[发明专利]熔融金属过滤箱加热装置

说明书

提供熔融金属过滤装置。该装置包括过滤腔，过滤腔具有底部、金属入口、金属出口和适于由至少一个过滤元件分隔的壁表面，过滤元件具有以多个互连空隙为特征的开放单元结构。过滤元件将过滤腔分隔开。在过滤腔内至少一个加热器设备设置在等于或低于过滤元件的高度处。

优先权信息

本申请要求序列号为62/806,057，于2019年2月15日提交的美国临时申请的利益，通过引用将其公开内容并入本文。

技术领域

本公开通常涉及从熔融金属中过滤杂质的领域。具体地，本公开涉及熔融金属过滤箱的独特设计。然而，应当理解，本示例性实施例也可修改为其他类似的熔融金属过滤系统。

背景技术

在金属的熔化、精炼和成形中，尤其是在熔融金属的铸造中，需要从熔融金属中分离夹杂物。这种夹杂物来自于用于形成熔料的原材料中存在的杂质、来自于形成在熔料表面的熔渣、浮渣和氧化物以及来自于用于形成腔室或容器的耐火材料的小碎片，熔融金属熔料形成在该腔室或容器内。如果不从金属的熔融状态中移除这种夹杂物，其可能会导致最终固化的金属体(铸造操作的最终产品)中的弱化区域和/或孔隙。

通常，在金属铸造操作中，金属熔料在熔炉中形成以及有时合金化或以其他方式精炼，其中组成成分以未熔化废料和/或精炼原始金属的形式添加。低密度固体倾向于向熔料表面迁移，在那里它们要么冒泡，要么与部分和完全固化的氧化物(不同地称为熔渣和浮渣)组合在一起漂浮。这些漂浮的杂质通常可以从熔料表面刮除。然而，较高且相似密度的杂质倾向于在液态熔料中保持一定程度的悬浮状态，不能被刮除或以其他方式目视识别和选择性地从熔融金属中移除。

熔融金属从熔炉中被转移到成形步骤。运输可通过盛钢桶或其他设备完成。或者，熔化的金属可以从熔炉中直接取出，并通过通路手段流向模具-允许连续铸造的过程。

在运输或输送熔融金属的过程中，通常需要确保在最终固化阶段之前从熔料表面移除任何剩余浮渣或熔渣，以及浸没在熔料中的夹带的外来金属间夹杂物。

用来防止外来金属间的物质(包括熔渣或浮渣)夹杂在形成的金属体中方法是在熔炼熔炉和成形阶段之间过滤熔融金属。本领域技术人员熟知用于完成这种过滤步骤的各种手段。过滤示例可在美国专利第4,964,993号，第4,444,377号，第4,426,287号，第4,413,813号，第4,384,888号，第4,330,328号，第4,330,327号，第4,302,502号，第4,298,187号，第4,258,099号，第4,179,102号，第4,159,104号，第4,081371号，第4,032,124号，第3,869,282号和第5,126,047号中找到，上述专利通过引用并入本文。

在这些系统中，使用耐温材料的过滤介质或过滤元件。优选材料防止熔化、与金属的化学反应和高温下的侵蚀而导致的劣化。过滤介质还必须在高温下维持结构的完整性，当然，必须通过化学反应和/或通过机械阻止固体和半液体在其中的流动来截留或阻止固体和半液体的流动。

本领域技术人员已知不同的过滤器设计。例如，通过引用并入本文的美国专利第5,369,063号描述了可以形成板的氧化铝泡沫过滤器。美国专利第5,126,047号教导了与耐火板流体连通的中空矩形棱柱。本领域还使用由过滤管互连的端板组成的筒式过滤器。

筒式过滤器通常被认为是优质过滤器，因为它们拥有卓越的通量、过滤能力和使用寿命。1972年，三井近津区的TKR部门引进了用于熔融铝的过滤系统，该系统被称为“金属过滤器(Metalofilter)”。该金属过滤器如图1所示。金属过滤器可以在脱气单元(如提供的话)之后和铸造单元之前安装。在筒式过滤器的表面或过滤管内捕获夹杂物或杂质颗粒。示例性筒式过滤器如图2所示。过滤管通常安装在带有7、11、18、22或28个过滤管的筒内。

TKR金属过滤器包括加热盖，加热盖包含一组加热器或气体燃烧器，用于预热箱和/或维持熔融金属温度。本公开提供改进的过滤箱，这种过滤箱提供改进的过滤效率。