[其他]一種液體金屬的凈化裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87200659
• 申請日: 1987-01-20
• 公開（公告）號: CN87200659U
• 公開（公告）日: 1988-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 董良;高欽;楊長賀
• 申請（專利權(quán)）人: 大連工學院
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 候明遠,郭建新

本實用新型屬于冶金鑄造中液體金屬的凈化裝置。

在已有技術(shù)例如：U.S????Patent??4，047，938中，提出在一根下端帶有攪拌輪的軸的外面，罩上一根下端帶有齒輪形定子的軸套的旋轉(zhuǎn)噴咀式凈化裝置。公知，提高這類裝置凈化效率的關(guān)鍵，在于增加攪拌輪的轉(zhuǎn)速，以便在液體金屬中形成尺寸小、分布均勻的氣泡，同時又要保證液面平穩(wěn)，防止吸氣、氧化和卷渣。已有技術(shù)存在如下缺點：（1）高轉(zhuǎn)速條件下，金屬液面攪動劇烈，甚至在熔池中心形成一個喇叭形負壓區(qū)，造成液體金屬吸氣、氧化和卷渣。既便在液面上部施加惰性氣體保護，卷渣仍不可避免；（2）氣泡分布不均，熔池中心部位氣泡密集，影響凈化效率；（3）齒輪形定子制作麻煩。

本實用新型的目的在于克服已有凈化裝置的缺點，設計一種在高轉(zhuǎn)速下，液面平穩(wěn)，防止吸氣、氧化和卷渣，氣泡尺寸小、分布均勻，凈化效率高，制作簡便的液體金屬凈化裝置。

本實用新型的技術(shù)解決方案是，在已有裝置的軸套下部設置一圓盤形穩(wěn)流板，穩(wěn)流板的直徑大于攪拌輪的直徑。本實用新型具有如下優(yōu)點：（1）加強攪拌輪對穩(wěn)流板下部液體金屬的攪拌作用，使之產(chǎn)生尺寸更小的氣泡；（2）減弱攪拌輪對穩(wěn)流板上部液體金屬的攪拌作用，穩(wěn)定穩(wěn)流板上部液體金屬的流動，使氣泡在液體金屬中均勻分布，同時又保證液面平穩(wěn)，防止吸氣、氧化和卷渣；（3）允許攪拌輪采用高轉(zhuǎn)速，從而進一步減小氣泡尺寸，提高凈化效率；（4）穩(wěn)流板制作簡便。

圖一是本實用新型的立面圖，圖二是剖面圖。對附圖說明如下：圖中空心軸（2）下端設置攪拌輪（9）。攪拌輪（9）有與螺母（10）形狀吻合的凹坑。螺母（10）和攪拌輪（9）之間用耐火泥（11）粘接。螺母（10）上部、軸（2）下端套一高強度石墨制作的緊固套（13），緊固套（13）和攪拌輪（9）之間也用耐火泥粘接。緊固套（13）的作用有二，一是防止液體金屬進入軸（2）和軸套（4）的間隙（6）粘接和腐蝕軸（2）；二是與軸套（4）下端的內(nèi)壁形成滑動軸承，以增加軸（2）的剛度。凈化氣體由（3）所示方向?qū)牒螅剌S（2）和軸套（4）的間隙（6）、緊固套（13）和軸套（4）的間隙（7）、穩(wěn)流板（8）下端面和攪拌輪（9）上端面的間隙（12）流出。凈化氣體也可由（1）所示方向?qū)耄?jīng)軸心孔（5）、軸（2）上鉆的孔（14）、以及間隙（7）和（12）流出。電動機（附圖沒有畫出）帶動軸（2）和攪拌輪（9）旋轉(zhuǎn)后，迫使周圍液體金屬旋轉(zhuǎn)流動，并在攪拌輪（9）的葉片（15）和輪轂（16）的空隙處形成負壓區(qū)。由（12）流出的凈化氣體先進入此負壓區(qū)；接著，氣泡被葉片（15）破碎為小氣泡，隨即將其拋入攪拌輪（9）周圍旋轉(zhuǎn)著的液體金屬中；然后，小氣泡在液體金屬旋轉(zhuǎn)力和自身浮力的共同作用下，沿螺旋線軌跡上升，經(jīng)過穩(wěn)流板（8）的外圍及其上部的液體金屬；最終，經(jīng)液面離開被凈化的液體金屬。

本實用新型采用的凈化氣體，可以是惰性氣體如氬氣、氮氣等，或它們的混合氣體；也可以是惰性氣體與活性氣體如氯氣、氟利昂的混合氣體。

本實用新型的軸套（4）、穩(wěn)流板（8）和攪拌輪（9）可采用碳化硅或石墨等耐火材料制作。軸（2）可采用不銹鋼制作。

本實用新型既適用于液體金屬的分批處理，也適用于連續(xù)在線式處理。

本實用新型的凈化氣體流量參照下式選定：

Q＝CW／N????????（1）

其中????Q——凈化氣體的流量，1／min。

C——比吹氣率，1／kg。

W——金屬凈化率，kg／min。

N——凈化工藝中采用的凈化裝置的數(shù)目。

本實用新型的攪拌輪（9）的轉(zhuǎn)速，參考下式選定：

V＝（1500＋100Q＋300E²）／d （2）

其中 E＝D₀／d

V——攪拌輪（9）的轉(zhuǎn)速，周／mim

D₀——凈化容器中攪拌輪（9）所在平面的直徑，cm。

d——攪拌輪（9）的直徑，cm。

由于氣泡尺寸隨轉(zhuǎn)速增加而減小，所以，只要液面平穩(wěn)，電機功率允許，選擇高轉(zhuǎn)速有利于提高凈化效率。

實現(xiàn)本實用新型的最好方式是，保證如下條件：

1.5≤D／d≤2????????（3）

D≤0.35D₀（4）

其中????D——穩(wěn)流板（8）的直徑，cm。

D₀，d同前。

本實用新型實施例：分批凈化鋁液，鋁液重600kg，溫度720℃。采用內(nèi)徑為φ60cm的凈化容器，一個凈化裝置。對凈化后鋁液質(zhì)量要求適中，選比氣流率C＝0.7l／kg，處理時間8min，金屬凈化率W＝600kg／8min＝75kg／min。由式（1）計算得到凈化氣體流量Q＝52.5l／min。選攪拌輪（9）直徑d＝13cm，穩(wěn)流板（8）直徑D＝20cm。由式（2）選定參考轉(zhuǎn)速V＝1011周／min。