Оборудование для онлайн-очистки расплава алюминия

Оксидную пленку и частицы примесей, находящиеся во взвешенном состоянии в расплаве алюминия, трудно полностью удалить в печи с большой открытой поверхностью. Использование флюса с помощью устройства для распыления порошка дает лучший эффект, но все же достичь цели всесторонней очистки расплава алюминия по-прежнему сложно. Поэтому, помимо использования флюса для удаления части загрязняющих примесей в печи большой вместимости, на современных литейных цехах также применяется оборудование для очистки в режиме реального времени, установленное вне печи, для проведения комплексной очистки расплава алюминия, вытекающего из печи-держателя, с целью полного удаления остаточного газа и шлака из расплава.

Оборудование для очистки в режиме онлайн

Содержание

Оборудование для онлайн-очистки расплава алюминия

Принцип работы оборудования для очистки вне печи заключается в том, чтобы обеспечить полный контакт расплавленного алюминия и газа в небольшой очистной печи, оснащенной нагревателем, благодаря чему водород, присутствующий в расплавленном алюминии, диффундирует в инертные пузырьки с нулевым парциальным давлением водорода и удаляется из расплава. Твердый шлак, находящийся во взвешенном состоянии в жидком алюминии, также адсорбируется на поверхности пузырьков и удаляется вместе с ними. После очистки в процессе производства содержание водорода в жидком алюминии может быть снижено до половины исходного значения; неметаллические включения диаметром менее 50 мкм могут быть удалены с помощью установки 50%. Это важно для производства алюминиево-магниевых сплавов и прямой отбора жидкого алюминия из электролизных ячеек для производства алюминия.

Газ для очистки может распыляться в виде мельчайших пузырьков в расплав алюминия через вращающееся сопло, распылительное сопло или пористую керамическую пластину. Очиститель, установленный снаружи печи, имеет патентное название изобретателя. Для предотвращения вторичного загрязнения расплава алюминия в очистительной печи некоторые устройства также покрывают поверхность расплава алюминия газом для очистки. В качестве инертного газа может использоваться азот или аргон. В качестве азота необходимо использовать азот высокой чистоты с чистотой более 99,995%, точка росы которого ниже -70 ℃. Чистота аргона должна быть выше 99,98%, а содержание воды и кислорода — менее 0,01%. Стоимость аргона выше, чем азота, но его преимущество заключается в том, что он не вступает в реакцию с расплавленным алюминием с образованием соединений при высоких температурах. После очистки расплавленного алюминия в процессе производства содержание водорода должно быть ниже 0,12 мл/100 г (Al). Для продукции со строгими требованиями к качеству содержание водорода должно быть ниже 0,10 мл/100 г (Al).

Время прохождения расплавленного алюминия через очистное устройство очень короткое. После обработки мелкие шлаковые частицы и включения небольшого размера трудно отделить от расплавленного алюминия за столь короткий промежуток времени. Для обеспечения чистоты расплавленного алюминия все внешние очистные устройства оснащены фильтрующим устройством, предназначенным для удаления взвешенных частиц. Примеси в расплавленном алюминии имеют вид плёнки или частиц; толщина плёнки составляет 0,1–0,5 мкм, а длина или ширина — 10–5000 мкм; диаметр частиц составляет 0,1–50 мкм; к примесям относятся оксиды, такие как Al₂O₃, SiO₂, MgO, а также AlF₃, Al₄C₃, AlN и другие неоксидные соединения.

В фильтре для жидкого алюминия обычно используется керамические фильтры с пенопластовым наполнителем. Когда расплав алюминия проходит через извилистые и сообщающиеся каналы в пенокерамике, внутренние примеси оседают на стенках каналов под действием гидродинамики, инерции, перехвата, столкновений, адсорбции и т. д. В результате чистый расплав алюминия поступает в литьевую и прокатную пластины. Эффективность фильтрации пенокерамической пластины напрямую зависит от диаметра микропор, однако диаметр улавливаемых примесей значительно меньше среднего диаметра микропор. Пенокерамические пластины обычно заменяют один раз за цикл работы печи, чтобы обеспечить проходимость расплавленного алюминия и предотвратить повторное попадание в расплав алюминия примесей и частиц шлака, осевших в порах.