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鋁熔體在線(xiàn)除氣裝置的特性及其改進(jìn)

   日期:2010-09-28     來(lái)源:大瀝鋁材商務(wù)網(wǎng)    作者:admin    瀏覽:1201    評(píng)論:0    

         鋁合金熔體的爐內(nèi)精煉處理其凈化效果是有限的,而且熔體在流送過(guò)程中易產(chǎn)生二次污染,因此難以控制熔體中的雜質(zhì)(氫、堿性金屬、非金屬夾雜),尤其是每年6月~9月高溫多雨季節(jié),鑄錠中氣孔、夾雜等嚴(yán)重影響其內(nèi)部質(zhì)量,導(dǎo)致鋁材成品率降低。因此,在線(xiàn)除氣裝置一自是我公司熔鑄分廠重點(diǎn)研究和改進(jìn)的對(duì)象,近幾年先后對(duì)幾條鑄造線(xiàn)進(jìn)行了技術(shù)改造,加裝了三種不同的在線(xiàn)除氣裝置:
(1)在一號(hào)鑄造線(xiàn)和25 t生產(chǎn)線(xiàn)采用Aplur旋轉(zhuǎn)噴嘴除氣裝置,此后在引進(jìn)裝備的基礎(chǔ)上,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際具體情況,與供貨廠家共同設(shè)計(jì)了經(jīng)濟(jì)實(shí)用且方便的除氣裝置。
(2)5#鑄造線(xiàn)上我們加裝了自己研發(fā)的簡(jiǎn)單實(shí)用的除氣裝置,它是在流槽上用多個(gè)小轉(zhuǎn)子進(jìn)行精煉,轉(zhuǎn)子間用隔板分隔,使鑄次間無(wú)金屬存留,無(wú)需加熱保溫,運(yùn)行費(fèi)用大幅降低,除氣效果非常好;這種除氣裝置避免了一般除氣裝置金屬容積大,鑄次間放干料多或需加熱保溫,運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。
(3)制造出緊湊型除氣裝置。其寬度和高度與流槽接近,在側(cè)面下部安裝固定嘴供氣。該裝置占地極小,放干料少,操作簡(jiǎn)單,除氣效率高,在采用氬氣情況下除氣率達(dá)到36%以上,造價(jià)僅僅為傳統(tǒng)除氣裝置的1413,運(yùn)行費(fèi)用降低30%以上。今后我們將大量采用這種除氣裝置。這幾套裝置經(jīng)過(guò)在生產(chǎn)中運(yùn)行證明不僅凈化效果好,而且不污染環(huán)境。下面僅對(duì)Aplur旋轉(zhuǎn)噴嘴除氣裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹,其他除氣裝置的原理、流程等與其相似。

  1 除氣工藝流程和原理

  精煉氣體流程:惰性氣體儲(chǔ)氣罐在線(xiàn)除氣裝置氣體控制柜石墨轉(zhuǎn)子噴頭處理的鋁合金熔體進(jìn)行凈化除氣處理。

  工作原理:在保溫爐和鑄造機(jī)之間放置除氣裝置,在除氣處理池中通過(guò)旋轉(zhuǎn)的石墨轉(zhuǎn)子將吹入鋁合金熔體的氮?dú)馇兴?,形成大量的彌散氣泡,使鋁合金液與氮?dú)庠谔幚沓刂谐浞纸佑|,根據(jù)氣壓差和表面吸附原理,氣泡在熔體中吸收熔體中的氫,以及吸附氧化夾渣(大的以碰撞的方式,小的以徑向攔截方式)之后上升到熔體的表面形成浮渣。而鋁合金熔體從除氣裝置的出口(設(shè)在浮渣下部)流向鑄造機(jī),鋁合金液連續(xù)進(jìn)入除氣裝置,氮?dú)膺B續(xù)吹入,隨著凈化處理的行,達(dá)到凈化鋁合金液的目的。

  2 除氣裝置主要組成部分

  2.l 處理箱

  處理箱包括凈化室與加熱保溫室兩個(gè)內(nèi)腔,中間用SiC材質(zhì)的隔板隔開(kāi),兩室的底部連通,鋁合金液在凈化室進(jìn)行除氣除渣后,從隔板下方流入保溫室靜置保溫,保溫室采用U形硅碳捧外套碳化硅保護(hù)管浸入鋁合金液對(duì)其加熱.箱體外殼由10 mm鋼板制成,內(nèi)襯采用耐火材料整體澆注而成,在側(cè)壁上部設(shè)有觀察查、扒渣口,底部設(shè)有清渣口。處理箱前后連體為獨(dú)立的一個(gè)內(nèi)腔.便于加熱器直接傳導(dǎo),對(duì)處理后的鋁合金液進(jìn)行潛流輸送。在我公司建議下,在箱體兩側(cè)壁的下部設(shè)有清渣門(mén),不用啟動(dòng)箱蓋即可完成腔內(nèi)清渣,延長(zhǎng)了箱體內(nèi)腔的使用壽命,其保溫性能也有所提高,熱損失減小、經(jīng)加熱器的熱補(bǔ)償,完全可以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝對(duì)溫度的要求;箱體封閉性好,可以避免空氣進(jìn)入箱內(nèi),避免鋁合金液受二次污染。配有液壓傾翻裝置,鑄造工作完成后或合金更換時(shí)可以徹底放流,箱內(nèi)完全可做到徹底清空。加熱器不必長(zhǎng)時(shí)間通電保溫,可以相對(duì)降低電耗。

  2.2 升降系統(tǒng)

  為保證其精確定位采用兩個(gè)液壓缸作為升降裝置,分別用于控制石墨轉(zhuǎn)子與U形硅碳棒加熱器加熱系統(tǒng)的垂直上下運(yùn)動(dòng),并可以進(jìn)行90°水平方向旋轉(zhuǎn),液壓系統(tǒng)相對(duì)較為穩(wěn)定,定位準(zhǔn)確。

  2.3 加熱系統(tǒng)

  加熱系統(tǒng)采用浸入式加熱器,U形硅碳棒外套圓柱形的碳化硅或氮化硅保護(hù)管。在管內(nèi)設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕肌⒖梢詫?shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制、功率在2 kW26 kW范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。溫控系統(tǒng)采用最先進(jìn)的功率集成單元實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制,避免加熱器通、斷電缺少緩沖階段的缺點(diǎn),U形硅碳棒加熱器在頻繁的通斷電中,不斷受到主電流沖擊,若無(wú)緩沖階段加熱器易老化,壽命短。

  2.4 石墨轉(zhuǎn)子

  石墨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)噴嘴由高純度石墨制成,噴嘴的結(jié)構(gòu)除考慮應(yīng)打散氣泡外,還利用攪動(dòng)鋁合金熔體產(chǎn)生的離心力,使熔體進(jìn)入噴嘴內(nèi)與水平噴出的氣體均勻混合,形成氣/液流噴出,增加氣泡與鋁合金液的接觸面積和接觸時(shí)間,提高除氣凈化效果。石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)變頻器調(diào)速控制,最高可達(dá)400 rmin。石墨轉(zhuǎn)子規(guī)格為Φ150 mm250 mm,葉輪規(guī)格為Φ250 mm350 mm,高純抗氧化石墨轉(zhuǎn)子具有強(qiáng)度高、耐高溫、耐鋁流腐蝕等特點(diǎn)。在凈化除氣過(guò)程中,箱內(nèi)鋁合金液表面通入氮?dú)飧采w保護(hù),使石墨轉(zhuǎn)子露出鋁合金液的部分處于惰性氣體中,防止轉(zhuǎn)子高溫氧化,延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子的使用壽命;葉輪外形是流線(xiàn)型,可以減小旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力,葉輪與鋁合金液間產(chǎn)生的摩擦沖刷力也相對(duì)較小。

  2.5 控制系統(tǒng)

  控制系統(tǒng)包括氣體和電氣兩部分,分別設(shè)有各自的控制柜。

  (l)氣體控制:包括氮?dú)夂蛪嚎s空氣控制,設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)控制。根據(jù)實(shí)際需要,按處理/保持兩狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整氬氣供給量,并經(jīng)過(guò)電磁氣體流量計(jì)可在電腦操作畫(huà)面上看到精確的氮?dú)饬髁?,氮?dú)饬髁堪垂に囈笞詣?dòng)整定好后自動(dòng)鎖定,保證整個(gè)處理過(guò)程氮?dú)饬骶熬鶆蚍€(wěn)定,操作方便可靠。壓縮空氣主要使箱蓋與箱體之間密封,以保證熱量不大量散失。

 ?。?/span>2)電氣控制:電控部分主要有傳動(dòng)控制、溫度控制兩方面。傳動(dòng)控制單元是控制石墨轉(zhuǎn)子提升、旋轉(zhuǎn),配備變頻無(wú)極調(diào)速裝置,使轉(zhuǎn)子可以無(wú)阻礙直線(xiàn)性調(diào)速。而溫控單元主要控制加熱器的加熱功能。電控系統(tǒng)采用PLC集中控制。各種控制單元的采集參數(shù)進(jìn)入中央處理器,對(duì)各個(gè)工藝參數(shù),執(zhí)行元件通過(guò)人/機(jī)操作畫(huà)面進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)控,如有故障自動(dòng)報(bào)警,并可以遠(yuǎn)程控制。

  3 結(jié)束語(yǔ)

  目前這三種除氣裝置成功地用于我廠鑄造生產(chǎn)線(xiàn)系統(tǒng)中,設(shè)備性能穩(wěn)定,對(duì)鋁合金熔體有良好除氣凈化效果.除氣率達(dá)30%以上,使鑄錠的氣孔、夾渣等缺陷明顯下降,提高了鋁材產(chǎn)品質(zhì)量的合格率。
 

 
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