[发明专利]一种轻合金在线复合熔体处理的方法

说明书

本发明涉及一种轻合金在线复合熔体处理的方法，是在轻合金熔体精炼过程中，通过气体净化室结构的设计，以与净化气泡流相反的方向，引导熔体流至上而下流动，采用偏置旋转喷吹的方法，同时净化室底部通过透气砖吹入净化气体，净化气泡捕获的熔体中的杂质后，上浮到溶剂层，溶剂能吸附气体和杂质，避免它们再次进入到熔体中。处理完的熔体自下而上经过过滤器，能高效去除熔体中的气体和杂质。本发明解决了在线精炼过程中液面产生漩涡和震动、净化盲区、液面杂质进入熔体的难题，并延长过滤器的使用寿命，便于更换。实现对轻金合金熔体进行在线高效净化处理，大大提高熔体精炼质量和精炼效率及节约成本。

技术领域

本发明涉及的是一种金属净化处理的一种方法，特别是一种轻合金在线复合熔体处理的方法，属于冶金领域。

背景技术

轻金属及其合金熔体的净化处理是确保熔体冶金质量的关键技术。当前熔体净化处理主要是依据气泡浮游理论发展的各种方法，它是通过向轻金属及其合金熔体吹入大量净化气泡，对于熔体中氢气的去除，是通过熔体和气泡之间的分压差，使熔体中的氢气不断的扩散到气泡中，并随气泡上浮到熔体液面而逸出；而对于熔体中的非金属夹杂物的去除，则是通过气泡上浮过程中与夹杂物相接触，它对夹杂物的润湿性比熔体要大，从而吸附夹杂物上浮带入表面渣层进行脱除。

经对现有技术的文献检索发现，旋转喷吹技术已成为国内外通用的轻金属及其合金熔体净化处理技术。上海交通大学开发出“铝合金熔体净化法”参见专利申请号：0510026593.X，该净化装置上部使用旋转喷吹的方法将净化气体吹入铝熔体中，同时装置的底部安装透气砖将净化气体吹入熔体。上海机电学院开发出“一种顶角复吹式铝熔体除气方法和装置”参见专利申请号：0910044935.9，该净化装置将净化气体从旋转装置吹入到铝熔体，同时净化气体还从净化装置的周边进气孔吹入铝熔体。上海交通大学开发出“镁熔体净化装置”参见专利申请号：0910048993.9，该净化装置采用旋转吹气法对镁熔体进行净化处理。这些方法净化室体积较大，为方形，精炼过程中净化室的周边和边角区域的熔体不能与足够数量的气泡相接触，出现了净化盲区；另外，这些方法都属于中心旋转喷吹，为了得到更细小和更好的气泡分布状况，往往需要采用高速旋转来实现。但随着转速的提高，熔体液面会出现漩涡和震动，熔体液面的保护膜被破坏，表面的熔渣和空气会进入到熔体中，增加了熔体的杂质；空气与熔体发生反应，即烧损了熔体，又生成了更多的氢和夹杂。实际生产中，为了防止液面漩涡的产生，通常在转子附近设置挡板。但熔体精炼时，熔体温度很高，转子旋转速度很快，熔体对挡板的冲刷腐蚀作用很强，挡板工作的环境很恶劣，使用寿命不高，成本较高，并且脱落的材料侵入到熔体中会造成污染，最终影响熔体的品质。苏州博能炉窑科技公司开发出“一种除气装置的扰流结构”参见专利申请号：201210414279.9，该装置在除气池内衬四面各设置一块凸起的扰流块，用来消除液面漩涡。该方法增加了除气池的复杂程度，同时也没有解决扰流块易被冲刷脱落进入熔体的难题。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供一种轻合金在线复合熔体处理的方法，低成本、高效率、大幅度提高熔体的纯净度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明通过气体净化室结构的设计，以与净化气泡流相反的方向，引导熔体流至上而下地通过净化室，采用偏置旋转喷吹的方法精炼熔体，确保熔体液面稳定，得到更细小、分布更均匀、在熔体中停留的时间更长的净化气泡，气泡充满净化室内任空间并与熔体充分接触，最终达到连续高效净化熔体的效果。净化气泡捕获的熔体中的杂质后，上浮到溶剂层，溶剂能吸附气体和杂质，避免它们再次进入到熔体中。处理完的熔体自下而上经过过滤器，能高效去除熔体中的气体和杂质。

熔体精炼时旋转喷吹装置偏离净化室中心的距离与净化室的尺寸、熔体的容量、转子的旋转速度、净化气体的气流量自适应，确保熔体液面稳定，得到更细小、分布更均匀、在熔体中停留的时间更长的净化气泡。