[发明专利]一种铝合金熔体净化装置

说明书

本发明涉及一种铝合金熔体净化装置，包括一级净化室和二级净化室，一级净化室和二级净化室之间通过流槽连通，二级净化室设有出铝口；所述一级净化室设有SNIF除气设备，所述二级净化室设有陶瓷过滤板，流槽连接于一级净化室和二级净化室的底部，陶瓷过滤板位于出铝口的下方；所述流槽的底部设有下透气石墨板，下透气石墨板的下方设有与供气管路连通的进气室，流槽的顶部设有上透气石墨板，上透气石墨板的上方设有气体收集室，气体收集室连接有次级供气管路。本方案中的铝合金熔体净化装置采用多级净化，在流槽段可以对经过一次除氢的铝熔体进行深度除氢，因此可以进一步提高铝熔体的除氢率。

技术领域

本发明涉及一种铝合金熔体净化装置，属于铝合金加工技术领域。

背景技术

由于铝合金在精炼后存在氢气、氧化膜、夹杂物等有害物质，尤其是氢气，在铝合金铸件中易形成气孔、疏松、夹杂等缺陷，直接影响铝合金铸件的物理性能、力学性能以及使用性能，因此必须在浇铸前除去这些有害物质。而目前铝熔体在线除氢净化方法主要依据气泡浮游理论，即在铝熔体中吹入大量气泡，利用氢在铝熔体和气泡中的分压差使铝熔体中的氢不断扩散进入气泡中，并随着气泡上浮到熔体表面而逸出，从而达到除氢目的。在无覆盖的条件下，铝熔体的除氢处理是除气-吸气的动态过程，由铝液内部除氢过程和铝液表面吸氢过程组成，除氢效果是由这两个方向相反过程的动态平衡所决定，现有技术中有采用溶剂覆盖法隔绝铝熔体表面与外界空气之间的吸氢，但会影响气泡在气液界面的扩散速度。另外，在除氢后期，由于铝熔体中氢溶度降低，氢在铝熔体和气泡中的分压差减小，当铝熔体中氢浓度降低至一定程度后，将不再具有除氢效果。因此，现有技术中的各种气浮除氢方法的除氢效果存在极限，一般除氢率只能达到40%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以进一步降低铝合金氢含量的铝合金熔体净化装置，具体方案为：

一种铝合金熔体净化装置，包括一级净化室和二级净化室，一级净化室和二级净化室之间通过流槽连通，二级净化室设有出铝口；所述一级净化室设有SNIF除气设备，所述二级净化室设有陶瓷过滤板，流槽连接于一级净化室和二级净化室的底部，陶瓷过滤板位于出铝口的下方；所述流槽的底部设有下透气石墨板，下透气石墨板的下方设有与供气管路连通的进气室，流槽的顶部设有上透气石墨板，上透气石墨板的上方设有气体收集室，气体收集室连接有次级供气管路，次级供气管路与SNIF除气设备连接，次级供气管路连接有真空泵。

进一步的，所述上透气石墨板和下透气石墨板连接有直流电压源；所述流槽的侧部设有磁体，磁体的磁极朝向流槽侧壁。

进一步的，所述流槽的侧部多个磁体，多个磁体沿流槽的高度方向排列设置，且上下相邻磁体的磁极为反向设置，两侧相对磁体的磁极为同向设置。

进一步的，所述流槽的底部为沿轴线对称设置的多层台阶状，且每层台阶均设有下透气石墨板；多个沿流槽高度方向排列设置的磁体与多层台阶对应。

进一步的，所述上透气石墨板的下表面沿一级净化室的一侧向上倾斜设置，倾斜角度不大于5度。

进一步的，所述下透气石墨板为孔径分布为0.5-1mm，上透气石墨板的孔径分布为1-2mm。

本发明的有益点在于：本方案中的铝合金熔体净化装置采用多级净化，在一级净化室内采用传统的旋转喷气除氢，二级净化室采用陶瓷过滤板对夹杂物进行过滤。作为改进的重点部分，本方案在连接一级净化室和二级净化室的流槽设置上透气石墨板和下透气石墨板，由下透气石墨板处吹入高纯惰性气体，进行二次气浮除氢，上透气石墨板既可以起到对铝熔体表面的覆盖作用，阻止铝熔体表面吸氢，同时在真空泵的负压作用下对二次除氢后的惰性气体进行收集，由于进入流槽的铝熔体已经经过一次除氢，氢浓度较低，采用高纯惰性气体（99.999%氩气）惰性气体一是可以提高除氢效果，使除氢率达到50%以上；二是，经过二次除氢后的惰性气体作为一级净化室的除氢气体，其纯度仍然可以满足一次除氢要求，因此既可以提高除氢效果，又可以不明显增加二次除氢的惰性气体用量，以降低成本。