專利名稱：一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法和裝置的制作方法
一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法和裝置
技術領域：
本發明涉及金屬精煉或重熔的一般方法技術領域，具體地說，是一種頂角復吹式
鋁熔體除氣方法和裝置。背景技術：
鋁熔體的凈化是保證純鋁及其合金冶金質量的關鍵技術，降低鋁熔體中的氫含量
是鋁熔體凈化的主要目的之一。目前，大多數鋁熔體除氫凈化方法都是以氣泡浮游理論為
基礎的，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，并隨氣泡上浮至熔體 液面逸出，從而達到除氫的目的。 根據氣體導入方式的不同，鋁熔體除氫凈化方法又分為單管法、多孔吹頭法、固定
噴頭法和旋轉噴吹法。其中旋轉噴吹法利用旋轉的噴頭將氣體破碎成細小的氣泡，使之彌
散分布在熔體中，因而獲得了較好的凈化效果，成為目前國內外通用的鋁熔體除氣方法。 中國專利文獻CN1693495A公開了一種鋁合金熔體凈化的方法，該方法是一種頂
底復吹式的鋁熔體除氣凈化方法，即在除氣箱上部采用旋轉噴吹方式將惰性氣體吹入鋁熔
體中，同時通過除氣箱底部安裝的透氣磚將惰性氣體從底部吹入熔體，以保證熔池中氣體
的均勻分布，提高除氫效果。另外，蔣海燕的"脈沖進氣旋轉噴吹技術的水力模擬"一文，《中
國有色金屬學報》2002年第12巻第1期，第44-47頁對鋁合金熔體除氫旋轉脈沖噴吹方法
進行了介紹，該項技術可使氣泡直徑變小，增加氣泡與熔體接觸的表面積，有利于提高除氫效果。 上述兩種方法相對傳統的旋轉噴吹法具有一定的優勢，但是，它們對整個除氣箱 內鋁熔體的除氫仍存在一定的局限氣泡以射流的方式從旋轉噴頭的噴孔進入鋁熔體中， 造成除氣箱內中心區域氣含量較高，而邊角區凈化氣體含量很少，尤其是當除氣箱尺寸較 大時，氣體介質達不到邊角區，這樣，邊角區域的鋁熔體不能與足夠數量的氣泡進行充分接 觸，導致除氣箱邊角區域的鋁熔體除氣效果較差。為了改善邊角區氣體分布的情況，需要提 高旋轉噴頭的轉速，但這又會導致鋁熔體液面的波動加劇，熔體吸氫情況加劇，不利于鋁熔 體的凈化。
發明內容
本發明的目的在于改進現有技術的不足，提供一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法， 在降低旋轉噴頭轉速的同時使除氣箱內的鋁熔體與氣泡充分接觸，避免液面波動造成吸 氫，顯著提高除氣效果。 本發明的再一的目的是，提供一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法采用的裝置。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案是 —種頂角復吹式鋁熔體除氣方法，包括將惰性氣體從旋轉噴吹裝置的頂部進氣孔 吹入到鋁熔體中，同時將惰性氣體從除氣箱四個邊角處設置的噴氣裝置中的周邊進氣孔 吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔體中，所述的旋轉噴吹裝置中的轉子旋轉速度為100-400r/miru 所述的旋轉噴吹裝置的噴吹轉子氣體流量1.0-3.0mVh，轉子旋轉速度為
100-200r/min，四個邊角處噴氣裝置通氣量0. 5_1. OmVh，處理時間15min。 所述的旋轉噴吹裝置的噴吹轉子氣體流量3.0-5.0mVh，轉子旋轉速度為
200-250r/min，四個邊角處噴氣裝置通氣量1. 0_2. OmVh，處理時間15min。 所述的旋轉噴吹裝置的噴吹轉子氣體流量5.0-6.0mVh，轉子旋轉速度為
300-400r/min，四個邊角處噴氣裝置通氣量2. 0_3. OmVh，處理時間15min。 為實現上述第二個目的，本發明采取的技術方案是 頂角復吹式鋁熔體除氣方法采用的裝置，包括除氣箱本體，除氣箱本體中間設有 旋轉噴吹裝置，所述的旋轉噴吹裝置包括旋轉桿和旋轉噴頭，所述的除氣箱本體四個邊角 處設置的噴氣裝置，噴氣裝置包括噴氣管，噴氣管上端設有周邊進氣孔，噴氣管的管體上設 有若干個吹氣孔。 所述，噴氣管材質采用的是石墨或陶瓷。
所述，噴氣管直徑范圍lOmm-lOOmm。 所述，噴氣管的管體上的吹氣孔的分布自下向上由密至疏排列，吹氣孔的直徑范 圍0. 5mm_3mm0 本發明的積極效果是(l)采用頂角復吹方式，實現了整個熔池中氣泡的均勻分 布，使得除氣箱中心主體區和邊角區的鋁熔體能夠與足夠數量的氣泡進行充分接觸，從而 達到高效除氫的目的；(2)由于在除氣箱邊角處設置噴氣裝置，改善了除氣箱內邊角區的 氣體分布狀況，相應地可采用較低的旋轉噴頭轉速，減少了液面波動，有利于減少吸氫現象 的產生，熔體中氣體去除率可達50-60% ，處理后的鋁熔體氣含量最低可達0. 08ml/100g鋁 液；(3)此外除氣箱邊角處氣體的引入推動了熔體流動死區中的鋁熔體流動，并與周圍鋁 液產生交換，可以有效解決由于邊角區熔體細化變質衰退引起的晶粒粗大等問題。
附圖1是頂角復吹式鋁熔體除氣方法中所使用的除氣箱的結構示意圖 附圖2是頂角復吹式鋁熔體除氣方法中所使用的除氣箱的結構俯視圖, 圖中的標號分別為
1、除氣箱本體 3、旋轉桿
5、噴氣管 7、頂部進氣孔 9、轉動驅動機構 20、角部噴氣裝置
2、鋁熔體
4、旋轉噴頭
6、吹氣孔
8、周邊進氣孔
10、旋轉噴吹裝置
具體實施方式
下面結合附圖對本發明提供的一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法和裝置的具體實
施方式作詳細說明。
實施例1
請參看圖1，圖1是頂角復吹式鋁熔體除氣方法中所使用的除氣箱的結構示意圖， 所述的除氣箱包括除氣箱本體l，除氣箱本體1中間設有旋轉噴吹裝置，所述的旋轉噴吹裝 置由轉動驅動機構9驅動，旋轉噴吹裝置包括旋轉桿3和旋轉噴頭4。所述的旋轉桿3通過 螺紋與轉動驅動機構9相連，旋轉桿3上端設有頂部進氣孔7，下端通過螺紋與旋轉噴頭4 相連。惰性氣體經頂部進氣孔7導入到旋轉桿3中，再經旋轉噴頭4上的周邊噴氣孔在旋 轉時噴入到鋁熔體中。所述的除氣箱本體l四個邊角處設置的噴氣裝置，噴氣裝置包括噴 氣管5，噴氣管5材質采用的是石墨，噴氣管5的管直徑是50mm。噴氣管5上端設有周邊進 氣孔8，噴氣管5的管體上設有若干個吹氣孔6。所述的吹氣孔6的分布自下向上由密至疏 排列，吹氣孔6的直徑是2mm。惰性氣體經周邊進氣孔8導入到噴氣管5中，再經噴氣管上 開設的吹氣孔6吹入到鋁熔體中。除氣箱本體l中容置鋁熔體2，所述的頂部進氣孔7和周 邊進氣孔8的遠端連接輸惰性氣體的裝置(未標示)。請參看圖2，圖2是頂角復吹式鋁熔 體除氣方法中所使用的除氣箱的結構俯視圖，旋轉噴吹裝置10設置在除氣箱本體1中間， 噴氣裝置20設置在除氣箱本體1的四個邊角處。 需要說明的是噴氣管5的管直徑范圍是lOmm-lOOmm，噴氣管5材質也可以采用陶 瓷。吹氣孔6的直徑范圍0. 5mm-3mm。
實施例2 請參看圖l，將除氣箱本體1中的頂部進氣孔7和周邊進氣孔8的遠端連接到輸
惰性氣體的裝置上，惰性氣體從頂部進氣孔7，經過旋轉桿3和旋轉噴頭4吹入到鋁熔體2
中，同時惰性氣體從周邊進氣孔8，經過噴氣管5和吹氣孔6吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔
體2中。所述的旋轉噴頭4中的轉子氣體流量1. 0-3. OmVh，轉子旋轉速度為100-200r/
min，四個邊角處噴氣裝置通氣量0. 5-1. OmVh，處理時間15min，處理后鋁液氣體去除率為
45-50%。 實施例3 請參看圖l，將除氣箱本體1中的頂部進氣孔7和周邊進氣孔8的遠端連接到輸
惰性氣體的裝置上，惰性氣體從頂部進氣孔7，經過旋轉桿3和旋轉噴頭4吹入到鋁熔體2
中，同時惰性氣體從周邊進氣孔8，經過噴氣管5和吹氣孔6吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔
體2中。所述的旋轉噴頭4中的轉子氣體流量3. 0-5. OmVh，轉子旋轉速度為200_250r/
min，四個邊角處噴氣裝置通氣量1. 0-2. OmVh，處理時間15min，處理后鋁液氣體去除率為
50-60%。 實施例4 請參看圖l，將除氣箱本體1中的頂部進氣孔7和周邊進氣孔8的遠端連接到輸 惰性氣體的裝置上，惰性氣體從頂部進氣孔7，經過旋轉桿3和旋轉噴頭4吹入到鋁熔體2 中，同時惰性氣體從周邊進氣孔8，經過噴氣管5和吹氣孔6吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔 體2中。所述的旋轉噴頭4中的轉子氣體流量5. 0-6. OmVh，轉子旋轉速度為300_400r/ min，四個邊角處噴氣裝置通氣量2. 0-3. OmVh，處理時間15min，處理后鋁液氣體去除率為 40-45%。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員，在不脫離本發明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為 本發明的保護范圍。
權利要求
一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法，包括將惰性氣體從旋轉噴吹裝置的頂部進氣孔吹入到鋁熔體中，其特征在于，同時將惰性氣體從除氣箱四個邊角處設置的噴氣裝置中的周邊進氣孔吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔體中，所述的旋轉噴吹裝置中的轉子旋轉速度為100-400r/min。
2. 根據權利要求1所述的頂角復吹式鋁熔體除氣方法，其特征在于，所述的旋轉噴吹 裝置的噴吹轉子氣體流量1. 0-3. OmVh，轉子旋轉速度為100-200r/min，四個邊角處噴氣裝 置通氣量0. 5-1. 0mVh，處理時間15min。
3. 根據權利要求1所述的頂角復吹式鋁熔體除氣方法，其特征在于，所述的旋轉噴吹 裝置的噴吹轉子氣體流量3. 0-5. OmVh，轉子旋轉速度為200-250r/min，四個邊角處噴氣裝 置通氣量1. 0-2. 0mVh，處理時間15min。
4. 根據權利要求1所述的頂角復吹式鋁熔體除氣方法，其特征在于，所述的旋轉噴吹 裝置的噴吹轉子氣體流量5. 0-6. OmVh，轉子旋轉速度為300-400r/min，四個邊角處噴氣裝 置通氣量2. 0-3. 0mVh，處理時間15min。
5. 權利要求1所述的頂角復吹式鋁熔體除氣方法采用的裝置，包括除氣箱本體，除氣 箱本體中間設有旋轉噴吹裝置，所述的旋轉噴吹裝置包括旋轉桿和旋轉噴頭，其特征在于，所述的除氣箱本體四個邊角處設置的噴氣裝置，噴氣裝置包括噴氣管，噴氣管上端設有周 邊進氣孔，噴氣管的管體上設有若干個吹氣孔。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，噴氣管材質采用的是石墨或陶瓷。
7. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，噴氣管直徑范圍lOmm-lOOmm。
8. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，噴氣管的管體上的吹氣孔的分布自下向 上由密至疏排列，吹氣孔的直徑范圍0. 5mm-3mm。
全文摘要
本發明涉及一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法，包括將惰性氣體從旋轉噴吹裝置的頂部進氣孔吹入到鋁熔體中，同時將惰性氣體從除氣箱四個邊角處設置的噴氣裝置中的周邊進氣孔吹入到除氣箱邊角區域的鋁熔體中，所述的旋轉噴吹裝置中的轉子旋轉速度為100-400r/min。本發明還提供了一種頂角復吹式鋁熔體除氣方法采用的裝置，包括除氣箱本體，所述的除氣箱本體四個邊角處設置的噴氣裝置，噴氣裝置包括噴氣管，噴氣管上端設有周邊進氣孔，管體上設有若干個吹氣孔。本發明的積極效果是采用頂角復吹方式，實現了整個熔池中氣泡的均勻分布，使得除氣箱中心主體區和邊角區的鋁熔體能夠與足夠數量的氣泡進行充分接觸，從而達到高效除氫的目的。
文檔編號C22B21/06GK101768671SQ20091004493
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月6日 優先權日2009年1月6日
發明者孫會 申請人:上海電機學院