[发明专利]采用三相联合实现铝熔体除气除渣的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体地说，本发明涉及一种采用三相联合实现铝熔体除气除渣的方法，还涉及一种采用三相联合实现铝熔体除气除渣的系统。

背景技术

熔炼铝及铝合金时，一般需要对熔体进行精炼处理，即通过各种化学或者物理的方法除去熔体中的夹杂物和气体。

铝及铝合金熔体中最主要的夹杂物是氧化铝，其次是很少量的电解槽夹带出的熔盐夹杂物和其它非金属夹杂物；而铝及铝合金熔体中最主要的气体是氢气，氢气的来源一般是潮湿的空气、原料上未除尽的油污、熔炼时不正确的工艺等。

目前用于除去铝及铝合金熔体中氧化铝和氢气的方法一般有两大类和七种以上的方法，两大类是吸附精炼法和非吸附精炼法，其中吸附精炼法包括浮游法以及过滤精炼法，非吸附精炼法包括真空法、超声波法、电磁场法以及等离子体位法等。

浮游法是一种普遍采用的除渣除气方法，主要是通过各种方式向熔体中通入或加入气体精炼剂（如氯气、氮气、氩气等）、液体精炼剂（如CCl₄和TiCl₄等）及固体精炼剂等用于精炼，其本质是通过各种精炼介质把铝及铝合金熔体中存在的各种气体并把熔体中的夹杂物和氢吸附于其中（部分精炼介质与杂质气体发生化学反应，生成不溶于铝熔体的新的气态物质），最后上浮至熔体表面，而后进行清除。通入或加入精炼剂的手段主要有直管喷吹、旋转喷吹等，上述气体精炼剂中目前用的较多的是高纯氮气和氩气，上述固体精炼剂一般用多种盐类的熔化反应物或机械混合物加工而成（一般含有NaCl、KCl、NaAlF₆等基本成分），成粉末状，有直接加入到炉内精炼的，也有在线通过旋转喷吹设备加入的。

浮游法的常规步骤一般是先进行固体精炼，用于去除铝水中杂质；后进行液体精炼，用于去除铝水中的气体杂质，由于现有工艺一般都是分两步分开进行，从而耗时较久，并且在进行的过程中，还必须保持适当的炉温，另外在进行工艺操作时，还需要打开炉门进行废气排放，从而存在浪费时间和能源，效率低下的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种采用三相联合实现铝熔体除气除渣的方法，在冶炼的过程中，对待处理的熔体同时导入气体、液体、固体粉末三种不同功能的精炼介质，能够同时进行铝及铝合金的除渣和除气工作，从而减少了操作时间，节约了能源；本发明的目的之二是提供了一种采用三相联合实现铝熔体除气除渣的系统。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

本发明的采用三相联合实现铝熔体除气除渣的方法，包括以下步骤：

步骤1）：将液体精炼剂采用加热方式使其汽化，形成液体精炼剂蒸汽；

步骤2）：将液体精炼剂蒸汽吹入固体精炼剂中，形成精炼剂气雾；

步骤3）：将精炼剂气雾引入熔融状态下的铝或铝合金熔体，使其与铝或铝合金熔体充分接触反应；

步骤4）：待达到规定的反应时间后，除去形成于铝或铝合金熔体表面的反应渣。

进一步，步骤1）中，所述加热方式是通过在液体精炼机中设置加热装置来使液体精炼剂汽化；

进一步，步骤2）中，在液体精炼剂蒸汽的压力足够的情况下，直接将液体精炼剂蒸汽吹入固体精炼剂中，形成精炼剂气雾；在液体精炼剂蒸汽的压力不够的情况下，采用加压装置将液体精炼剂蒸汽吹入固体精炼剂中，形成精炼剂气雾；

进一步，步骤3）中，在精炼剂气雾压力足够的情况下，直接引入铝或铝合金熔体中；在精炼剂气雾压力不够的情况下，采用加压精炼气体介质将精炼剂气雾吹入铝或铝合金熔体中；

进一步，步骤4）中所述规定的反应时间为10～30min。

本发明的目的之二是采用以下技术方案实现的：

该采用三相联合实现铝熔体除气除渣的系统，包括液体精炼机、固体精炼机；

所述液体精炼机包括液体精炼剂盛放容器、加热装置和蒸汽引出管道，所述加热装置用于对液体精炼剂盛放容器中盛放的液体精炼剂进行加热，所述蒸汽引出管道用于将产生的液体精炼剂蒸汽引出至固体精炼机；

所述固体精炼机包括固体精炼剂盛放容器、混合腔室和气雾引出管道，所述混合腔室与固体精炼剂盛放容器相连通，所述蒸汽引出管道输出的液体精炼剂蒸汽在混合腔室内与固体精炼剂盛放容器输出的固体精炼剂进行混合，形成精炼剂气雾，并通过气雾引出管道将精炼剂气雾输出至熔化池。

进一步，所述液体精炼机还包括蒸汽输出泵，所述蒸汽输出泵用于液体精炼剂蒸汽的加压输出；