专利名称:一种液体金属的净化装置的制作方法
本实用新型属于冶金铸造中液体金属的净化装置。
在已有技术例如U.S Patent 4，047，938中，提出在一根下端带有搅拌轮的轴的外面，罩上一根下端带有齿轮形定子的轴套的旋转喷咀式净化装置。公知，提高这类装置净化效率的关键，在于增加搅拌轮的转速，以便在液体金属中形成尺寸小、分布均匀的气泡，同时又要保证液面平稳，防止吸气、氧化和卷渣。已有技术存在如下缺点(1)高转速条件下，金属液面搅动剧烈，甚至在熔池中心形成一个喇叭形负压区，造成液体金属吸气、氧化和卷渣。既便在液面上部施加惰性气体保护，卷渣仍不可避免；(2)气泡分布不均，熔池中心部位气泡密集，影响净化效率；(3)齿轮形定子制作麻烦。
本实用新型的目的在于克服已有净化装置的缺点，设计一种在高转速下，液面平稳，防止吸气、氧化和卷渣，气泡尺寸小、分布均匀，净化效率高，制作简便的液体金属净化装置。
本实用新型的技术解决方案是，在已有装置的轴套下部设置一圆盘形稳流板，稳流板的直径大于搅拌轮的直径。本实用新型具有如下优点(1)加强搅拌轮对稳流板下部液体金属的搅拌作用，使之产生尺寸更小的气泡；(2)减弱搅拌轮对稳流板上部液体金属的搅拌作用，稳定稳流板上部液体金属的流动，使气泡在液体金属中均匀分布，同时又保证液面平稳，防止吸气、氧化和卷渣；(3)允许搅拌轮采用高转速，从而进一步减小气泡尺寸，提高净化效率；(4)稳流板制作简便。
图一是本实用新型的立面图，图二是剖面图。对如下图中空心轴(2)下端设置搅拌轮(9)。搅拌轮(9)有与螺母(10)形状吻合的凹坑。螺母(10)和搅拌轮(9)之间用耐火泥(11)粘接。螺母(10)上部、轴(2)下端套一高强度石墨制作的紧固套(13)，紧固套(13)和搅拌轮(9)之间也用耐火泥粘接。紧固套(13)的作用有二，一是防止液体金属进入轴(2)和轴套(4)的间隙(6)粘接和腐蚀轴(2)；二是与轴套(4)下端的内壁形成滑动轴承，以增加轴(2)的刚度。净化气体由(3)所示方向导入后，沿轴(2)和轴套(4)的间隙(6)、紧固套(13)和轴套(4)的间隙(7)、稳流板(8)下端面和搅拌轮(9)上端面的间隙(12)流出。净化气体也可由(1)所示方向导入，经轴心孔(5)、轴(2)上钻的孔(14)、以及间隙(7)和(12)流出。电动机(附图没有画出)带动轴(2)和搅拌轮(9)旋转后，迫使周围液体金属旋转流动，并在搅拌轮(9)的叶片(15)和轮毂(16)的空隙处形成负压区。由(12)流出的净化气体先进入此负压区；接着，气泡被叶片(15)破碎为小气泡，随即将其抛入搅拌轮(9)周围旋转着的液体金属中；然后，小气泡在液体金属旋转力和自身浮力的共同作用下，沿螺旋线轨迹上升，经过稳流板(8)的外围及其上部的液体金属；最终，经液面离开被净化的液体金属。
本实用新型采用的净化气体，可以是惰性气体如氩气、氮气等，或它们的混合气体；也可以是惰性气体与活性气体如氯气、氟利昂的混合气体。
本实用新型的轴套(4)、稳流板(8)和搅拌轮(9)可采用碳化硅或石墨等耐火材料制作。轴(2)可采用不锈钢制作。
本实用新型既适用于液体金属的分批处理，也适用于连续在线式处理。
本实用新型的净化气体流量参照下式选定Q＝CW／N (1)其中 Q——净化气体的流量，1／min。
C——比吹气率，1／kg。
W——金属净化率，kg／min。
N——净化工艺中采用的净化装置的数目。
本实用新型的搅拌轮(9)的转速，参考下式选定V＝(1500＋100Q＋300E2)／d (2)其中 E＝D0／dV——搅拌轮(9)的转速，周／mimD0——净化容器中搅拌轮(9)所在平面的直径，cm。
d——搅拌轮(9)的直径，cm。
由于气泡尺寸随转速增加而减小，所以，只要液面平稳，电机功率允许，选择高转速有利于提高净化效率。
实现本实用新型的最好方式是，保证如下条件1.5≤D／d≤2 (3)D≤0.35D0(4)其中 D——稳流板(8)的直径，cm。
D0，d同前。
本实用新型实施例分批净化铝液，铝液重600kg，温度720℃。采用内径为φ60cm的净化容器，一个净化装置。对净化后铝液质量要求适中，选比气流率C＝0.7l／kg，处理时间8min，金属净化率W＝600kg／8min＝75kg／min。由式(1)计算得到净化气体流量Q＝52.5l／min。选搅拌轮(9)直径d＝13cm，稳流板(8)直径D＝20cm。由式(2)选定参考转速V＝1011周／min。
权利要求
1.一种冶金铸造中液体金属的净化装置，它由一根下端带有搅拌轮的空心轴和一根静止的轴套组成，其特征在于，轴套的下端设置一稳流板。
2.按照权利要求
1的一种液体金属净化装置，其特征在于稳流板是圆形。
3.按照权利要求
1和权利要求
2的一种液体金属净化装置，其特征在于稳流板的直径大于搅拌轮的直径。
专利摘要
本实用新型提出一种冶金铸造中液体金属的净化装置。已有技术在高转速下，金属液面搅动剧烈，引起吸气、氧化和卷渣，气泡分布不均，定子制作麻烦。本实用新型的目的在于克服上述缺点。它的构造特性是在轴套下端设置一圆盘形稳流板，稳流板直径大于搅拌轮直径。本装置在高转速下，保持液面平稳，防止吸气、氧化和卷渣，气泡尺寸小、分布均匀，净化效率高，不污染液体金属和环境，制作简便。
文档编号C21C7/072GK87200659SQ87200659
公开日1988年1月13日 申请日期1987年1月20日
发明者董良, 高钦, 杨长贺 申请人:大连工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan