RU2238990C1 - Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) - Google Patents
Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238990C1 RU2238990C1 RU2003109968/02A RU2003109968A RU2238990C1 RU 2238990 C1 RU2238990 C1 RU 2238990C1 RU 2003109968/02 A RU2003109968/02 A RU 2003109968/02A RU 2003109968 A RU2003109968 A RU 2003109968A RU 2238990 C1 RU2238990 C1 RU 2238990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- melt
- gas
- rotor
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Группа устройств относится к металлургической промышленности, а именно к аппаратам для рафинирования расплавленных металлов и их сплавов, например алюминия, магния, а также таких щелочных и щелочноземельных металлов, как бериллий, кальций, калий, натрий, литий и других, предназначенных для использования в производстве одного из указанных металлов, например первичного алюминия, а также подвергаемого вторичной или частичной вторичной переработке этого металла и его сплавов.The group of devices relates to the metallurgical industry, namely, apparatus for refining molten metals and their alloys, for example aluminum, magnesium, as well as alkali and alkaline earth metals such as beryllium, calcium, potassium, sodium, lithium, and others, intended for use in production one of these metals, for example primary aluminum, as well as subjected to secondary or partial secondary processing of this metal and its alloys.
Расплавленный металл, например алюминий, получаемый из большинства таких традиционных источников, как первичный металл, лом и подвергаемые переплаву слитки, как правило, необходимо подвергнуть очистке перед разливкой в слитки, листы или прутки. Это можно осуществить путем продувки инертного газа, например азота или аргона, через алюминий в расплавленном состоянии. При некоторых вариантах конструктивного исполнения добавляется газообразный галоген, обычно хлор, или же газообразный галоген для подобных целей очищения может использоваться один. Этот тип обработки может привести к удалению растворенного водорода, таких щелочных металлов, как натрий, калий и литий, таких щелочноземельных металлов, как кальций, а также таких небольших частиц твердых тел, как оксид алюминия и других неметаллических включений. Эффективность данного объема газа при такой обработке увеличивается за счет уменьшения размера пузырьков газа в расплавленном алюминии, что тем самым увеличивает общую площадь поверхности раздела газ - металл. Эффективность газовых пузырьков увеличивается также за счет диспергирования указанных газовых пузырьков по объему обрабатываемого расплавленного алюминия.Molten metal, such as aluminum, obtained from most conventional sources such as primary metal, scrap and ingots subjected to remelting, usually needs to be cleaned before being cast into ingots, sheets or rods. This can be done by purging an inert gas, such as nitrogen or argon, through aluminum in the molten state. In some embodiments, gaseous halogen, usually chlorine, is added, or gaseous halogen can be used alone for such purification purposes. This type of treatment can remove dissolved hydrogen, alkali metals such as sodium, potassium and lithium, alkaline earth metals such as calcium, as well as small particles of solids such as alumina and other non-metallic inclusions. The efficiency of a given volume of gas during this treatment is increased by reducing the size of the gas bubbles in the molten aluminum, thereby increasing the total gas-metal interface. The efficiency of gas bubbles also increases due to the dispersion of these gas bubbles in the volume of processed molten aluminum.
Одним из очень эффективных способов одновременного получения очень маленьких пузырьков и их диспергирования является использование вращающегося сопла, располагающегося в объеме расплавленного алюминия. Для этой цели имеются серийные системы. Скорость рафинирования подобной системы вращающегося сопла можно увеличить за счет увеличения расхода используемого в ней технологического газа. Обычно также для продолжения требуемой выработки небольших пузырьков и диспергирования указанных небольших пузырьков в расплавленном алюминии в зоне рафинирования системы необходимо увеличивать скорость вращения сопла. Подобное возрастание расхода газа и скорости вращения сопла обычно сопровождается повышенным вихреобразованием и турбулентностью на поверхности расплавленного алюминия. Однако максимальная скорость рафинирования данной системы рафинирования ограничивается максимальным допустимым вихреобразованием и турбулентностью на поверхности или возникающей неровностью поверхности.One of the very effective methods for simultaneously producing very small bubbles and dispersing them is to use a rotating nozzle located in the volume of molten aluminum. Serial systems are available for this purpose. The refining speed of such a rotating nozzle system can be increased by increasing the flow rate of the process gas used in it. Typically, also to continue the required production of small bubbles and disperse these small bubbles in the molten aluminum in the refining zone of the system, it is necessary to increase the speed of rotation of the nozzle. A similar increase in gas flow rate and nozzle rotation speed is usually accompanied by increased vortex formation and turbulence on the surface of molten aluminum. However, the maximum refining rate of this refining system is limited by the maximum allowable vortex and turbulence on the surface or the resulting surface roughness.
В своей основе упомянутый процесс включает диспергирование продуваемого газа в форме чрезвычайно небольших пузырьков газа в объеме расплава. Водород удаляется из расплава путем десорбции в пузырьки газа, тогда как другие неметаллические загрязнения поднимаются в слой дросса за счет флотации. Передача водорода из расплава внутрь пузырьков инертного газа осуществляется за счет разности парциальных давлений. Водород имеет высокий коэффициент диффузии в алюминиевые расплавы, а реакция переноса в основном управляется поверхностью раздела. Чем больше поверхность раздела, тем меньше время, необходимое для достижения заданной степени дегазации. Кроме того, чем больше поверхность раздела, тем выше вероятность встречи и захвата включения пузырьком. Таким образом, чем больше площадь поверхности, тем больше эффективность рафинирования.Basically, said process involves dispersing the purged gas in the form of extremely small gas bubbles in the melt volume. Hydrogen is removed from the melt by desorption into gas bubbles, while other non-metallic contaminants rise into the dross layer due to flotation. Hydrogen is transferred from the melt into inert gas bubbles due to the difference in partial pressures. Hydrogen has a high diffusion coefficient in aluminum melts, and the transfer reaction is mainly controlled by the interface. The larger the interface, the less time it takes to achieve a given degree of degassing. In addition, the larger the interface, the higher the likelihood of a meeting and capture of inclusion by a bubble. Thus, the larger the surface area, the greater the refining efficiency.
Диспергирование продуваемого газа сопровождается использованием вращающихся устройств распределения газа, которые создают в расплаве высокую степень турбулентности. Турбулентность приводит к тому, что наибольшие неметаллические частицы агломерируют в большие агрегаты частиц, которые флотируются к поверхности расплава пузырьками газа. Турбулентность вызывает столкновение и рост небольших пузырьков газа. Эта турбулентность в металле также гарантирует тщательное перемешивание продуваемого газа с расплавом и сохраняет внутреннюю часть сосуда свободной от нарастания отложений и окислов. Неметаллические примеси, флотируемые из металла, удаляются из системы с дроссом, тогда как водород, десорбированный из металла, покидает систему вместе с израсходованным газом продувки.Dispersion of the purged gas is accompanied by the use of rotating gas distribution devices that create a high degree of turbulence in the melt. Turbulence leads to the fact that the largest non-metallic particles agglomerate into large aggregates of particles that float to the surface of the melt with gas bubbles. Turbulence causes collisions and the growth of small gas bubbles. This turbulence in the metal also ensures thorough mixing of the purged gas with the melt and keeps the inside of the vessel free from buildup of deposits and oxides. Non-metallic impurities floated from the metal are removed from the dross system, while hydrogen stripped from the metal leaves the system with the expelled purge gas.
Вращающееся устройство распределения газа содержит вал и ротор с лопастями (соединенный муфтой с валом) и статор с лопастями, которые взаимодействуют друг с другом и обеспечивают требуемую картину распределения пузырьков в расплаве. Данное устройство во время своей работы создает такое распределение течения в металле в окрестности самого устройства, при котором образующиеся пузырьки газа переносятся вдоль результирующего вектора потока, направленного по радиусу наружу и имеющего направленную вниз относительно оси устройства вдувания компоненту. Подобная картина течения обладает рядом достоинств. Во-первых, в объеме расплава создается фактически вертикальное перемешивание, в результате чего направленный вниз вдоль устройства поток в сочетании с вращающимися лопастями вызывает дробление газа на мелкие дискретные газовые пузырьки. Во-вторых, быстрое транспортирование газовых пузырьков от точки их введения в расплав предотвращает их слияние в зоне, где концентрация газовых пузырьков является наибольшей. В-третьих, время нахождения хорошо диспергированных газовых пузырьков в расплаве оказывается увеличенным, поскольку газовые пузырьки не поднимаются сразу же к поверхности после образования под действием силы тяжести.The rotating gas distribution device comprises a shaft and a rotor with blades (connected by a sleeve to the shaft) and a stator with blades that interact with each other and provide the desired pattern of bubble distribution in the melt. This device during its operation creates such a distribution of the flow in the metal in the vicinity of the device itself, in which the resulting gas bubbles are transferred along the resulting flow vector, directed outward along the radius and having a component directed downward relative to the axis of the injection device. A similar flow pattern has several advantages. Firstly, virtually vertical mixing is created in the melt volume, as a result of which the downward flow along the device in combination with rotating blades causes gas to be crushed into small discrete gas bubbles. Secondly, the rapid transportation of gas bubbles from the point of their introduction into the melt prevents their confluence in the zone where the concentration of gas bubbles is the highest. Thirdly, the residence time of well-dispersed gas bubbles in the melt is increased, since gas bubbles do not rise immediately to the surface after formation by gravity.
Известный аппарат представляет собой сосуд, который снабжен входным отверстием для алюминия, выпускным отверстием для расплавленного металла и, по крайней мере, одним вращающимся устройством для распределения газа, располагающимся в сосуде. Существует множество различных вариантов устройства распределения газа, которые представляют собой вращающийся вал, соединенный на верхнем конце с приводом и на нижнем конце - со снабженным лопатками круглым ротором. Таким образом, ротор монтируется для вращения и вращается вплотную к статору. Между ротором и статором предусмотрено небольшое пространство. Предусмотрен канал для подвода газа для рафинирования к ротору. Газ для рафинирования подается в объем расплавленного алюминия за счет небольшого зазора между ротором и статором. Газ для рафинирования подается в верхнюю часть канала под достаточным давлением, обеспечивающим впрыск в сосуд (см., например, описание к патенту США 5234202, опубликованное 10.08.1993).The known apparatus is a vessel that is equipped with an inlet for aluminum, an outlet for molten metal and at least one rotating device for distributing gas located in the vessel. There are many different variants of a gas distribution device, which are a rotating shaft connected at the upper end to a drive and at the lower end to a circular rotor equipped with blades. Thus, the rotor is mounted for rotation and rotates close to the stator. There is a small space between the rotor and the stator. A channel for supplying gas for refining to the rotor is provided. Refining gas is supplied to the volume of molten aluminum due to the small gap between the rotor and stator. Gas for refining is supplied to the upper part of the channel under sufficient pressure to provide injection into the vessel (see, for example, the description of US patent 5234202, published 10.08.1993).
Избыточная турбулентность поверхности является нежелательной в системе рафинирования по нескольким причинам. Увеличенная площадь поверхности металла, которая при этом создается, приводит к более высоким скоростям реакции с любым химически активным газом, который может присутствовать. Например, кислород воздуха будет вступать в реакцию, образуя пленки окислов алюминия, а водяные пары из воздуха будут вступать в реакцию, образуя водород в металле и пленках окислов. Кроме того, когда твердые частицы выносятся к поверхности расплавленного металла пузырьками газа для рафинирования, турбулентность поверхности может вмешаться в процесс их желаемого отделения от указанных пузырьков и включения в плавающий слой дросса, образующегося над объемом расплавленного алюминия. Избыточная турбулентность может также вызвать повторное диспергирование плавающего дросса в расплавленном алюминии.Excessive surface turbulence is undesirable in the refining system for several reasons. The increased surface area of the metal, which is created in this case, leads to higher reaction rates with any chemically active gas that may be present. For example, atmospheric oxygen will react to form aluminum oxide films, and water vapor from the air will react to form hydrogen in the metal and oxide films. In addition, when solid particles are carried to the surface of the molten metal by gas bubbles for refining, surface turbulence can interfere with the process of their desired separation from these bubbles and inclusion of a dross formed over the volume of molten aluminum in the floating layer. Excessive turbulence can also cause re-dispersion of floating dross in molten aluminum.
Помимо поверхностной турбулентности внутри реакционного сосуда также является нежелательным образование вихрей на поверхности и под поверхностью. Наличие вихреобразования, особенно вдоль центральной вертикальной оси, приводит к захвату и засасыванию дросса и частиц шлака назад в расплав, что тем самым приводит к внутреннему увеличению нагрузки на аппарат для рафинирования. Эта проблема является острой, особенно для “встроенных в линию” систем обработки с высокими значениями расхода металла, которые обеспечивают номинальное время пребывания металла внутри реакционного сосуда менее пяти минут. Хотя количественное воздействие избыточного вихреобразования на поверхности и турбулентности измерить трудно, хорошо известно и является общепризнанным, что сильное вихреобразование и поверхностная турбулентность являются нежелательными, а те, кто имеет опыт в данной области, стремятся ограничить вихреобразование и турбулентность на поверхности.In addition to surface turbulence inside the reaction vessel, the formation of vortices on and below the surface is also undesirable. The presence of vortex formation, especially along the central vertical axis, leads to the capture and suction of dross and slag particles back into the melt, which thereby leads to an internal increase in the load on the refining apparatus. This problem is acute, especially for “in-line” processing systems with high metal flow rates that provide a nominal metal residence time of less than five minutes inside the reaction vessel. Although the quantitative effects of excessive vortex formation on the surface and turbulence are difficult to measure, it is well known and recognized that strong vortex formation and surface turbulence are undesirable, and those who are experienced in this field seek to limit vortex formation and turbulence on the surface.
Одним из результатов увеличения скорости вращения ротора в объеме расплавленного металла и/или увеличения расхода газа в аппаратах для рафинирования предшествующих конструкций является образование довольно хорошо очерченного и, как правило, тороидального течения только части расплавленного алюминия внутри всей массы расплавленного алюминия, что оставляет значительную часть массы расплавленного алюминия не перемешанной и, по существу, не обработанной. Образование тороидального течения описывается в патенте США 3743263, 03.07.1973. Образование тороидального течения в предшествующих вариантах конструкции всегда имеет тенденцию приводить к направленному вниз потоку алюминия, а следовательно, к появлению шлака или дросса в непосредственной близости от статора. Таким образом, данный аппарат, по крайней мере, в небольшой степени является наносящим вред своей работе с той точки зрения, что в действительности в расплавленный алюминий могут вводиться или повторно вводиться примеси. Совместное действие вихреобразования и тороидального течения обеспечивает в устройствах предшествующей конструкции лишь ограниченную эффективность рафинирования. Единственным имеющимся средством для уменьшения вихреобразования и снижения отрицательного воздействия тороидального течения во всех устройствах предшествующих конструкций является снижение скорости вращения ротора. Однако при более низких скоростях ротора фрагментация струи газа на мелкие пузырьки не является оптимальной и поэтому становится недостижимым диспергирование мелких пузырьков с большой площадью поверхности.One of the results of increasing the rotor speed in the volume of molten metal and / or increasing the gas flow rate in the apparatus for refining previous constructions is the formation of a fairly well-defined and, as a rule, toroidal flow only part of the molten aluminum within the entire mass of molten aluminum, which leaves a significant part of the mass molten aluminum is not mixed and essentially untreated. The formation of a toroidal flow is described in US patent 3743263, 03/03/1973. The formation of a toroidal flow in previous designs always tends to lead to a downward flow of aluminum, and therefore to the appearance of slag or dross in the immediate vicinity of the stator. Thus, this apparatus, at least to a small extent, is detrimental to its operation from the point of view that, in reality, impurities can be introduced or reintroduced into the molten aluminum. The combined action of vortex formation and toroidal flow in the devices of the previous design provides only limited refining efficiency. The only available means to reduce vortex formation and reduce the negative effects of toroidal flow in all devices of previous designs is to reduce the rotor speed. However, at lower rotor speeds, fragmentation of the gas jet into small bubbles is not optimal and, therefore, dispersion of small bubbles with a large surface area becomes unattainable.
Из изложенного выше и из изучения предшествующих конструкций становится очевидной сохраняющаяся необходимость в усовершенствованном аппарате для рафинирования расплавленного алюминия, который максимизирует очищающее воздействие газа и предотвращает введение или повторное введение загрязнений из слоя шлака или дросса, который образуется в верхней части.From the foregoing and the study of previous designs, the continuing need for an improved apparatus for refining molten aluminum, which maximizes the cleaning effect of the gas and prevents the introduction or re-introduction of contaminants from the slag or dross layer that forms in the upper part, becomes apparent.
Задачей данного изобретения является разработка устройства для дегазации и разлива расплавленного металла, который максимизирует эффективность рафинирования путем впрыска газа и устраняет внесение загрязнений из дросса или шлака в объем расплава металла как для устройств “порционного типа”, так и для “встроенных в линию устройств непрерывного типа”.The objective of this invention is to develop a device for degassing and spilling molten metal, which maximizes the efficiency of refining by injection of gas and eliminates the introduction of contaminants from dross or slag into the volume of the molten metal for devices of "batch type" and for "built-in line devices of continuous type "
Указанное достигнуто с помощью следующих средств.The indicated has been achieved by the following means.
Согласно первому варианту устройство для дегазации и рафинирования расплава металлов содержит емкость с днищем и боковыми стенками, имеющими входное и выходное отверстия для прохождения расплава металла и, по меньшей мере, одно, размещенное в указанной емкости, средство распределения в расплаве потока газа. Это средство состоит из вала, соединенного верхним концом с приводом, а нижним концом - с ротором. Кроме того, устройство включает статор и канал для подвода газа к ротору, образованный между внутренней поверхностью установленных на валу цилиндрической втулки и конического статора и выполненных на поверхности вала канавок. Общая длина указанных канавок больше длины вала примерно в пять раз, что обеспечивает разогрев потока газа до температуры, близкой или соответствующей температуре расплава. Емкость в поперечном сечении имеет форму многоугольника, например шестиугольника. Вал установлен асимметрично относительно противоположных боковых стенок с входным и выходным отверстиями.According to the first embodiment, a device for degassing and refining a molten metal comprises a container with a bottom and side walls having an inlet and an outlet for passing a molten metal and at least one distribution means in the melt of a gas stream. This tool consists of a shaft connected by the upper end to the drive, and the lower end to the rotor. In addition, the device includes a stator and a channel for supplying gas to the rotor, formed between the inner surface mounted on the shaft of the cylindrical sleeve and the conical stator and grooves made on the surface of the shaft. The total length of these grooves is approximately five times greater than the shaft length, which ensures heating of the gas flow to a temperature close to or corresponding to the melt temperature. The capacity in the cross section is in the form of a polygon, for example a hexagon. The shaft is mounted asymmetrically relative to the opposite side walls with inlet and outlet openings.
По меньшей мере, одна указанная канавка может быть выполнена винтовой, при этом глубина канавки составляет 1-6 мм, а ее ширина 5-10 мм.At least one of the specified groove can be made screw, while the depth of the groove is 1-6 mm, and its width is 5-10 mm.
Канавки могут быть парными, причем каждая пара канавок расположена на равном расстоянии одна от другой.The grooves may be paired, with each pair of grooves being equally spaced from one another.
Вал установлен ближе к стенке с входным отверстием, а разница между расстояниями от вала до стенок с выходным и входным отверстиями соответственно в верхней части емкости не менее 180 мм.The shaft is installed closer to the wall with the inlet, and the difference between the distances from the shaft to the walls with the outlet and inlet, respectively, in the upper part of the tank is at least 180 mm.
Канал для подвода газа к ротору выполнен с обеспечением возможности разогрева потока газа до температуры на 25-75°С, преимущественно на 50°С ниже температуры расплава.The channel for supplying gas to the rotor is made with the possibility of heating the gas stream to a temperature of 25-75 ° C, mainly 50 ° C below the melt temperature.
Устройство имеет дополнительный статор, свободно установленный на валу с возможностью охвата им втулки. Этот статор имеет меньший удельный вес, чем удельный вес расплава для обеспечения плавания в нем.The device has an additional stator, freely mounted on the shaft with the possibility of coverage of the sleeve. This stator has a lower specific gravity than the specific gravity of the melt to ensure swimming in it.
По меньшей мере, одна боковая стенка емкости выполнена расходящейся вверх наружу и расположена под углом 95-120° к днищу для обеспечения увеличения объема пузырьков газа без их слияния по мере продвижения указанных пузырьков в расплаве вверх.At least one side wall of the tank is made diverging upward outward and is located at an angle of 95-120 ° to the bottom to provide an increase in the volume of gas bubbles without merging as these bubbles move upward in the melt.
Сразу несколько или все стенки могут быть наклонены к днищу под указанным углом, при этом суммарный угол ниже расхождения стенок по отношению к вертикали и составляет примерно 11°.At once, some or all of the walls can be inclined to the bottom at a specified angle, with the total angle below the divergence of the walls with respect to the vertical and approximately 11 °.
Согласно второму варианту устройство для дегазации и рафинирования расплава металлов содержит емкость с днищем и боковыми стенками, имеющими входное и выходное отверстия для прохождения расплава металла, и, по меньшей мере, одно, размещенное в указанной емкости средство распределения в расплаве потока газа, состоящее из вала, соединенного верхним концом с приводом, а нижним концом -с ротором, статора и канала для подвода газа к ротору. На валу установлена втулка, и дополнительный статор, выполненный с возможностью охвата им втулки и имеющий меньший удельный вес, чем удельный вес расплава для обеспечения плавания в нем.According to a second embodiment, a device for degassing and refining a molten metal comprises a container with a bottom and side walls having inlet and outlet openings for passing the molten metal, and at least one distribution means in the melt for distributing a gas stream in the melt, consisting of a shaft connected by the upper end to the drive, and the lower end to the rotor, a stator and a channel for supplying gas to the rotor. A sleeve is installed on the shaft, and an additional stator, configured to cover the sleeve and having a lower specific gravity than the specific gravity of the melt to ensure swimming in it.
Также как по первому варианту устройства канал для подвода газа к ротору образован между внутренней поверхностью установленных на валу втулки и статора и выполненных на поверхности вала канавок, общая длина которых больше длины вала для обеспечения разогрева потока газа до температуры близкой к температуре расплава, например, на 25-75°С ниже ее.As in the first embodiment of the device, a channel for supplying gas to the rotor is formed between the inner surface of the grooves installed on the shaft of the sleeve and stator and grooves made on the surface of the shaft, the total length of which is greater than the length of the shaft to ensure that the gas flow is heated to a temperature close to the melt temperature, for example, 25-75 ° C below it.
По меньшей мере, одна указанная канавка может быть выполнена винтовой, при этом глубина канавки составляет 1-6 мм, а ее ширина 5-10 мм.At least one of the specified groove can be made screw, while the depth of the groove is 1-6 mm, and its width is 5-10 mm.
По меньшей мере, одна боковая стенка расположена под углом 95-120° к днищу для обеспечения увеличения объема пузырьков газа без их слияния по мере продвижения указанных пузырьков в расплаве вверх.At least one side wall is located at an angle of 95-120 ° to the bottom to provide an increase in the volume of gas bubbles without merging as these bubbles move up in the melt.
Согласно третьему варианту устройство для дегазации и рафинирования расплава металлов содержит емкость с днищем и боковыми стенками, имеющими входное и выходное отверстия для прохождения расплава металла и, по меньшей мере, одно, размещенное в указанной емкости средство распределения в расплаве потока газа, состоящее из вала, соединенного верхним концом с приводом, а нижним концом - с ротором, статора и канала для подвода газа к ротору. Емкость в поперечном сечении имеет форму многоугольника, а, по меньшей мере, одна из ее боковых стенок расположена под тупым углом к днищу для обеспечения увеличения объема пузырьков газа без их слияния по мере продвижения указанных пузырьков в расплаве вверх.According to a third embodiment, a device for degassing and refining a molten metal comprises a container with a bottom and side walls having an inlet and an outlet for passing a molten metal and at least one means for distributing a gas stream in the melt, consisting of a shaft, connected by the upper end to the drive, and the lower end to the rotor, the stator and the channel for supplying gas to the rotor. The container in the cross section has the shape of a polygon, and at least one of its side walls is located at an obtuse angle to the bottom to provide an increase in the volume of gas bubbles without merging as these bubbles move up in the melt.
При этом угол наклона, по меньшей мере, одной боковой стенки емкости к днищу составляет 95-120°.The angle of inclination of at least one side wall of the tank to the bottom is 95-120 °.
Емкость в поперечном сечении в преимущественном варианте устройства имеет форму шестиугольника, а канал для подвода газа к ротору образован между внутренней поверхностью установленных на валу втулки и статора и выполненных на поверхности вала канавок, общая длина которых больше длины вала для обеспечения разогрева потока газа до температуры близкой к температуре расплава, например на 25-75°С ниже ее.The cross-sectional capacity in the preferred embodiment of the device has the shape of a hexagon, and the channel for supplying gas to the rotor is formed between the inner surface of the grooves installed on the shaft of the sleeve and the stator and grooves made on the surface of the shaft, the total length of which is greater than the length of the shaft to ensure heating of the gas flow to a temperature close to to the melt temperature, for example, 25-75 ° C below it.
По меньшей мере, одна указанная канавка, как и в предыдущих вариантах, выполнена винтовой, при этом глубина канавки составляет 1-6 мм, а ее ширина 5-10 мм.At least one of the specified groove, as in the previous versions, is made screw, while the depth of the groove is 1-6 mm, and its width is 5-10 mm.
Устройство имеет дополнительный статор, свободно установленный на валу с возможностью охвата им втулки и имеющий меньший удельный вес, чем удельный вес расплава для обеспечения плавания в нем.The device has an additional stator, freely mounted on the shaft with the ability to cover the sleeve and having a lower specific gravity than the specific gravity of the melt to ensure swimming in it.
Согласно четвертому варианту устройство для дегазации и рафинирования расплава металлов содержит емкость с днищем и боковыми стенками, имеющими входное и выходное отверстия для прохождения расплава металла и, по меньшей мере, одно, размещенное в указанной емкости средство распределения в расплаве потока газа, состоящее из вала, соединенного верхним концом с приводом, а нижним концом - с ротором, статора и канала для подвода газа к ротору. Канал для подвода газа к ротору образован между внутренней поверхностью установленных на валу втулки и статора и выполненных на поверхности вала канавок. Общая длина канавок больше длины вала для обеспечения разогрева потока газа до температуры, близкой к температуре расплава. Емкость в поперечном сечении имеет форму многоугольника, а по меньшей мере одна из ее боковых стенок расположена под тупым углом к днищу для обеспечения увеличения объема пузырьков газа без их слияния по мере продвижения указанных пузырьков в расплаве вверх. Устройство имеет дополнительный статор, свободно установленный на валу с возможностью охвата им втулки и имеющий меньший удельный вес, чем удельный вес расплава для обеспечения плавания в нем.According to a fourth embodiment, a device for degassing and refining a molten metal comprises a container with a bottom and side walls having inlet and outlet openings for passing the molten metal and at least one distribution means in the melt for distributing a gas stream in the melt, consisting of a shaft, connected by the upper end to the drive, and the lower end to the rotor, the stator and the channel for supplying gas to the rotor. A channel for supplying gas to the rotor is formed between the inner surface of the sleeve and stator mounted on the shaft and the grooves made on the shaft surface. The total length of the grooves is greater than the length of the shaft to ensure heating of the gas flow to a temperature close to the temperature of the melt. The container in the cross section has the shape of a polygon, and at least one of its side walls is located at an obtuse angle to the bottom to provide an increase in the volume of gas bubbles without merging as these bubbles move up in the melt. The device has an additional stator, freely mounted on the shaft with the ability to cover the sleeve and having a lower specific gravity than the specific gravity of the melt to ensure swimming in it.
По меньшей мере, одна указанная канавка выполнена винтовой, при этом глубина канавки составляет 1-6 мм, а ее ширина 5-10 мм.At least one of the specified groove is made screw, while the depth of the groove is 1-6 mm, and its width is 5-10 mm.
Емкость в поперечном сечении имеет форму шестиугольника.The capacity in cross section has the shape of a hexagon.
По меньшей мере, одна боковая стенка, расположена под углом 95-120° к днищу емкости.At least one side wall is located at an angle of 95-120 ° to the bottom of the tank.
Канал для подвода газа к ротору выполнен с обеспечением возможности разогрева потока газа до температуры на 25-75°С, преимущественно на 50°С ниже температуры расплава.The channel for supplying gas to the rotor is made with the possibility of heating the gas stream to a temperature of 25-75 ° C, mainly 50 ° C below the melt temperature.
Вал расположен ближе к стенке с входным отверстием, а разница между расстояниями от вала до стенок с выходным и входным отверстиями соответственно в верхней части емкости не менее 180 мм.The shaft is located closer to the wall with the inlet, and the difference between the distances from the shaft to the walls with the outlet and inlet, respectively, in the upper part of the tank is at least 180 mm.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено схематическое изображение продольного сечения устройства предпочтительной конструкции с двумя роторами.The device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic representation of a longitudinal section of a device of a preferred design with two rotors.
На фиг.2 представлен вид сверху на устройство с одним ротором.Figure 2 presents a top view of the device with one rotor.
На фиг.3 представлено увеличенное изображение продольного сечения канала подачи газа к ротору.Figure 3 presents an enlarged image of a longitudinal section of a channel for supplying gas to the rotor.
На фиг.4 представлено схематическое изображение днища и одной из стенок емкости.Figure 4 presents a schematic representation of the bottom and one of the walls of the tank.
Устройство включает двухслойную емкость.The device includes a two-layer capacity.
Наружная стенка 1 емкости-печи (фиг.1) обычно выполняется из стали, а внутренняя тугоплавкая стенка 2, представляющая изолирующий блок с низкой температуропроводностью, - из плавленно-литой окиси алюминия, невосприимчивой к расплавленному алюминию. Для изготовления внутренней стенки 2 емкости могут использоваться и другие огнеупорные материалы, однако, как правило, в состав типичной плавленно-литой окиси алюминия входит от 60 до 96% Аl2O3, 0,2% Fе2О3 и дополняющие прочие материалы. Тугоплавкая стенка 2 емкости имеет, помимо прочего, низкую теплопроводность и обеспечивает изоляцию, которая минимизирует или устраняет необходимость в подводе дополнительного тепла к алюминию в емкости. Наружная конструкция дополняется крышкой печи или сводом 3 и несущей конструкцией (не показана), на которую опирается устройство распределения газа и электродвигатель 4. Операция рафинирования начинается с подачи расплавленного металла в емкость через впускное отверстие 5, которое может иметь обмуровку из блоков карбида кремния или другого огнеупорного материала.The outer wall 1 of the vessel-furnace (Fig. 1) is usually made of steel, and the inner
Расплав алюминия энергично перемешивается и подвергается барботажу газом для рафинирования через вращающееся распределительное устройство для газа. Вращение ротора 6 происходит против часовой стрелки, однако, картина циркуляции, создаваемая в расплаве распределительным устройством, имеет вертикальную компоненту. Как правило, в предшествующих конструкциях образование вихря уменьшалось путем смещения точки симметрии рабочей зоны, как правило, в центр емкости. В попытке минимизировать образование вихря использовались также и перегородки.The aluminum melt is vigorously mixed and sparged with gas for refining through a rotary gas distributor. The rotation of the
Подвергшийся рафинированию металл выходит по трубе 7, схематически изображенной в левой части фиг.1, и подается в выходное отделение 8, которое отделено от основной массы алюминия, находящегося в емкости 2, огнеупорной стенкой 9 из графитовых блоков и/или блоков карбида кремния. Отверстие выходной трубы 7 расположено значительно ниже впускного отверстия 5, т.к. находящийся в нижней части емкости металл после его обработки является наиболее чистым. Днище 10 емкости-печи может иметь обмуровку в виде графитового листа.The refined metal exits through a pipe 7, schematically shown on the left side of FIG. 1, and is fed to the
Дросс 11, плавающий на металле, захватывается лопастью или блоком 12, действующим одновременно как перегородка и шлакоотделитель, собирается на поверхности расплава вблизи от входного отверстия 5, откуда его можно легко удалить. Использованный продувочный газ покидает систему через отверстие 5. Защита пространства в головной части над расплавом обеспечивается путем введения в печь по впускной трубе или совместно для барботирования такого инертного газа, как аргон.The dross 11, floating on metal, is captured by a blade or block 12, acting simultaneously as a baffle and a slag separator, is collected on the surface of the melt near the
Тепло подается в печь любым традиционным методом. Обычно в графитовые блоки, которые удерживаются на месте в контакте с расплавленным алюминием и выполняют двойную функцию (обмуровка + нагрев), вставляются хромоникелиевые нагревательные элементы сопротивления.Heat is supplied to the oven by any conventional method. Typically, graphite blocks, which are held in place in contact with molten aluminum and have a dual function (lining + heating), insert nickel-chromium heating resistance elements.
Свод 3 везде герметично примыкает к остальной части и защищается от нагрева несколькими слоями изоляции. Примером используемой изоляции является алюминиевая фольга с нанесенными волокнистыми силикатами алюминия.Code 3 is everywhere hermetically adjacent to the rest and is protected from heating by several layers of insulation. An example of insulation used is aluminum foil coated with fibrous aluminum silicates.
На фиг.1 изображены два электродвигателя 4. Наряду с электродвигателем предусмотрены система управления температурой, трансформатор и другое обычное оборудование, необходимое для привода распределительного устройства и эксплуатации аппарата, все это оборудование подробно описано в предшествующих конструкциях. Герметизация впускных и выпускных каналов, трубопроводов и иного оборудования с целью защиты целостности замкнутой системы также является традиционной и здесь не показана.Figure 1 shows two electric motors 4. Along with the electric motor, a temperature control system, a transformer, and other conventional equipment necessary for driving the switchgear and operating the apparatus are provided, all these equipment are described in detail in previous designs. Sealing of inlet and outlet channels, pipelines and other equipment in order to protect the integrity of a closed system is also traditional and is not shown here.
Хотя на чертеже показаны два вращающихся распределительных устройства для газа, может быть использовано одно и большее, чем два, их число, при условии пропорционального увеличения размеров аппарата. Показанное газораспределительное устройство или устройство впрыска газа состоит из ротора 6, имеющего лопасти и каналы между ними, при этом ротор вращается с помощью электродвигателя 4 через вал 13, к которому он подсоединен (фиг.2, 3). Вал 13 экранирован от расплава с помощью втулки 14 и полого погруженного в расплав статора 15, на котором закреплена указанная втулка, которая может быть выполнена за одно целое со статором 15, или из соображений экономии, выполняется в виде отдельной детали. Наружная коническая поверхность статора может быть гладкой или иметь лопасти. Конусность статора объясняется необходимостью плавного перехода от ротора 6 к втулке 14. Имеется достаточный зазор между ротором 6 и статором 15, допускающий свободное вращение ротора 6 и обеспечивающий свободное, направленное наружу течение технологического газа.Although two rotary gas distributors are shown in the drawing, one or more than two of them may be used, their number, subject to a proportional increase in the size of the apparatus. The illustrated gas distribution device or gas injection device consists of a
Внутренняя конструкция устройства такова, что там имеется винтовой канал, образуемый одной или большим числом винтовых канавок 16, отформованных на наружной поверхности вала 13 и которые, как уже упоминалось, могут иметь различный по форме профиль и различную шероховатость поверхности. Ширина канавки 16 составляет 5-10 мм и ее глубина 1-6 мм. Через указанный канал можно ввести газ и подать его в зазор между ротором 6 и статором 15, равный 3,2±0,5 мм. Вал 13, втулка 14 и статор 15 выполнены соосными, а указанный канал размещается вокруг этой оси. Вал 13 и ротор 6 имеют оси, которые являются соосными с осью статора 15 и втулки 14. Предусмотрено, но не показано, любое традиционное устройство для подачи газа к верхнему концу канала под достаточным для впрыскивания в сосуд и расплав давлении. Газ нагревается за счет контакта с поверхностями втулки и винтового канала во время его течения в направлении к ротору, так что температура газа к моменту его впрыска в расплав всего на 25-75°С ниже температуры расплава. Это является одной из важных особенностей данного изобретения, о чем будет сказано ниже.The internal structure of the device is such that there is a helical channel formed by one or more
Типичная емкость может иметь примерно 120-190 см в диаметре и по высоте. Типичные устройства для впрыска газа могут иметь диаметр от примерно 10 до 20 см, как при наличии, так и в отсутствие конусности между ротором и втулкой, типичными скоростями ротора являются 400-600 оборотов в минуту при подаче от 0,056 до 0,14 м3 газа в минуту.A typical capacity may be approximately 120-190 cm in diameter and height. Typical gas injection devices may have a diameter of about 10 to 20 cm, both with and without taper between the rotor and the hub, typical rotor speeds are 400-600 rpm with a flow of 0.056 to 0.14 m 3 of gas per minute.
Обратившись вновь к фиг.1, следует отметить, что стенки емкости имеют направленную вверх от днища конусность. Это также является важной особенностью и отличительной чертой настоящего изобретения.Turning again to figure 1, it should be noted that the walls of the tank have a taper directed upward from the bottom. This is also an important feature and feature of the present invention.
Одним из недостатков предшествующих конструкций подобных устройств было слияние пузырьков газа после их впрыска в расплав алюминия. Слияние газа накладывает серьезные ограничения на скорость рафинирования. Слияние создает множество меньших по числу и больших по размерам пузырьков газа во время подъема последних к поверхности. Большие пузырьки увеличивают турбулентность на поверхности раздела между расплавленным алюминием и слоем дросса, вызывая определенное обратное течение или введение назад в алюминий загрязнений из дросса. Меньшие по размеру пузырьки, прибывающие к верхней части алюминия, минимизируют этот источник загрязнений. И что более важно, по мере слияния пузырьков в более крупные значительно уменьшается площадь поверхности раздела газ - расплавленный металл. Это приводит к весьма существенному снижению скорости реакции рафинирования, поскольку эта реакция происходит только на поверхности раздела газ - расплавленный металл.One of the drawbacks of previous designs of such devices was the fusion of gas bubbles after their injection into the aluminum melt. Gas fusion imposes severe restrictions on the refining rate. The merger creates many smaller and larger gas bubbles during the rise of the latter to the surface. Large bubbles increase turbulence at the interface between the molten aluminum and the dross layer, causing a certain reverse flow or the introduction of impurities from the dross back into the aluminum. Smaller bubbles arriving at the top of the aluminum minimize this source of contamination. And more importantly, as the bubbles merge into larger ones, the gas – molten metal interface surface area decreases significantly. This leads to a very significant decrease in the rate of the refining reaction, since this reaction occurs only at the gas-molten metal interface.
Как описывалось ранее, водород удаляется из расплава за счет десорбции газовыми пузырьками, тогда как другие неметаллические загрязнения поднимаются в слой дросса за счет флотации. Перенос водорода из расплава во внутреннюю часть пузырьков инертного газа осуществляется за счет разности парциальных давлений. Водород обладает высоким коэффициентом диффузии в расплавах алюминия и реакция переноса по существу контролируется поверхностью раздела. Чем больше площадь поверхности раздела, тем меньше время, необходимое для достижения заданной степени дегазации. Кроме того, чем больше площадь поверхности раздела, тем выше вероятность у пузырька встретиться с включением и захватить его. Таким образом, чем больше площадь поверхности раздела, тем выше эффективность рафинирования. Более того, вероятность того, что данная область примесей войдет в контакт и прилипнет или прореагирует с газовым пузырьком снижается при уменьшении числа пузырьков и общей поверхности раздела между газом и металлом.As described earlier, hydrogen is removed from the melt due to desorption by gas bubbles, while other non-metallic contaminants rise into the dross layer due to flotation. Hydrogen is transferred from the melt to the inside of the inert gas bubbles due to the difference in partial pressures. Hydrogen has a high diffusion coefficient in aluminum melts and the transfer reaction is essentially controlled by the interface. The larger the surface area of the interface, the shorter the time required to achieve a given degree of degassing. In addition, the larger the interface surface area, the higher the likelihood of the bubble to meet with the inclusion and capture it. Thus, the larger the interface surface area, the higher the refining efficiency. Moreover, the probability that this region of impurities will come into contact and adhere or react with a gas bubble decreases with a decrease in the number of bubbles and the total interface between the gas and the metal.
Два средства для снижения и, фактически, устранения подобного слияния газа и возникающих в результате этого проблем, включены в общую концепцию данного изобретения.Two means for reducing and, in fact, eliminating such a gas fusion and the resulting problems are included in the general concept of the present invention.
Во-первых, как описывалось ранее, газ для рафинирования подвергается предварительному нагреву перед впрыскиванием в расплавленный металл. Хотя могут использоваться и иные конфигурации канавок для нагрева, предпочтительно использовать винтовые пути для потока газа, как это описано в качестве средства предварительного нагрева для технологического газа. В соответствии с данной концепцией, канал течения газа определяется наружной поверхностью вала и внутренней поверхностью втулки и определяет путь течения газа, длина которого выше длины вала. При впрыскивании холодного газа в расплавленный металл он немедленно расширяется примерно так, как это определяется по закону для идеального газа, и при этом образуются более крупные пузырьки. При повышении температуры от комнатной до обычной температуры расплавленного алюминия в 704°С газ расширяется в три раза по сравнению с его исходным объемом при комнатной температуре и том же давлении. Если газ имеет ту же температуру, что и расплав, тогда подобного расширения удается избежать и большую массу газа можно вводить в расплав без загрязнения основного объема или верхней поверхности расплава за счет наличия больших газовых пузырьков.First, as described previously, the gas for refining is preheated before being injected into the molten metal. Although other configurations of grooves for heating may be used, it is preferable to use helical paths for the gas flow, as described as a means of preheating for the process gas. In accordance with this concept, the gas flow channel is determined by the outer surface of the shaft and the inner surface of the sleeve and determines the path of the gas flow, the length of which is higher than the length of the shaft. When cold gas is injected into the molten metal, it immediately expands approximately as defined by the law for an ideal gas, and larger bubbles are formed. As the temperature rises from room temperature to the usual temperature of molten aluminum at 704 ° С, the gas expands three times in comparison with its initial volume at room temperature and the same pressure. If the gas has the same temperature as the melt, then such expansion can be avoided and a large mass of gas can be introduced into the melt without contaminating the main volume or the upper surface of the melt due to the presence of large gas bubbles.
Во-вторых, стенки емкости или, по крайней мере, их часть расходятся вверх от днища наружу под углом а к вертикали, показанным на фиг.4. Днище изображено на примере конструкции, представленной на фиг.1, как плоское и горизонтальное для более легкой иллюстрации концепции изобретения, однако форма днища не является существенно важной. Существенно важным является наличие суммарного расхождения стенок по вертикали наружу от днища. Концептуально форму емкости можно описать как перевернутую грушу, однако такая форма стенок является не единственно возможной. Хотя любое существенное расхождение стенок приведет к улучшению обработки алюминия, как это было описано, при этом оптимальный угол расхождения стенок от днища составляет примерно 95-120°.Secondly, the walls of the tank, or at least part of them, diverge upward from the bottom outward at an angle a to the vertical shown in Fig. 4. The bottom is depicted by the example of the construction shown in FIG. 1 as flat and horizontal to more easily illustrate the concept of the invention, however, the shape of the bottom is not essential. Essentially important is the presence of a total divergence of the walls vertically outward from the bottom. Conceptually, the shape of the container can be described as an inverted pear, however, such a shape of the walls is not the only possible one. Although any significant divergence of the walls will lead to an improvement in the processing of aluminum, as has been described, the optimal angle of divergence of the walls from the bottom is approximately 95-120 °.
Теоретически этот угол по отношению к вертикали должен составлять примерно 10,5°; однако, считается, что близкие к оптимальным результаты могут быть достигнуты в емкостях, у которых этот угол составляет примерно 7-8°. Термин “суммарный угол направленного вверх расхождения стенок” используется здесь для описания емкости, у которой не все стенки расширяются или отклоняются равным образом от воображаемой вертикальной оси, проходящей через центр емкости, а, по крайней мере, несколько стенок расходятся в достаточной мере для того, чтобы обеспечить увеличенную верхнюю поверхность той же общей величины, что и у емкости того же объема с одной расходящейся или равнорасходящимися стенками, имеющими этот суммарный угол направленного вверх расхождения. Таким образом, прямоугольная емкость, имеющая некоторые расходящиеся стенки, обладающая тем же объемом и отношением площади верхней поверхности к площади днища, что и емкость, имеющая форму перевернутой груши, имеющая угол направленного вверх расхождения в 10°, будет иметь суммарный угол направленного вверх расхождения в 10°.Theoretically, this angle with respect to the vertical should be approximately 10.5 °; however, it is believed that close to optimal results can be achieved in containers for which this angle is approximately 7-8 °. The term “total angle of the upward divergence of the walls” is used here to describe a container in which not all walls expand or deviate equally from an imaginary vertical axis passing through the center of the container, but at least several walls diverge sufficiently to in order to provide an enlarged upper surface of the same total size as that of a container of the same volume with one diverging or equally diverging walls having this total angle of upward divergence. Thus, a rectangular container having some diverging walls, having the same volume and the ratio of the top surface area to the bottom area, as a tank having the shape of an inverted pear, having an angle of upward divergence of 10 °, will have a total angle of upward divergence of 10 °.
Суммарный угол направленного вверх расхождения стенок емкости является важным с той точки зрения, что он позволяет пузырькам газа расширяться по мере уменьшения статического давления металла на соответствующие пузырьки при их движении вверх в расплаве. В предшествующей конструкции, по мере того, как пузырьки расширялись при меньшем давлении верхних частей расплава, пузырьки стремились, за счет их увеличенного размера, располагаться ближе друг к другу. Чем ближе сближались пузырьки, тем меньше оказывался поток расплавленного алюминия между пузырьками и тем больше становилась вероятность того, что два или большее число пузырьков сольются, образуя пузырьки большего размера, что порождает вышеуказанные проблемы.The total angle of the upward divergence of the walls of the vessel is important from the point of view that it allows gas bubbles to expand as the static pressure of the metal decreases on the corresponding bubbles as they move upward in the melt. In the previous design, as the bubbles expanded at a lower pressure of the upper parts of the melt, the bubbles sought, due to their increased size, to be closer to each other. The closer the bubbles came closer, the smaller the flow of molten aluminum between the bubbles turned out to be and the more likely it became that two or more bubbles would merge to form larger bubbles, which causes the above problems.
Если предусмотреть аппарат для рафинирования алюминия описываемого типа, а именно емкость для рафинирования, входное отверстие для алюминия, выпускное отверстие для расплавленного алюминия, а также устройство введения газа для впрыскивания струи пузырьков газа в расплав в емкость, у которой стенки имеют суммарное направленное вверх расхождение, то пузырьки газа имеют тенденцию к движению вверх и наружу и при этом уменьшается вероятность слияния пузырьков.If an apparatus for refining aluminum of the type described is provided, namely, a refining tank, an inlet for aluminum, an outlet for molten aluminum, and also a gas injection device for injecting a jet of gas bubbles into the melt into a vessel in which the walls have a total upward divergence, then gas bubbles tend to move up and out, and the likelihood of bubbles merging decreases.
Описанная выше проблема повторного введения примесей из слоя шлака или дросса вблизи от статора решается путем использования плавающего статора 17, показанного на фиг.1. Плавающий статор 17 имеет примерно тот же диаметр, что и ротор 6, и примерно ту же высоту, что и у погруженного статора 15, или же он может иметь несколько больший размер. Удельный вес статора 17 значительно ниже, чем удельный вес расплавленного алюминия для того, чтобы обеспечить плавание даже при наличии обсуждающихся ранее направленных вниз векторов. Общую плотность предпочтительно выбирать таким образом, чтобы статор плавал в находящемся в покое расплавленном алюминии и, в силу обсуждавшихся ранее направленных вниз векторов, находился в подвешенном состоянии в расплавленном алюминии, когда ротор имеет эксплуатационную скорость вращения. Оптимальная плотность легко определяется для данной емкости для рафинирования путем простого экспериментирования. Как правило, общая плотность статора будет лежать в диапазоне от 2,0 до 2,5 кг/см3.The above-described problem of re-introducing impurities from a slag or dross layer close to the stator is solved by using a floating stator 17 shown in FIG. 1. The floating stator 17 has approximately the same diameter as the
Необходимо предусмотреть достаточную площадь поверхности для сбора дросса на верхней поверхности и удаления впрыскиваемого газа, однако, можно использовать сравнительно большой плавающий статор, который имеет диаметр, превышающий диаметр погруженного статора и ротора, например, в 2-5 раз. Плавающий статор 17 блокирует вихрь, который естественно образуется в результате обсуждавшейся ранее тороидальной циркуляции алюминия в расплаве, и тем самым сводит к нулю небольшой поток примесей, которые в предыдущих конструкциях вносились в расплав из слоя дросса, примыкающего к статору.It is necessary to provide a sufficient surface area to collect dross on the upper surface and to remove the injected gas, however, you can use a relatively large floating stator, which has a diameter greater than the diameter of the immersed stator and rotor, for example, 2-5 times. The floating stator 17 blocks the vortex, which naturally forms as a result of the toroidal circulation of aluminum in the melt discussed earlier, and thereby reduces to zero a small stream of impurities, which in previous designs were introduced into the melt from the dross layer adjacent to the stator.
Эти описанные конструкции, предварительный нагреватель для газа, емкость с суммарно расходящимися вверх стенками, а также плавающий статор, фактически, устраняют большинство острых проблем, с которыми сталкивались пользователи устройств предшествующих конструкций.These described constructions, a gas pre-heater, a tank with totally diverging upwards walls, as well as a floating stator, in fact, eliminate most of the acute problems faced by users of devices of previous designs.
Поскольку на чистоту расплавленного металла и отсутствие дефектов внутренней структуры расплавленного алюминия и его сплавов накладываются усложненные требования, современные устройства, с учетом перечисленных выше проблем, терпят неудачу с точки зрения способности к рафинированию алюминия, особенно для таких конечных приложений, как производство алюминиевой фольги, штамповок и прессовок из алюминия аэрокосмического и оборонного качества, алюминиевых листов с блестящим анодированием, алюминиевых блоков двигателей в автомобильной промышленности. Требования качества и давление со стороны конечных потребителей алюминия на производителей алюминия, наряду с существующим наличием приборов для определения нарушений чистоты поверхности металла гарантирует быстрое коммерческое использование настоящего изобретения.Since the purity of the molten metal and the absence of defects in the internal structure of molten aluminum and its alloys are imposed by complicated requirements, modern devices, taking into account the above problems, fail in terms of the ability to refine aluminum, especially for such end-use applications as the production of aluminum foil, stampings aerospace and defense quality aluminum compacts, brilliant anodized aluminum sheets, aluminum engine blocks in automotive industry. The quality requirements and pressure from the end consumers of aluminum on aluminum producers, along with the existing availability of instruments for determining violations of the cleanliness of the metal surface, guarantee the rapid commercial use of the present invention.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109968/02A RU2238990C1 (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109968/02A RU2238990C1 (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2238990C1 true RU2238990C1 (en) | 2004-10-27 |
| RU2003109968A RU2003109968A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=33537837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003109968/02A RU2238990C1 (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2238990C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109136616A (en) * | 2018-11-05 | 2019-01-04 | 广东华劲金属型材有限公司 | A kind of die casting molten aluminum off gas system and its processing method |
| RU2695695C2 (en) * | 2014-08-04 | 2019-07-25 | Пиротек, Инк. | Device for refining molten aluminum alloys |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3743263A (en) * | 1971-12-27 | 1973-07-03 | Union Carbide Corp | Apparatus for refining molten aluminum |
| US3870511A (en) * | 1971-12-27 | 1975-03-11 | Union Carbide Corp | Process for refining molten aluminum |
| EP0500052A2 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-26 | Foseco International Limited | Improved gas dispersion apparatus for molten aluminum refining |
-
2003
- 2003-04-08 RU RU2003109968/02A patent/RU2238990C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3743263A (en) * | 1971-12-27 | 1973-07-03 | Union Carbide Corp | Apparatus for refining molten aluminum |
| US3870511A (en) * | 1971-12-27 | 1975-03-11 | Union Carbide Corp | Process for refining molten aluminum |
| EP0500052A2 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-26 | Foseco International Limited | Improved gas dispersion apparatus for molten aluminum refining |
| RU2090635C1 (en) * | 1991-02-19 | 1997-09-20 | Юнион Карбайд Индастриал Тэзис Текнолоджи Корпорейшн | Apparatus for refining aluminium smelt and device for dispersion supply of gas into aluminium smelt in apparatus for refining aluminium smelt |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695695C2 (en) * | 2014-08-04 | 2019-07-25 | Пиротек, Инк. | Device for refining molten aluminum alloys |
| CN109136616A (en) * | 2018-11-05 | 2019-01-04 | 广东华劲金属型材有限公司 | A kind of die casting molten aluminum off gas system and its processing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5846481A (en) | Molten aluminum refining apparatus | |
| EP1132487B1 (en) | Gas treatment of molten metals | |
| US5660614A (en) | Gas treatment of molten metals | |
| US3743263A (en) | Apparatus for refining molten aluminum | |
| EP0017150B1 (en) | Apparatus for refining molten aluminium | |
| US4047938A (en) | Process for refining molten metal | |
| IE53805B1 (en) | A rotary gas dispersion device for the treatment of a bath of liquid metal | |
| US6056803A (en) | Injector for gas treatment of molten metals | |
| RU2238990C1 (en) | Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions) | |
| KR102079388B1 (en) | Continuous type aluminum complex furnace | |
| RU30751U1 (en) | Device for degassing and refining molten metals and their alloys (options) | |
| CN200974860Y (en) | Molten Aluminum Refining Equipment | |
| JPH0563529B2 (en) | ||
| CA1095732A (en) | Process for refining molten metal | |
| CN101104888B (en) | Molten aluminum refining apparatus | |
| CA2073706A1 (en) | Apparatus and process for the refinement of molten metal | |
| CN110004305B (en) | Online refining device of molten aluminum | |
| JPH02438Y2 (en) | ||
| JP2007204843A (en) | Nozzle device for blowing gas, and gas-blowing facility provided with the same | |
| RU2026365C1 (en) | Device for treatment of molten metal | |
| JPS644832Y2 (en) | ||
| WO1996030143A1 (en) | Method of fluid dispersion and apparatus therefor | |
| GB2125435A (en) | Process and apparatus for purifying metal melts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080409 |