專利名稱：一種3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解行業(yè)鑄造除氣方法，具體地說是涉及一種3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法。
背景技術(shù)：
在線除氣是各大鋁加工企業(yè)熔鑄重點(diǎn)研究和發(fā)展的對象，典型的在線除氣方法有透氣塞過流除氣，固定噴嘴方式的MINT除氣。由于以上裝置是在底部進(jìn)行吹氣精煉，精煉效果差，精煉氣體不能以微小的氣泡帶動鋁液中的氣體快速上移排出鋁液，在鑄造過程中經(jīng)常會產(chǎn)生裂紋、縮松、針狀氣孔、夾雜、殘留液較多等鑄造缺陷。員工勞動強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量低，產(chǎn)品成品率只有60％左右，鑄造缺陷多，扁錠裂紋傾向大，不利于大批量自動化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種提高除氣效率，提高除氣質(zhì)量，消除扁錠裂紋、縮松、針狀氣孔、夾雜等鑄造缺陷的在3104鋁合金扁錠鑄造流程中除氣溜槽段設(shè)置除氣轉(zhuǎn)子利用旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，在旋轉(zhuǎn)剪切力的作用下，將氣體剪切成微小的氣泡，彌散在熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面排氣并除渣的3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法。
本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法包括傾動式保溫爐、回轉(zhuǎn)溜槽、除氣溜槽、設(shè)置在除氣溜槽段的除氣裝置、除氣柜、氬氣管路、氯氣管路、氮?dú)夤苈?、混合氣體管路和氣源構(gòu)成，所述的在線除氣除渣精煉方法是用設(shè)置在除氣溜槽段的除氣裝置的6個(gè)除氣轉(zhuǎn)子端部的旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，在旋轉(zhuǎn)剪切力的作用下，將氣體剪切成微小的氣泡，彌散在熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面排氣并除渣；其工藝條件為6個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體流量為75～360sl/min；氣體壓力180KPa～690KPa；除氣時(shí)溜槽(4)的鋁液液位高度25mm～225mm，液位高度＜150mm時(shí)結(jié)束除氣處理；除氣時(shí)溜槽(4)預(yù)熱溫度為695℃，除氣溫度為735℃。
本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果1、利用轉(zhuǎn)子分配氣體到鋁液中，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將氣體均勻的分布到鋁液中，大量的微小氣泡將鋁液中的氣體帶到鋁液表面除去。2、使用機(jī)械除氣裝置自動除氣，減輕了員工的勞動強(qiáng)度。3、使用擋板將鋁液密封隔離，提高了除氣效率。4、提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成品率。5、設(shè)定了安全除氣溜槽液位高度，當(dāng)溜槽液位達(dá)到除氣高度時(shí)自動打開進(jìn)氣閥，當(dāng)溜槽液位低于設(shè)定值時(shí)，除氣結(jié)束，除氣裝置自動進(jìn)行除掃，吹掃結(jié)束后除氣裝置自動升高到中間位置等待清理，增加了安全性。6、高流量用來吹開轉(zhuǎn)子中的渣子或鋁液，保證轉(zhuǎn)子中各氣孔暢通，保證了氣體流量，減少了扁錠裂紋、縮松、針狀氣孔、夾雜等鑄造缺陷，提高了鋁液質(zhì)量，提高了鋁合金扁錠產(chǎn)品質(zhì)量，采用HDA一III測氫儀測氣，在線除氣裝置前部測氫含量為0.22mL/100gAl，在線除氣裝置后部，氫含量為0.089mL/100gAl。除氣率達(dá)到59.5％；降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高工人的工作效率。降低了扁錠生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本每噸降低30元，扁錠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成品率提高了33％，提高了經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明在線除氣技術(shù)適用于鋁及鋁合金扁錠鑄造生產(chǎn)。


本發(fā)明有如下附圖
圖1為本發(fā)明在線除氣除渣精煉結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明在線除氣除渣精煉裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明在線除氣除渣精煉裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、傾動式保溫爐；2、回轉(zhuǎn)溜槽；3、除氣裝置；4、除氣溜槽；5、過濾裝置；6、分配溜槽；7、除氣柜；8、氬氣管路；9、氯氣管路；10、氮?dú)夤苈罚?1、混合氣體管路；12、氣源(氯氣、氬氣、氮?dú)?；13、除氣轉(zhuǎn)子；14、為擋板；15、灰塵收集系統(tǒng)；16、驅(qū)動裝置；17、密封罩；18、提升系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法包括傾動式保溫爐1、回轉(zhuǎn)溜槽2、設(shè)置在除氣溜槽4段的除氣裝置3、除氣溜槽4、過濾裝置5、分配溜槽6、除氣柜7、氬氣管路8、氯氣管路9、氮?dú)夤苈?0、混合氣體管路11和氣源12構(gòu)成，所述的在線除氣除渣精煉方法是用設(shè)置在除氣溜槽4段的除氣裝置3的6個(gè)除氣轉(zhuǎn)子13端部的旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，在旋轉(zhuǎn)剪切力的作用下，將氣體剪切成微小的氣泡，彌散在熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面除氣并除渣；其工藝條件為6個(gè)轉(zhuǎn)子13的氣體流量為75～360sl/min；氣體壓力180KPa～690KPa；除氣時(shí)除氣溜槽4的鋁液液位高度25mm～225mm，液位高度＜150mm時(shí)結(jié)束除氣處理；除氣時(shí)除氣溜槽4預(yù)熱溫度為695℃，除氣溫度為735℃。
所述的除氣處理時(shí)6個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體流量為45sl/min。
所述的6個(gè)轉(zhuǎn)子中6號轉(zhuǎn)子只給予氬氣，1號到5號轉(zhuǎn)子給予氬氣和氯氣的混合氣。
所述的6號轉(zhuǎn)子氬氣流量為12～60sl/min，混合氣體中氯氣流量為0.2sl/min～≥0.9sl/min。
實(shí)施例1。
所述的3104鋁合金扁錠鑄造工藝步驟為從電解車間用抬包將電解原鋁倒入熔煉爐內(nèi)之前進(jìn)行降溫靜置處理，再轉(zhuǎn)入熔煉爐內(nèi)，經(jīng)配料、攪拌、扒渣等熔煉處理，再轉(zhuǎn)入保溫爐內(nèi)進(jìn)一步通過爐底的13塊透氣磚除氣、除渣、靜置等精煉處理，保溫爐傾動到鑄造位置與溜槽口對接經(jīng)本發(fā)明在線除氣除渣精煉，在線過濾及分配溜槽即鑄造溜槽至結(jié)晶器自動澆鑄制得3104鋁合金扁錠；3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法包括傾動式保溫爐1、回轉(zhuǎn)溜槽2、設(shè)置在除氣溜槽4段的除氣裝置3、除氣溜槽4、過濾裝置5、分配溜槽6、除氣柜7、氬氣管路8、氯氣管路9、氮?dú)夤苈?0、混合氣體管路11和氣源12構(gòu)成，所述的在線除氣除渣精煉方法是將氣源12的氬氣、氯氣、氮?dú)馔ㄟ^氬氣管路8、氯氣管路9和氮?dú)夤苈?0送至除氣柜7混合后氣體用設(shè)置在除氣溜槽4段的除氣裝置3的6個(gè)除氣轉(zhuǎn)子13通過驅(qū)動裝置16帶動提升系統(tǒng)18從上向下深入鋁液液體中，除氣轉(zhuǎn)子13端部的旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，在旋轉(zhuǎn)剪切力的作用下，將氣體剪切成微小的氣泡，彌散在熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面排氣并除渣；其工藝條件為6個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體流量為75～360sl/min；氣體壓力180KPa～690KPa；除氣時(shí)溜槽4的鋁液液位高度25mm～225mm，液位高度＜150mm時(shí)結(jié)束除氣處理；除氣時(shí)溜槽4預(yù)熱溫度為695℃，除氣溫度為735℃。
流量設(shè)定6個(gè)轉(zhuǎn)子所需要的高流量總流量是360sl/min(760SCFH)，在線除氣氣體為氬氣與氯氣混合氣。氬氣與氯氣是由工廠的儲氣罐提供的。進(jìn)入面板的最大允許壓力是氬氣7bar(100psi)，氯氣4bar(60psi)。
氬氣流量設(shè)定氬氣流量必須連續(xù)，因此高氬氣流量為360sl/min(760SCFH)，低氬氣流量為75sl/min(165SCFH)。
氯氣流量設(shè)定從一個(gè)鑄次到下一個(gè)鑄次，氯氣流量可能需要改變。實(shí)際上，在每個(gè)鑄次之前，根據(jù)熔融金屬內(nèi)的合金、流量、堿金屬含量等參數(shù)調(diào)節(jié)氯氣設(shè)定值。氯氣流量的推薦值是根據(jù)所要求的冶金性能而定。氯氣用于干燥渣滓，除去雜質(zhì)或降低堿金屬含量。氯氣用于干燥渣滓時(shí)氯氣流量為0.2sl/min(0.43SCFH)。氯氣用于雜質(zhì)去除時(shí)，氯氣流量≥0.9sl/min(≥2.0SCFH)。
設(shè)定各轉(zhuǎn)子氣體流量氣體混合系統(tǒng)(面板)包括兩個(gè)用于處理氣體(氬氣與氯氣)的進(jìn)口與6個(gè)出口，出口將除氣除渣氣體供應(yīng)給除氣轉(zhuǎn)子。6#轉(zhuǎn)子只給予氬氣，1#到5#轉(zhuǎn)子給予氬氣與氯氣的混合氣。6個(gè)轉(zhuǎn)子所需要的低流量總流量是75sl/min(165SCFH)。氬氣低流量為12sl/min，高流量為45sl/min，額定流量為60sl/min。
設(shè)定溜槽鋁液液位高度確定適合的金屬液位可防止在工作環(huán)境中鋁液飛濺及氯氣分散。正常鑄造情況下，流槽內(nèi)最小金屬液位應(yīng)是200mm，由金屬液位傳感器發(fā)出的每個(gè)信號的過程狀態(tài)如下流槽金屬液位≥25mm由爐子的PLC發(fā)出起動信號，開始低氬氣流量；溜槽金屬液位達(dá)到≥200mm開始精煉處理；溜槽金屬液位小于150mm處理停止。
自動吹洗當(dāng)處理完成后，自動吹洗會進(jìn)行是為了除去氯氣質(zhì)量流量控制器，歧管器與每個(gè)轉(zhuǎn)子管道及石墨轉(zhuǎn)子內(nèi)的殘留氯氣。氬氣被首先在低流量情況下注入30秒，然后在高流量時(shí)持續(xù)30秒。注入氬氣最高流速是為5sl/min，穿過氯氣管道。吹洗持續(xù)大概60秒，并且在處理結(jié)束時(shí)或者處理停止時(shí)進(jìn)行。
設(shè)定除氣裝置開始或結(jié)束程序設(shè)定除氣裝置根據(jù)液位高低開始或結(jié)束除氣工作。當(dāng)液位達(dá)到25mm以上時(shí)，除氣裝置開始工作。當(dāng)金屬液位達(dá)到200mm以上時(shí)，除氣裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)金屬液位達(dá)到150mm以下時(shí)，除氣裝置結(jié)束除氣。
設(shè)定開始和結(jié)束時(shí)氣體流量在鑄造開始時(shí)，氬氣必須在較低的流量下被注入，以防止鋁水進(jìn)入注入口阻塞它們。當(dāng)金屬在流槽內(nèi)達(dá)到適合的液位，氬氣被切換到較高的流量開始除氣。
氣體壓力設(shè)定氬氣最小75psi(520kPa)；最大100psi(690kPa)
權(quán)利要求
1.一種3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法，包括傾動式保溫爐(1)、回轉(zhuǎn)溜槽(2)、設(shè)置在除氣溜槽(4)段的除氣裝置(3)、除氣溜槽(4)、除氣柜(7)、氬氣管路(8)、氯氣管路(9)、氮?dú)夤苈?10)、混合氣體管路(11)和氣源(12)構(gòu)成，其特征在于所述的在線除氣除渣精煉方法是將氣源(12)的氬氣、氯氣、氮?dú)馔ㄟ^氬氣管路(8)、氯氣管路(9)和氮?dú)夤苈?10)送至除氣柜(7)混合后氣體用設(shè)置在除氣溜槽(4)段的除氣裝置(3)的6個(gè)除氣轉(zhuǎn)子(13)端部的旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，在旋轉(zhuǎn)剪切力的作用下，將氣體剪切成微小的氣泡，彌散在熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面排氣并除渣；其工藝條件為6個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體流量為75～360sl/min；氣體壓力180KPa～690KPa；除氣時(shí)溜槽(4)的鋁液液位高度25mm～225mm，液位高度＜150mm時(shí)結(jié)束除氣處理；除氣時(shí)溜槽(4)預(yù)熱溫度為695℃，除氣溫度為735℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的除氣處理時(shí)6個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體流量為45sl/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的6個(gè)轉(zhuǎn)子中6號轉(zhuǎn)子只給予氬氣，1號到5號轉(zhuǎn)子給予氬氣和氯氣的混合氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的6號轉(zhuǎn)子氬氣流量為12～60sl/min，混合氣體中氯氣流量為0.2sl/min～≥0.9sl/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁電解行業(yè)鑄造除氣方法，具體地說是涉及一種3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法。本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造在線除氣除渣精煉方法包括傾動式保溫爐、除氣溜槽、設(shè)置在除氣溜槽段的除氣裝置、除氣柜和氣源構(gòu)成，所述的在線除氣除渣精煉方法是用除氣轉(zhuǎn)子端部的旋轉(zhuǎn)噴頭直接將氣體噴到溜槽熔體中，帶動熔體中的有害氣體和夾渣上升到熔體表面除氣并除渣；本發(fā)明的有益效果1.提高了除氣效率；2.提高了鋁液質(zhì)量；3.減少了扁錠裂紋、縮松、針狀氣孔、夾雜等鑄造缺陷；4.提高了鋁合金扁錠產(chǎn)品質(zhì)量；5.降低了工人勞動強(qiáng)度；6.降低了扁錠生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B22D11/11GK101037732SQ20071004898
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者胡俊杰, 孫繼陶, 何建濤, 魏國忠, 張新奎, 張成興, 張國林 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司