RU41018U1 - Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов - Google Patents
Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU41018U1 RU41018U1 RU2004118053/22U RU2004118053U RU41018U1 RU 41018 U1 RU41018 U1 RU 41018U1 RU 2004118053/22 U RU2004118053/22 U RU 2004118053/22U RU 2004118053 U RU2004118053 U RU 2004118053U RU 41018 U1 RU41018 U1 RU 41018U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- melt
- mechanical stirrer
- refining
- tank
- Prior art date
Links
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 47
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области цветной металлургии, конкретно к устройствам для рафинирования алюминия и его сплавов от наиболее вредных примесей, в частности, неметаллических включений, водорода, растворенных примесей щелочных и щелочноземельных металлов. Задачей заявляемой полезной модели является повышение производительности процесса, стабильности и надежности работы рафинирующего устройства и снижение потерь металла и расхода флюса. В устройстве для рафинирования алюминия и его сплавов на емкости установлена крышка с отверстиями, выполненными в центре под ротор механической мешалки, в периферийной части - для патрубка для отвода газов, а около привода мешалки - для дозатора флюса, установленных на внешней стороне крышки. На внутренней стороне крышки между приводом мешалки и патрубком для отвода газа, закреплена керамическая перегородка, высотой равной или меньше высоты погружения механической мешалки в расплав, Расстояние от импеллера механической мешалки до дна емкости составляет 0,5-0,6 ее высоты, а площадь поперечного сечения импеллера является достаточной для создания интенсивного направленного движения жидкого металла и вовлечения флюса в расплав.
Description
Полезная модель относится к области цветной металлургии, конкретно к устройствам для рафинирования алюминия и его сплавов от наиболее вредных примесей, в частности, неметаллических включений, водорода, растворенных примесей щелочных и щелочноземельных металлов.
Для очистки от вредных примесей алюминия и сплавов на его основе используют различные способы и устройства для рафинирования расплавов:
обработка газами (нейтральными и активными), флюсами и фильтрование (Макаров Г. С. Рафинирование алюминиевых сплавов газами. М. Металлургия, 1983; Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочное руководство под ред. Добаткина В.И. М.Металлургия, 1970; Курдюмов А.В., Инкин С.В. и др. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов. М. Металлургия, 1980). В настоящее время используются комбинированные процессы рафинирования, которые базируются на различных комбинациях известных единичных способов рафинирования и позволяющих осуществить комплексную очистку алюминиевых расплавов от примесей.
Известна конструкция устройства для комплексного рафинирования алюминиевых расплавов от примесей, состоящая из имеющего цилиндрическую форму циклона, футерованного графитом, SiC, Al3N4 или SiN4, в который из печи подается расплав тангенциально стенкам циклона, а выводится из придонной части ниже фурм, через которые инжектируется инертный газ, а на выходе из устройства расплавленный металл подвергают фильтрации (патент США №5024696, М.кл. С 22 В 9/05, заяв.23.07.90 опубл. 18.06.91 г.).
Основные недостатки этого устройства заключаются в сложности и высокой сравнительной стоимости его конструкции, а также недостаточной эффективности очистки расплава от неметаллических включений из-за
ведения фильтрации в нисходящем потоке, приводящего к частичному смыванию задержанных включений.
Известно также устройство для рафинирования алюминия и его сплавов, включающее располагающийся на разливочном желобе жаростойкий подогреваемый тигель, разделенный на две камеры, не доходящей до дна перегородкой, причем на дно камеры, прилегающей к сливной летке печи (приемная камера), загружаются покрытые флюсом глиноземные шарики, вглубь которых вводится газораспределительное средство (ГРС) для подачи инертного газа (при этом на поверхности расплава в этой камере в процессе заливки наводится слой флюса), а на дно второй камеры (камера выпуска отработанного сплава) загружаются необработанные глиноземные шарики (Brant M.V. J. of Metals, 1971, v.23, N3, р.48-53). Здесь в процессе перелива осуществляются три операции: рафинирование расплава через слой жидкого флюса; дегазация азотом; прохождение металла снизу вверх через непокрытые флюсом глиноземные шарики с целью удаления возможных остатков флюса переносимых металлом, и улавливания взвешенных интерметаллических частиц.
Основные недостатки этого процесса заключаются в том, что используемая в нем схема расположения фильтров и их большой объем неизбежно приводит к быстрому зарастанию межзеренных каналов, в результате чего снижается пропускная способность фильтров, а значит, снижается как эффективность фильтрации, так и обработки газом. Кроме того, снижается производительность установки и процесса в целом, повышаются потери флюса из-за частичной его возгонки и загрязнение окружающей среды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для рафинирования алюминия и его сплавов, включающее емкость для обработки металлов флюсом и установленную внутри емкости механическую мешалку, содержащую привод и ротор с импеллером, при этом центр рабочей части мешалки
находится от нижней границы расплава на расстоянии, равном 0,1-0,2 высоты расплава. (Патент РФ №1688595, М.кл. С 22 В 21/06, опубл. 06.10.1997). Устройство работает следующим образом. На поверхность расплавленного металла, находящегося в емкости, загружают флюс, содержащий фториды и/или хлориды алюминия и щелочных металлов. Затем осуществляют механическое перемешивание расплава в течение определенного времени, необходимого для снижения концентрации примесей до заданного уровня и отделение расплавленного металла от продуктов взаимодействия примесей с флюсом. При этом перемешивание ведут с числом оборотов равным от 1,0 до 1,2 от определяющего числа оборотов мешалки.
Основные недостатки этого устройства заключаются в том, что известная конструкция не обеспечивает равномерного перемешивания флюса с жидким расплавом. При установке механической мешалки на расстоянии, равном 0,1-0,2 высоты расплава от нижней границы расплава, при вращении ротора происходит его деформация и биение. И, как следствие, происходит образование большой воронки в центре емкости с расплавом. Для снижения деформации ротора и исключения биения, необходимо снижать скорость вращения от оптимальной. Снижение скорости вращения приводит к снижению эффективности процесса рафинирования. Образование большой воронки также приводит к увеличению расхода флюса, примерно в 2,5 раза, от заявляемого 1 кг/т до 2,34 кг/т.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение производительности процесса, стабильности и надежности работы рафинирующего устройства и снижение потерь металла и расхода флюса.
Технический результат заявляемой полезной модели обеспечивается созданием конструкции, обеспечивающей интенсивную коагуляцию рафинирующих солей (флюса) с жидким расплавом и снижение воронкообразование.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для рафинирования алюминия и его сплавов, включающем емкость для обработки металлов флюсом и установленную внутри емкости механическую мешалку содержащую привод и ротор с импеллером, согласно предлагаемому решению, на емкости установлена крышка с отверстиями, выполненными в центре под ротор механической мешалки, в периферийной части - для патрубка для отвода газов, а около привода мешалки - для дозатора флюса, установленных на внешней стороне крышки. На внутренней стороне крышки между приводом мешалки и патрубком для отвода газа, закреплена керамическая перегородка, высотой равной или меньше высоты погружения механической мешалки в расплав. Расстояние от импеллера механической мешалки до дна емкости составляет 0,5-0,6 ее высоты, а площадь поперечного сечения импеллера является достаточной для создания интенсивного направленного движения жидкого металла и вовлечения флюса в расплав.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, направленные на решение поставленной задачи.
Дозатор флюса выполнен в виде камеры с шиберной заслонкой
Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналогов и прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию «новизна».
Предлагаемая конструкция устройства для рафинирования алюминия и его сплавов по сравнению с прототипом является более надежной в работе, так как снижается деформация ротора. При работе устройства происходит равномерное перемешивание флюса с расплавленным металлом, интенсивное направленное движение расплава и интенсивное вовлечение рафинирующих солей в расплав.
Установка крышки на емкости предотвращает разбрызгивание расплава, что позволяет уменьшить потери металла.
При интенсивном перемешивании флюса с расплавом образуется газ, который необходимо отводить в систему вентиляции для повышения стабильности процесса. Для этого устройство снабжено патрубком газоотсоса, установленным на крышке.
Для удобства подачи флюса, предусмотрен дозатор флюса в виде камеры с шиберной задвижкой.
Для снижения воронкообразования и соответственно, деформации и биения: ротор устанавливают так, что расстояние от импеллера механической мешалки до дна емкости составляет 0,5-0,6 ее высоты и закрепляют на крышке керамическую перегородку. Снижение воронкообразования позволяет увеличить скорость вращения ротора до оптимальной скорости в 350 об/мин, и снизить расход флюса.
При установке ротора на расстоянии меньше 0,5 высоты емкости не достигается интенсивного перемешивания расплава с флюсом. При установке ротора на расстоянии больше 0,6 высоты емкости начинает происходить воронкообразование.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом. На фигуре изображен общий вид устройства для рафинирования металла и сплавов.
Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов состоит из емкости для обработки металлов флюсом 1, внутри которой установлен ротор механической мешалки 2 с импеллером 3. Емкость 1 закрыта крышкой с отверстиями 4. На внешней стороне крышки 4 установлен патрубок для отвода газов 5, привод механической мешалки 6 и дозатор флюса 7. С внутренней стороны крышки 4 прикреплена керамическая перегородка 8.
Устройство работает следующим образом. На емкость для обработки флюса устанавливается крышка 4 с механической мешалкой таким образом, что бы патрубок для отвода газов 5 была соединена с цеховой системой удаления газов. В дозатор флюса 7
предварительно засыпается флюс из расчета один цикл рафинирования -одна порция флюса. После установки крышки 4 включается привод 6 механической мешалки и начинается перемешивание расплава. При этом приоткрывается заслонка шибера и начинает подаваться флюс на зеркало металла. Флюс подается постепенно для более полного перемешивания с расплавом. Для снижения образования большой воронки в емкости на крышке закреплена керамическая перегородка 8. Уменьшение размера воронки позволяет снизить расход флюса (снижается площадь контакта с воздухом и соответственно окисление расплава) до оптимального и увеличить скорость вращения импеллера, что приводит к более интенсивному перемешиванию расплава с флюсом.
На ОАО «КрАЗ» устройство для рафинирования алюминия и его сплавов прошло испытания. В качестве емкости использовался разливочный ковш емкостью 3т. Для измерения параметров флюсового рафинирования использовались средства измерения: прибор «Фотоконтакт» ДТ-2236 (США) - для определения скорости вращения ротора механической мешалки; линейка №1-25 с пределами измерения от 0 до 1200 мм, сертификат №613 от 26.12.01. Металл выливали из электролизеров №15, 17, 19 с шихтовкой на марку 4N6. Время рафинирования 15 минут. Измерение скорости вращения ротора мешалки выполняли через' 2; 5 и 14 минут после начала рафинирования и, соответственно, она составила 338, 235 и 315 об/мин. Среднее значение скорости вращения ротора составило 296 об/мин. После начала рафинирования в ковш загрузили 1 мерный черпак флюса, через 5 минут - 2/3 мерного черпака флюса.
При использовании устройства для рафинирования расплава с крышкой оборудованной дополнительным приспособлениями для снижения воронки при перемешивании, происходит снижение расхода флюса в 2,5 раза (за счет увеличения интенсивности процесса) и времени обработки расплава, а также уменьшается количество образованного шлака (меньше площадь контакта расплава с воздухом). Установка на крышке газоотводящего патрубка
обеспечивает снижение загрязнения продуктами взаимодействия флюса с расплавом на участке рафинирования.
Claims (2)
1. Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов, включающее емкость для обработки металлов флюсом и установленную внутри емкости механическую мешалку, содержащую привод и ротор с импеллером, отличающееся тем, что на емкости установлена крышка с отверстиями, выполненными в центре под ротор механической мешалки, в периферийной части - для патрубка для отвода газов, а около привода мешалки - для дозатора флюса, установленных на внешней стороне крышки, а на внутренней стороне крышки между приводом мешалки и патрубком для отвода газа закреплена керамическая перегородка высотой, равной или меньше высоты погружения механической мешалки в расплав, при этом расстояние от импеллера механической мешалки до дна емкости составляет 0,5-0,6 ее высоты, а площадь поперечного сечения импеллера является достаточной для создания интенсивного направленного движения жидкого металла и вовлечения флюса в расплав.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дозатор флюса выполнен в виде камеры с шиберной задвижкой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118053/22U RU41018U1 (ru) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118053/22U RU41018U1 (ru) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU41018U1 true RU41018U1 (ru) | 2004-10-10 |
Family
ID=38000585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004118053/22U RU41018U1 (ru) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU41018U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2845777C1 (ru) * | 2024-09-19 | 2025-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственный Комплекс "Беллит" | Печь для рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия |
-
2004
- 2004-06-17 RU RU2004118053/22U patent/RU41018U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2845777C1 (ru) * | 2024-09-19 | 2025-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственный Комплекс "Беллит" | Печь для рафинирования металлизированных отходов цинка и алюминия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4717540A (en) | Method and apparatus for dissolving nickel in molten zinc | |
| EP2677045B1 (en) | Device and method for removing impurities in aluminum melt | |
| US4743428A (en) | Method for agitating metals and producing alloys | |
| CA2511435C (en) | Rotary stirring device for treating molten metal | |
| JP5351150B2 (ja) | 溶融金属を処理する回転撹拌デバイス | |
| CN220083728U (zh) | 一种铝铸造用铝水搅拌机 | |
| RU2270876C2 (ru) | Вращающееся устройство рассеивания газов для обработки ванны жидкого металла | |
| JP4970774B2 (ja) | 気泡の放出分散装置ならびに溶湯処理方法および溶湯処理装置 | |
| JP2002500273A (ja) | 溶融金属ガス処理用吹込み装置 | |
| WO2007120028A1 (en) | Method and device for induction stirring of liquid metal | |
| RU41018U1 (ru) | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов | |
| CN2841198Y (zh) | 带离心旋转的连铸中间包 | |
| JPH10216926A (ja) | ノロ除去装置 | |
| CN108620571B (zh) | 用于金属液的多腔挡渣机构及回收铝电解槽内氟盐的方法 | |
| RU42970U1 (ru) | Вакуумный ковш для выливки жидкого металла | |
| RU2228964C1 (ru) | Печь непрерывного рафинирования магния | |
| CN222332009U (zh) | 一种铝液精炼除渣装置 | |
| RU2090639C1 (ru) | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов | |
| KR101403583B1 (ko) | 임펠러 및 이를 이용한 용탕 처리 방법 | |
| RU2674553C1 (ru) | Способ модифицирования алюминия и его сплавов | |
| RU2370547C2 (ru) | Передвижной модуль для комплексной обработки металла в ковше | |
| JP2006097078A (ja) | スラグの除去方法 | |
| JP3864842B2 (ja) | 溶融金属の精錬方法 | |
| RU2701613C1 (ru) | Вакуумный ковш для выливки жидкого металла | |
| CA1292615C (en) | Method and apparatus for agitating metals and producing alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090618 |