(1)在一号铸造线和25 t生产线采用Aplur旋转喷嘴除气装置,此后在引进装备的基础上,根据生产实际具体情况,与供货厂家共同设计了经济实用且方便的除气装置。
(2)在5#铸造线上我们加装了自己研发的简单实用的除气装置,它是在流槽上用多个小转子进行精炼,转子间用隔板分隔,使铸次间无金属存留,无需加热保温,运行费用大幅降低,除气效果非常好;这种除气装置避免了一般除气装置金属容积大,铸次间放干料多或需加热保温,运行费用高等问题。
(3)制造出紧凑型除气装置。其宽度和高度与流槽接近,在侧面下部安装固定嘴供气。该装置占地极小,放干料少,操作简单,除气效率高,在采用氩气情况下除气率达到36%以上,造价仅仅为传统除气装置的1/4~1/3,运行费用降低30%以上。今后我们将大量采用这种除气装置。这几套装置经过在生产中运行证明不仅净化效果好,而且不污染环境。下面仅对Aplur旋转喷嘴除气装置进行详细介绍,其他除气装置的原理、流程等与其相似。
1 除气工艺流程和原理
精炼气体流程:惰性气体储气罐→在线除气装置气体控制柜→石墨转子喷头→处理的铝合金熔体→进行净化除气处理。
工作原理:在保温炉和铸造机之间放置除气装置,在除气处理池中通过旋转的石墨转子将吹入铝合金熔体的氮气切碎,形成大量的弥散气泡,使铝合金液与氮气在处理池中充分接触,根据气压差和表面吸附原理,气泡在熔体中吸收熔体中的氢,以及吸附氧化夹渣(大的以碰撞的方式,小的以径向拦截方式)之后上升到熔体的表面形成浮渣。而铝合金熔体从除气装置的出口(设在浮渣下部)流向铸造机,铝合金液连续进入除气装置,氮气连续吹入,随着净化处理的行,达到净化铝合金液的目的。
2 除气装置主要组成部分
2.l 处理箱
处理箱包括净化室与加热保温室两个内腔,中间用SiC材质的隔板隔开,两室的底部连通,铝合金液在净化室进行除气除渣后,从隔板下方流入保温室静置保温,保温室采用U形硅碳捧外套碳化硅保护管浸入铝合金液对其加热.箱体外壳由
2.2 升降系统
为保证其精确定位采用两个液压缸作为升降装置,分别用于控制石墨转子与U形硅碳棒加热器加热系统的垂直上下运动,并可以进行90°水平方向旋转,液压系统相对较为稳定,定位准确。
2.3 加热系统
加热系统采用浸入式加热器,U形硅碳棒外套圆柱形的碳化硅或氮化硅保护管。在管内设有测温热电偶、可以实现温度自动控制、功率在2 kW~26 kW范围内任意调节。温控系统采用最先进的功率集成单元实现全自动控制,避免加热器通、断电缺少缓冲阶段的缺点,U形硅碳棒加热器在频繁的通断电中,不断受到主电流冲击,若无缓冲阶段加热器易老化,寿命短。
2.4 石墨转子
石墨转子旋转喷嘴由高纯度石墨制成,喷嘴的结构除考虑应打散气泡外,还利用搅动铝合金熔体产生的离心力,使熔体进入喷嘴内与水平喷出的气体均匀混合,形成气/液流喷出,增加气泡与铝合金液的接触面积和接触时间,提高除气净化效果。石墨转子的转速可以通过变频器调速控制,最高可达400 r/min。石墨转子规格为Φ
2.5 控制系统
控制系统包括气体和电气两部分,分别设有各自的控制柜。
(l)气体控制:包括氮气和压缩空气控制,设有手动/自动控制。根据实际需要,按处理/保持两状态自动调整氩气供给量,并经过电磁气体流量计可在电脑操作画面上看到精确的氮气流量,氮气流量按工艺要求自动整定好后自动锁定,保证整个处理过程氮气流景均匀稳定,操作方便可靠。压缩空气主要使箱盖与箱体之间密封,以保证热量不大量散失。
(2)电气控制:电控部分主要有传动控制、温度控制两方面。传动控制单元是控制石墨转子提升、旋转,配备变频无极调速装置,使转子可以无阻碍直线性调速。而温控单元主要控制加热器的加热功能。电控系统采用PLC集中控制。各种控制单元的采集参数进入中央处理器,对各个工艺参数,执行元件通过人/机操作画面进行在线监控,如有故障自动报警,并可以远程控制。
3 结束语
目前这三种除气装置成功地用于我厂铸造生产线系统中,设备性能稳定,对铝合金熔体有良好除气净化效果.除气率达30%以上,使铸锭的气孔、夹渣等缺陷明显下降,提高了铝材产品质量的合格率。