理转子401或惰性气体的直接的搅动，更有利于非金属杂质在气泡表面的粘附，气泡在上浮至隔板30顶端位置，铝液进入到后处理腔101b的同时，气泡被抽真空结构吸走，同时带走吸附在表面的杂质，使得非金属杂质的去除效果更好。后续，铝液进入到后处理腔101b继续进行二次除气除杂处理。

[0032]铝液从后处理腔101b的顶部进入到后处理腔101b，由后处理腔101b下部的铝液出口103流出。如果后处理转子402过高，铝液过早与惰性气体接触形成气泡，随即气泡上浮被抽走，这样并不利于非金属杂质在气泡表面的吸附。本实施例中，后处理转子402的高度低于所述后处理腔101b高度的一半，铝液在达到后处理腔101b中下部才充分与惰性气体接触，形成大量气泡，气泡上浮、铝液下行，在这过程中气泡表面就能充分吸附铝液中的杂质。

[0033]在本实施例中，所述箱体10的一侧设置有流槽，所述流槽的侧壁紧贴所述箱体10外壁，在紧贴所述箱体10的流槽的侧壁上开有对准铝液进口102的前槽口501和铝液出口103的后槽口502。流槽接收前工序的待处理铝液，铝液经过前槽口501，由铝液进口102进入到前处理腔101a，随后由前处理腔101a进入到后处理腔101b，在经过前、后处理腔101b内石墨转子作用后，由铝液出口103经过后槽口502流入到流槽，即完成除杂除气处理，进入到后续的工序。这一方式可以实现铝液持续在线处理，大大提高了处理效率。

[0034]在另一具体实施方式中，在所述流槽上、沿着铝液的流动方向，设置有位于前槽口501和后槽口502之间的前挡板601，以阻断流槽中前槽口501与后槽口502之间铝液的流通，前挡板601可以提起，根据需要开启流道。本实施方式中还在位于后槽口502后方设置后挡板602，同样，后挡板602也可以提起，当需要对后槽口502后方的流道进行阻断时，放置后挡板602，例如在起始时，对箱体10内的铝液进行填满，可以打开前挡板601，放置后挡板602。或者在需要对某些需要长时间进行除气除杂的液体，可以放置后挡板602，延长液体在箱体10内的滞留时间。

[0035]实施例2

本实施例提供的一种铝液在线除杂除气装置，是在实施例1的基础上进行的优化改进。与实施例1的不同在于，本实施例中，在所述后处理腔101b的上部、位于所述隔板30的一侧设置有引流板70，所述引流板70、隔板30与所述箱体10内壁之间形成铝液从前处理腔101a流到后处理腔101b内的流体通道701，流体通道701的出口702与铝液出口103位于箱体10的不同侧。如果按照图2中所示的来设置，那么，靠近铝液出口103一侧的铝液，可能会沿着箱体10内壁下行，由铝液出口103流出，使得这部分铝液的处理效果差，从而影响整体的处理效果。本实施例中，参见图3，设置引流板，将前处理腔101a过来的铝液引流到铝液出口103的相对侧，保证铝液从铝液出口103流出之前，都充分经过石墨转子的搅拌作用，与惰性气体充分接触。引流板形成流体通道及出口的这种方式，还缩小了从前处理腔101a进入到后处理腔101b的通过口，使得在抽真空结构20作用下从后处理腔101b出来的气泡，能够与铝液进行更为充分的接触，更有利于杂质的吸附。

[0036]实施例3

本实施例提供的一种铝液在线除杂除气装置，是在实施例1的基础上进行的优化改进。与实施例1的不同在于，参见图4，本实施例中，所述前处理腔101a的中部设置有混流区域105，混流区域105的腔体内径大于前处理腔101a其他区域的内径。混流区域105在竖直方向起始于所述前处理转子401的顶部。通过混流区域105的设置，改变上行的铝液流的扰动方向，有利于气泡上行过程中与铝液更为充分的接触，这样尤其有利于杂质在气泡表面的吸附，从而进一步提高铝液的处理效果。

说明书附图(5)