一种无残铝的过滤箱流槽的制作方法

本实用新型涉及一种过滤箱流槽装置，特别是指一种铝合金熔液铸造过程中无残铝的过滤箱流槽。

背景技术：

众所周知，铝及其合金由于质量轻、性价比高、造型美、综合性能好，兼之熔点低、有延展性、便于加工制造等优点，已被广泛用于建筑、机械制造、航天、航空等工业领域，成为国民经济与社会发展的重要基础性原材料。在铝合金铸造过程中，一方面为了引导铝液向铸轧系统顺利分流，另一方面为了进一步净化铝液和清除夹渣，通常都需要在熔炼炉和铸轧系统之间设计一条装有过滤箱体的流槽，由于这是铝合金液态处理的最后阶段，因此，这条流槽质量的好坏将直接影响后续铸造或轧制产品的优劣。

对于过滤箱流槽的建设来说，主要涉及两个关键问题，其一是过滤箱材质、结构、形状等的设计；其二是流槽坡度、尺寸、形状、材质等的设计。传统的过滤箱流槽一般采用的是108原料，即普通氧化铝及高铝水泥烧制而成，主要优点是价格便宜，但是抗铝液冲刷能力非常弱，经常出现掉渣现象，增加了铝液的污染程度。此外，在过滤箱的设计上也有一定缺陷，为了减轻流槽材质容易掉渣所带来的夹渣物污染，一般说来，在过滤箱出口位置都会设置一定高度的坎，让铝液在这里有个沉积过程，而只让上层的液体流出去，这样虽然一定程度上净化了铝液，但同时也造成铝液的浪费，因为总有一定量的铝液残留在过滤箱体内未被使用。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，我们对传统过滤箱流槽进行了改进，提供了一种无残铝的过滤箱流槽。该过滤箱流槽具有整体结构强，表面平整，放流过程不粘铝，抗急冷急热和冲刷能力好，表面材料不易脱落，铝液过滤效果好，无残留铝液等优点。

一种无残铝的过滤箱流槽，主要由流槽和过滤箱两个部分组成，其中，流槽由钢体外壳、保温层、耐火材料等组成；过滤箱由钢体外壳、保温层、耐火材料、过滤板等组成。

过滤箱体的出口进行了优化设计，使其与后面的流槽直接水平连接。

过滤箱流槽中过滤箱和流槽的钢体外壳、保温层和耐火材料的材质均全部相同。

过滤箱流槽的钢体外壳使用了优质A3钢板，钢板厚度0.6cm。

流槽初端设计了15^°的倾斜角度。

过滤箱流槽的保温层使用了硅酸铝耐火纤维棉，其中，流槽的填充厚度3-5cm，过滤箱的填充厚度4-6cm。

过滤箱流槽的耐火材料使用了MATRISIL CV材料，其中流槽的浇注厚度为4-6cm，过滤箱的浇注厚度为5-8cm。

过滤箱体放置的位置在铸造或轧制系统前2米左右。

使用前流槽和过滤箱体的预热温度为400℃~500℃。

过滤板为双层泡沫陶瓷过滤板，型号为30/50PPi，尺寸为508×508mm，使用前均匀预热至750℃~800℃左右。

本实用新型的工作步骤是：

（1）铝液即将放流前5-10分钟时，用天然气火焰枪对流槽及过滤箱进行预热操作，防止铝液急冷而造成炸裂；

（2）将一块双层泡沫陶瓷过滤板放入过滤箱体中，并用天然气火焰枪对其进行预热；

（3）铝液从熔炼炉内放出来后，通过炉体的引槽直接导入流槽入口，然后在一定的坡度条件下，铝液顺着流槽向过滤箱流去，并从箱体的进口流槽渗入陶瓷过滤板，过滤后的铝液从箱体的出口流槽直接水平流出；

（4）通过过滤箱后的铝液进入后续的铸造或轧制流盘里面进行下一步工序。

本实用新型的优点及有益效果：

1、过滤箱内无残铝。与传统过滤箱流槽相比，本实用新型在过滤箱体的出口流槽上进行了优化设计，使出口和后面的流槽水平连接，这样避开了传统流槽内“沉淀池”的结构，因此，通过陶瓷过滤板后的铝液可以全部流出，整个过滤箱体内都不会出现残流铝液，从而提高了铝液的利用率。

2、耐火材质性能好。本过滤箱流槽的壁面是由MATRISIL CV（具有传统水泥含量的熔融石英基耐火浇注料）材料浇注而成的，具有非常平整的表面，很好的铝液流动性，出色的不粘铝性能和优异的抗热冲击性能，能有效防止传统壁面耐火材料脱落现象，不会给铝液引入新的夹渣。

3、铝液流速合适。在整个放流过程中，主要由两个地方来控制铝液的流速，其一是放流口铝液从炉内流出的速度，其二是流槽里铝液的流动速度。第一个地方是由放流口的大小等因素决定，而第二个地方则是由流槽的倾斜度决定的。本实用新型中流槽初始端设计了15^。的倾斜角度，让铝液的流动速度正好匹配过滤和后续铸造或挤压的需要。

4、过滤效果好。在本实用新型的过滤箱体内采用了和传统过滤板不同的双层泡沫陶瓷过滤板，上下两面的过滤孔大小不同，“上大下小”，充分达到了过滤效果，因此，过滤后的铝液干净无夹渣。

本实用新型中，过滤板流槽适合各种铝合金熔体的加工和制备，如铝-铜合金、铝-镁合金、铝-锰合金、铝-硅-镁合金、铝-锌合金等。

附图说明

图1为本实用新型过滤箱流槽的结构设计图；

图2为6061铝合金棒材的金相图；

其中，图中标记1为流槽，2为过滤箱，3为保温层，4为耐火材料，5为钢体外壳，6为过滤板。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步阐述，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之内。在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本设计方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

实例 6061铝合金棒材制备

（1）按照6061铝合金成分进行配料、除气、除渣等相关处理，并调节好温度，准备放流；

（2）放流前8分钟时，用天然气火焰枪对流槽及过滤箱进行预热；

（3）将一块508×508mm的30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板放入过滤箱体中，并用天然气火焰枪对其预热；

（4）6061铝液从熔炼炉内放出来后，通过炉体的引槽直接导入流槽入口，并顺着流槽向过滤箱流去，然后从箱体的进口流槽渗入陶瓷过滤板，过滤后的铝液从箱体的出口流槽直接水平流出；

（5）通过过滤箱后的铝液进入铸模中进行铸棒工序，并得到符合要求的6061铝合金棒材。

放流结束后，观察过滤箱体，未发现残留铝液。对6061铝合金金相分析（图2）发现，合金组织内部洁净，无流槽壁面脱落的耐火材料残渣，也没有大颗粒的夹渣。表明该过滤箱流槽不仅有很好的耐冲刷性能，而且过滤效果非常好，适合工业上推广运用。