[实用新型]旋转吹头式铝液净化机

说明书

本实用新型涉及一种气体处理法精炼铝合金的装置。

利用吹头在液态铝合金中快速旋转，将通过吹头吹入合金中的惰性气体破碎成尺寸细小的气泡，使之在合金中均匀分布，缓慢上浮，排除合金中的有害气体（氢）和混入的有害夹杂（主要是氧化铝），从而显著地改善了浮游精炼法的动力学条件，成为一种先进的净化合金的技术。自七十年代提出此法以来，受到普遍的重视。这类装置用于铸铝业的代表产品有FOSECO公司的FDU和MDU，以及较大型的RDU装置。FDU为固定式处理装置；MDU为较小型的车式装置，可在几台熔炉间移动处理；RDU的规格更大些，附有保温电炉，属于大型炉外连续处理装置。

装有旋转吹头的悬臂可以升降，也可以左右转动，以便浸入合金中进行处理和处理后提出炉外。吹头一般为抗氧化石墨或优质致密石墨制品。吹头转轴用石墨或加耐火材料套管保护，以免遭受铝液浸蚀和污染合金。

吹头一般为单向旋转（500－600r／min），精炼气体为氮、氩或加有少量氯的混合气体。为防止铝液被吹头带动强烈旋转，在液面上形成旋涡，卷入气体与夹杂，也为防止碎化的气泡重新集聚长大，降低精炼效果，多在吹头旁的机头上固定一片或两片耐火材料挡板（图2），以阻止合金旋转。

上述装置所以获得广泛使用是由于它的优点显著。主要是：除气速度快，一般每炉处理5－8分钟，可使合金含氢量降至0.1ml／100g，达到优质件铸造的要求；除渣能力也较强，微米级的夹杂在强烈搅拌作用下发生集聚而被气浮清除；液面平静，合金氧化烧损量少；用惰性气体为精炼介质，不污染环境。

但是它们还存在一定的问题，如FOSECO公司的RDU装置（图3）的石墨质叶轮和法国ALPUR装置（图4）的叶轮从本质上都相当于带有挡板的水泵叶轮，结构比较复杂。都是用优质致密石墨加工而成，加工精细、材料昴贵。RDU叶轮碎化气泡能力较好，但气泡在熔体内分布范围不宽。Alpur叶轮采用圆柱面上安排四个直叶，碎化气泡能力也很强，气泡分布范围会较宽，但带动金属熔体旋转的倾向大，即叶轮的效率不高。FOSECO系列产品中还有方形叶轮（图5），其加工方便，工艺性较好，比较牢固耐用，但分散气泡的效能较差，带动熔体的旋转作用较强。

本实用新型的目的在于：

1.采用构形合理、碎化和分散精炼气泡效能更高、工艺性能好的叶轮，以获得更好的精炼效果；

2.采用吹头正反自动换向旋转措施配合叶轮构形的改进，不用防浪板装置；采用特种复合耐火涂料，以提高吹头部件的寿命；采用结构简单、寿命很长的锥面配合间隙密封，以减少易损零件的消耗。

本实用新型由吹头、联接套、机头、旋转密封件、悬臂、控制柜、惰性气体瓶、车架和机柱组成，其特征在于：

1.吹头部件

吹头采用二种结构，一种如图6，旋转轴15的一端插入机头的联接套内用锁紧螺母17推紧挡环16与机头联接套固定并密封。旋转轴15的另一端靠锥销18将旋转轴15与叶轮19固定。其间隙靠填料密封。叶轮19与旋转轴15表面涂有特种复合耐火涂料层，保证在工作期间，不会被铝液所熔蚀。

当处理铝液温度较高或使用过分频繁时，可采用图7的结构。即在涂有防护涂料的旋转轴15外再加一层高铝质保护套管25，在套管与旋转轴15间配合时，绕3－5层玻璃布24作为填料，以保证装合时同心。利用挡片23，辐射防热板22，弹簧21，挡圈20，将套管压向叶轮19，保持适当的压力。用螺钉固定挡圈20的位置。套管25与叶轮19间也用耐火泥料封严。这种结构的主要特点是套管25能更有效地保护旋转轴15不被熔蚀。而套管25与旋转轴15间，由于膨胀率和膨胀量不同形成的相对位移能被压紧弹簧21的弹性变形所吸收，始终保持接合牢固可靠。

本实用新型的叶轮19的结构如图8，在大角度截锥体的园锥面上，根据叶轮直径的大小，均匀分布有4－16个高度不大的直叶片26，每两片之间的叶根处，靠近中心一端有一小出气孔28（φ0.5－1.5mm）。叶片与出气孔沿园锥面均匀分布。两叶片间形成开放的流道27，流道27的出口处即靠近叶轮19外缘部分，有一小段垂直于旋转轴15的平面29，作为出口的导向段。叶轮19与旋转轴15之间，靠销钉在销孔处30联接。叶轮19的材料为铸铁或钛合金敷以复合耐火涂层，也可以用高铝质材料压制烧结或高致密优质石墨压制或加工成形。工艺性与经济性能最好的是铸铁叶轮。

复合耐火涂层由内外两层组成，内层主要为能牢固附着于金属表面的无定形二氧化硅材料组成，外层以铝钒土、氧化锌等耐火材料为骨料，水玻璃为粘结剂的耐火材料构成。