[发明专利]用于精炼熔融铝合金的设备

说明书

公开了用于在熔融材料流过槽时精炼熔融材料的熔剂注入器组件和方法，其中熔融材料的至少一部分为铝。具有中空本体和分配轮缘的分配杆被配置为：允许熔剂和/或惰性气体经过中空本体，并且当熔融材料流过槽时通过分配轮缘将它们注入到熔融材料内。挡板被配置为定位在相关联的槽中的熔融材料内，以允许熔融材料流经挡板。细长分配杆被定位在相对于挡板的下游位置处。当熔融材料穿过细长分配杆的分配轮缘时，熔融材料的流动速率增加，以将熔剂注入并混合在熔融铝合金内。

本申请要求于2014年8月4日提交的美国临时申请第62/032,853号的权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及用于精炼熔融铝合金的设备和方法。本公开发现了结合熔剂注入组件的特别应用，该熔剂注入组件被配置为当熔融铝合金流过槽时将熔剂引入熔融铝合金，并且将特别参考对其进行描述。然而，应当理解，本示例性实施方式也适于其它类似的应用。

背景技术

熔融金属，诸如铝和铝合金，包括期望在精炼期间除去的痕量的杂质。在已知的精炼工艺中，铝在炉内熔化，并且然后转移到用于金属形成的铸造机。铝通常通过槽从炉转移到铸造机。熔融铝在入口处流入槽中并流过槽从而以基本上连续的方式在出口处离开。在许多情况下，槽包括旨在除去熔融铝内的至少一部分杂质的脱气处理组件和/或过滤器。一些杂质包括溶解的氢气，诸如氧化物、碳化物、硼化物、氧化铝、氧化镁等粒子以及诸如溶解的碱金属(钠(Na)、锂(Li)和钙(Ca))等各种其它元素。这些杂质可在铸造工艺中和在成品的特性上引起不期望的效果。

处理工艺通常利用被配置为在熔融铝内引入熔剂的熔剂注入机构。通常，熔剂包含氯气或氯气与诸如氩气等惰性气体的混合物，当它们结合时，已知它们帮助从熔融铝中除去杂质。一种熔剂的此类示例是由华盛顿斯波坎市的派罗特克有限公司(Pyrotek,Inc)销售的PROMAG_TM。已知氯气和氯盐有效地将碱金属转化为在惰性气体的帮助下聚结并上升到熔融材料的表面的盐。特别地，氢气扩散到惰性气体气泡中并且当粒子在气泡周围聚结并上升到熔融铝合金的顶部时被除去。熔剂和杂质形成渣滓或被周期性撇去或在下游过滤器中捕获的废物副产物。通常，随着渣滓除去氯和/或氯盐。然而，在诸如由于环境损害和处理负担的这些的应用中一直存在消除使用氯气的压力。

在美国专利No.3,767,382中公开了一种在线熔剂注入机构，其利用氯和/或氯盐公开了一种已知的精炼铝的方法。另外，在美国专利No.8,025,712中公开了一种用于在线铝处理的设备和工艺，其通过引用并入本文。这些机构公开了用于精炼熔融铝和熔融铝合金的工艺，其利用包括至少一个分配器的各种室，该分配器具有附接至叶轮的细长旋转轴。当熔剂通过旋转轴或在旋转轴处排出并且在室内通过叶轮分布时，叶轮适于在熔融铝内旋转。叶轮和旋转轴特别用于以足以在熔融合金内提供熔剂的广泛分布从而与其中杂质的高百分比进行化学相互作用的方式将熔剂分布在熔融合金内，同时利用最小量的氯气或氯盐。杂质然后上升到熔融铝合金的表面并且可以被除去。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了用于在熔融材料流过槽时精炼熔融材料的熔剂注入器组件，其中熔融材料的至少一部分为铝。该熔剂注入器组件包括具有中空本体和分配轮缘的细长分配杆，其被配置为允许熔剂和/或惰性气体经过中空本体，并且在熔融材料流过槽时通过分配轮缘将熔剂和/或惰性气体注入到熔融材料内。具有底部边缘的挡板被配置为定位在相关联的槽中的熔融材料内，以允许熔融材料在挡板的底部边缘下方流动。细长分配杆定位在相对于挡板的下游位置。分配轮缘和底部边缘放置在熔融材料内，其中熔融材料的流动速率当熔融材料穿过细长分配杆的分配轮缘时增加，以将熔剂注入并混合在熔融材料内。

在一个实施方式中，细长分配杆的分配轮缘包括沿着分配轮缘向内定位的至少一个凹口。该配置允许较低的气流或气压通过分配轮缘，从而减小从分配轮缘分布的气泡的尺寸，从而减小沿着熔融材料的表面的湍流量。该配置帮助将熔剂与熔融材料混合。