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超聲波鋁合金熔體處理設(shè)備_超聲波鋁合金熔體處理設(shè)備廠家
鋁合金型材熔體有多種凈化方法和新的生產(chǎn)工藝
在冶煉過程中，鋁和鋁合金的表面很容易被空氣氧化Al2O3.也很容易吸入氣體，尤其是氡?？紤]到氫和空氣氧化夾雜物的存在，會影響鑄棒的純度，使鑄棒產(chǎn)生氣孔.焊接**等缺點容易造成后工藝制造成品的缺點，特別是大鑄鋁錠。如果過氧化物含量高或殘渣含量高，在擠壓過程中很容易產(chǎn)生堿脆性和模具狀態(tài)，對產(chǎn)品和生產(chǎn)率造成很大損害。因此，在具體的生產(chǎn)過程中，人們需要選擇科學合理的凈化方法來提高鋁熔體的純度，并為下一個工藝提供*的鋁錠。
2鋁熔體凈化方法
根據(jù)其功能的基本原理，鋁合金型材熔體的凈化方法可分為兩種基本類型：吸附凈化和非吸附凈化。吸附凈化由鋁熔體直接和吸收劑（如各種氣體）.液態(tài).固體精煉劑和過濾材料)接觸，使吸收劑與熔體中的氣體和固體空氣氧化物混合物產(chǎn)生物理學.物理或機械效果，達到除氣除雜的效果。如吹氣檢查方法.過濾除菌.溶液法等。非吸附凈化是指不依賴于在熔體中添加吸收劑，并通過某種物理作用（如真空泵）.**音波.密度差等。)，改變金屬材料與氣體系統(tǒng)或金屬材料與夾雜物的全面穩(wěn)定狀態(tài)，使氣體或固體夾雜物從鋁熔體中提取。如靜態(tài)解決方案.真空處理.超聲波處理等。
2.1吹氣檢查法
吹氣檢查法，又稱氣泡短暫法，是20世紀70年代發(fā)展起來的鋁熔體凈化加工工藝，特別是對除氫有很好的效果。它是可塑性氣體(如N2.氬氣瓶等。)，進入鋁熔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生氣泡。熔體中的氫在壓差的影響下擴散到氣泡中，并隨著氣泡的增加而去除，以達到氣體去除的效果。氣泡還可以吸收部分空氣氧化混合物，具有去除混合物的效果。
隨著熔體純度規(guī)定的提高，除氫技術(shù)也在不斷改進和發(fā)展，從較原始的多管反吹到多孔結(jié)構(gòu)，發(fā)展成為現(xiàn)階段的噴嘴。自20世紀80年代以來，選擇噴嘴吹氣檢查處理方法已成為海外較**的鋁液凈化技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展趨勢，如美國開發(fā)SNIF方法，即旋轉(zhuǎn)噴嘴可塑性氣體赭石法。該設(shè)備配備了兩個高純石墨氣體旋轉(zhuǎn)噴嘴，氣體根據(jù)噴嘴電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生細微分散的氣泡，同時與電機轉(zhuǎn)子混合熔體均勻細化到所有熔體，增強氣體與液體的接觸，可延長溴化鋰溶液中氣泡的位置和停留時間，提高氣體體積，吸收熔體氣體和空氣氧化夾雜物到熔體表面，實現(xiàn)除氣.去雜凈化的實際效果。該方法的除氫效率約為多管噴吹法的3倍。多管反吹加工后熔體的過氧化物量約為0.2ml/100mg，所以用SNIF熔體過氧化物量可達0.08ml/100mg下列。因此，各種鋁溶煉廠紛紛學習培訓，選擇噴灌噴嘴吹氣檢查方法凈化溴化鋰溶液。
2.2過濾除菌
過濾滅菌通常是鋁熔體根據(jù)中性或活性材料制成的過濾裝置，分離熔體中漂浮的固體夾雜物的凈化方法。該方法主要是去除熔體中的夾雜物，對除氫效果不大。因此，在實際應(yīng)用中，過濾滅菌也與吹氣檢查圖像相結(jié)合。
有很多方法可以考慮，較好使用鋼玉過濾管和泡沫塑料陶瓷過濾板。鋼玉過濾管過濾效率高，但價格昂貴.應(yīng)用不便；泡沫塑料陶瓷過濾板是近年來發(fā)展起來的一種新型陶瓷過濾系統(tǒng)，其作用是使用方便.過度影響明顯.價格便宜，在世界上廣泛應(yīng)用，資本主義國家50％以上鋁合金型材熔體都是采用泡沫塑料陶瓷過濾板過慮?，F(xiàn)階段，一般采用廂式泡沫塑料陶瓷過濾板科技的比較多，它是一套含有氣體加熱蓋全面的過濾箱。鋁液從過濾管根據(jù)時，熔體里的夾雜物通過過濾裝置機械設(shè)備隔絕來達到清除分離出來的效果。這種方法過度影響明顯，其過濾精度可以為2μm，99%的過濾效率。
2.3溶劑法
溶液法在鋁鎂合金冶煉過程中，通過一系列物理效果，將溶液參與熔體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達到除氣除雜的效果。溶液的去雜水平主要通過吸收熔體中的氧化膜和非金屬材料.熔化和化學效應(yīng)用于完成。溶液與夾雜物之間的表面張力越小，溶液的吸附力越好，去除雜質(zhì)的效果越強。目前，較好的方法是將溶液法與旋轉(zhuǎn)吹風法緊密結(jié)合—旋轉(zhuǎn)粉末噴涂法。這是以可塑性氣體為媒介，將溶液噴入熔體中，實現(xiàn)鋁合金材料的凈化。與傳統(tǒng)方法相比，旋轉(zhuǎn)粉末噴涂法具有較好的凈化效果。值得注意的是，如果各種溶液在生產(chǎn)過程中積累使用，很容易增加溶液成本，并將繼續(xù)提高人為因素引入雜質(zhì)的可能性。
2.4非吸附凈化法
非吸收凈化法有：靜放解決方案.真空處理.超聲波處理等。靜態(tài)解決方案是指鋁熔體在澆筑前靜態(tài)放置一段時間。由于夾雜物的密度大于鋁熔體，夾雜物可以自發(fā)下移，從而達到從熔體中分離出來的效果。這種方法很難去除顆粒的夾雜物。
真空處理是將熔體放置在具有一定真空值的封閉恒溫爐中，利用熔體和大氣中氫的分壓差，使熔體中的氫繼續(xù)形成氣泡，提高逃逸液位。真空處理是控制鋁熔體氫成分的較佳方法，但該解決方案必須是真空密封機設(shè)備，價格昂貴，但也會使熔體環(huán)境溫度損失相對較大，雜項去除水平較其有限，因此很少用于工業(yè)生產(chǎn)。
超聲波解決方案是20世界90年代代發(fā)展起來的鋁合金型材熔體凈化方法。其功能是利用熔體中的微核空蝕，在聲頻的影響下振動。當聲強達到一定值時，會產(chǎn)生生長和崩潰，使高效液相持續(xù)破壞成主骨，使熔融在鋁液中的氣體聚集在一起。超聲波彈性振蕩促進氣泡晶體的關(guān)鍵產(chǎn)生，促進氣泡聚集到一定規(guī)格，進而促進氣體沉淀。由于超聲波傳感器的局限性，該方法難以解決大量鋁熔體，限制其工業(yè)領(lǐng)域。
3熔體凈化新技術(shù)
3.稀土永磁攪拌技術(shù)
為了提高鋁熔體的純度，減少金屬材料的燒蝕，在具體生產(chǎn)過程中應(yīng)采用非立即接觸的攪拌方法。稀土永磁攪拌技術(shù)是非接觸連續(xù)高溫熔體的攪拌技術(shù)之一。
3.1.稀土永磁攪拌機原理1
稀土永磁攪拌設(shè)備相當于使用永磁材料電磁場的電機，傳感器相當于電機的電機定子，鋁熔體相當于電機的電機轉(zhuǎn)子。電磁場與熔化爐中的鋁熔體相互影響，導致磁感應(yīng)電位差和感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流與磁場作用產(chǎn)生磁場力，促進鋁水溶液的定向運動，具有攪拌效果。稀土永磁攪拌工作原理如下圖1所示：
稀土永磁攪拌原理圖1
3.1.稀土永磁攪拌與人工攪拌相比
稀土永磁攪拌和人工攪拌有以下優(yōu)點：
（1）混合熔體成分對稱，提高熔體質(zhì)量，減少人為因素造成的成分對稱水平差異。在混合過程中，由于熔體處于動態(tài)狀態(tài)，有利于非金屬材料和氣體的逸出，提高了熔體的純度；
(2)非立即接觸攪拌，防止人為因素對熔體造成影響“二次污染"，減少了三氧化二鋁渣的形成；
(3)爐內(nèi)熔體的溫度均勻性可以提高，熔體表面和底部的溫差可以控制在10℃其中，可避免熔體部分**溫和粗晶，減少金屬材料燒蝕3%~5%；
(4)能耗可降低約20%，*開爐實際操作；
(5)可加速液體與無鍛加熱爐料之間的熱交換器，加速鋁熔化率，一般可提高熔化效率約20%；
(6)稀土永磁攪拌的固定流動性有利于熔體表面氧化渣的聚集和剝渣，同時提高工人的勞動效率。
3.2.透氣磚冶煉技術(shù)
傳統(tǒng)的吹氣檢查方法N2進入手工無縫鋼管，操作人員將其伸入爐內(nèi)鋁液進行吹氣檢查。該方法的缺點是除氣不均勻、時間長、工作條件差，對鋁液造成環(huán)境污染。然而，爐底透氣磚冶煉技術(shù)除氣可以處理傳統(tǒng)除氣工藝的缺點。
3.2.1.透氣磚設(shè)計描述
如下圖2所示，透氣磚由透氣磚芯(透氣磚)制成.透氣安全磚.透氣性室.氣體密封罩).座磚.引支氣管.外殼和其他組成部分。其中，透氣磚芯材料為多孔結(jié)構(gòu)錐形耐火保溫材料，其透氣性特點主要來自原材料特殊晶體顆粒選擇工藝靜壓成型磚加工工藝。磚芯外緣打開，下孔接收支氣管，氣體根據(jù)支氣管分散到多孔結(jié)構(gòu)的磚芯中。磚芯外包裹一層預制構(gòu)件形成的鑄造材料保護層，即座椅磚，主要用于保持透氣性。
圖2透氣磚結(jié)構(gòu)簡圖
透氣磚底部有三個進出氣孔，各提供三種不同的工作壓力.流量氣體。對氣體平臺流量進行精確操作，對熔體達到較好的精煉實際效果尤為重要，因此選擇PLC然后通過觸摸屏模擬來監(jiān)督氣體的總流量。在鋁鎂合金冶煉過程中，首先將細晶強化氣吹入單脈沖氣路，產(chǎn)生燒開單脈沖變化的造波技術(shù)，促進鋁液三維熱對流，降低溫差，形成節(jié)奏.混亂熱對流和滲流的整個混合過程充滿爐內(nèi)氣體逸出，實現(xiàn)可塑性氣體維護中細晶強化的整個過程；然后進行凈化處理。單脈沖氣路吹入凈化氣，產(chǎn)生氣泡，達到氣泡浮選劑的凈化效果；在所有冶煉環(huán)節(jié)中，基氣總是被吹入，以確保少量連續(xù)氣路背壓，避**脈沖氣路間距可能造成的空氣壓力和起爐時粉塵堵塞透氣眼。
3.2.2.透氣磚與傳統(tǒng)吹氣檢查方法相比
與傳統(tǒng)的吹氣檢查方法相比，透氣磚具有以下優(yōu)點：
(1)熔體溫度與成分對稱；
(2)實際操作不動爐，降低能耗；
(3)減少精練時間，提高熱效；
(4)減少建立煤灰；
(5)實際操作可靠，工人勞動效率降低。
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