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CN103103362B - 铝水反向双级过滤方法及过滤装置 - Google Patents

铝水反向双级过滤方法及过滤装置 Download PDF

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曾斌
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Abstract

本发明公开了一种铝水反向双级过滤方法及过滤装置，属冶金技术领域，包括铝水过滤通道、沿铝水流向依次水平设置于铝水过滤通道内的一级陶瓷过滤板和二级陶瓷过滤板，铝水由上至下通过一级陶瓷过滤板并由下至上通过二级陶瓷过滤板，本发明在特定的工艺条件下通过上述装置进行铝水双级过滤，并在二级陶瓷过滤板处铝水上升通过过滤板，有效利用重力影响，达到较佳的过滤效果，所得铝水纯净度较高。过滤通道采用内螺旋管可使铝水旋转前进通过二级陶瓷过滤板，使较小颗粒旋转聚集成为较大的颗粒沉降至过滤通道底部，提高过滤效果；本发明结构简单，过滤效果好，实施成本低，可用于替代现有单极过滤装置和成本较高的铝水在线处理技术。

Description

铝水反向双级过滤方法及过滤装置
技术领域
本发明涉及有色金属熔炼铸造技术领域，特别涉及一种铝水的过滤设备及过滤方法。
背景技术
随着市场竞争的日益激烈，对铝产品的质量要求越来越高，要提高铝产品的质量，首先要提高铝铸锭的质量。影响铝铸锭质量的主要因素之一是铝熔体中所存在的杂质无法有效的去除，这些杂质恶化了铸锭的铸造组织，破坏了金属的连续性和致密性，造成铸锭疏松、气孔、夹渣等缺陷，从而降低了铝材的加工性能和使用性能，严重影响铝产品的质量。
为提高铝锭质量，净化铝熔体最关键、最重要、但也最难。需在铝水浇铸前利用过滤装置对其进行过滤除渣，目前，较典型简单的过滤装置为箱式单级或双级过滤装置，该过滤装置中，铝水均是沿同一方向水平或由上至下通过过滤板，过滤效果差，过滤压力较小，不能达到很好的除渣效果。为改善过滤效果，出现了多种铝水过滤技术，其中，铝水在线处理技术较为流行，如国外的MINT、SNIF、ALPUR等，这些技术能确保进入结晶器的铝水被均匀地处理，可有效提高铝锭的纯净度和质量均一性。国内的PPF也有较好的效果。另外，铝水过滤装置中比较有代表性的还有管式过滤器和陶瓷球过滤器，但他们均存在一定的不足，对粒度较小的颗粒杂质过滤效果不佳。
因此，需研究一种较佳的铝水过滤工艺及具有良好除渣效果的铝水过滤装置，以探索一种可对纯化铝熔体将起到更好的作用且既能提高铝铸锭质量又能降低生产成本的新路。适合于采用短流程(即采用电解铝液直接而非采用电解铝锭重熔)来制备铝锭的熔体净化处理工艺技术。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种铝水反向双级过滤方法及过滤装置，该方法及装置的第一级从上向下正向过滤，主要是将密度较少、尺寸粗大的杂质和夹渣过滤掉，而第二级是从下向上利用内螺纹管壁形成铝水涡流逆向过滤，使铝水中的颗粒杂质旋转聚集，形成较大颗粒利用重力自动沉降，有效解决现有技术无法同时满足提高过滤效果和降低成本的技术问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明首先提供了一种铝水反向双级过滤方法，该方法是：首先让铝水由上至下通过一个陶瓷过滤板，然后再由下至上通过另一个陶瓷过滤板，所述铝水的温度控制在690-780℃，铝水流量不大于550kg/min。
进一步，所述铝水的流动方式为旋转流动。
另外，本发明还提供了一种实现上述的铝水反向双级过滤方法的过滤装置，包括铝水过滤通道、以可拆卸的方式沿铝水流向依次水平设置于铝水过滤通道内的一级陶瓷过滤板和二级陶瓷过滤板，所述铝水由上至下通过一级陶瓷过滤板，铝水由下至上通过二级陶瓷过滤板。
进一步，所述铝水过滤通道的入口位置高于其出口位置15-50mm。
进一步，所述铝水过滤通道为内螺旋管。
进一步，所述铝水过滤通道的底部设置有放流排渣口。
进一步，所述铝水过滤通道内位于放流排渣口处设置有碳电极棒。
进一步，所述过滤装置还包括以可拆卸的方式设置于二级陶瓷过滤板上方的压环，所述压环由两个半环构成。
进一步，所述铝水过滤通道由铝水下降段和铝水上升段形成U形结构，所述一级陶瓷过滤板设置于铝水下降段内，所述二级陶瓷过滤板设置于铝水上升段内。
进一步，还包括设置于铝水过滤通道入口端的铝水流槽，所述铝水过滤通道的横截面面积为铝水流槽横截面面积的2-4倍。
本发明的有益效果：本发明的铝水反向双级过滤方法及过滤装置具有以下优点：
1)本发明采用双极过滤，第一级可过滤掉铝水中粒度较大的杂质颗粒，第二级可过滤掉铝水中粒度较小的杂质颗粒，过滤效果好，并在特定的工艺条件下，使陶瓷过滤板达到最佳的过滤效果，所得铝水纯净度较高；
2)本发明采用双极反向过滤，在二级陶瓷过滤板处铝水上升通过过滤板，可使较小颗粒杂质在重力的影响下，进一步提高过滤效果；
3)过滤通道采用内螺旋管可使铝水旋转前进并由下向上通过二级陶瓷过滤板，使较小颗粒旋转聚集成为较大的颗粒沉降至过滤通道底部，提高过滤效果；
4)铝水过滤通道采用进口高、出口低的结构，可使铝水在过滤通道中形成适合的压差向前流动，无须额外提供动力，有效保持过滤压力；
5)通过碳电极棒可吸附大部分难熔颗粒，进一步提高除渣效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视剖面图；
图3为图2的左视图；
图4为图2的俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的铝水反向双级过滤装置，包括铝水过滤通道1、以可拆卸的方式沿铝水流向依次水平设置于铝水过滤通道1内的一级陶瓷过滤板2和二级陶瓷过滤板3，两个陶瓷过滤板可拆卸式固定于铝水过滤通道1内，以便于随时更换，铝水过滤通道1的内壁上设置用于防止一级陶瓷过滤板2下落的限位台阶8，二级陶瓷过滤板3上方设置有挡住二级陶瓷过滤板3的压环7，所述压环7由两个半环构成，均由耐火材料制成，便于拆装，以方便更换陶瓷过滤板，所述铝水由上至下通过一级陶瓷过滤板2过滤掉粒度较大的颗粒，铝水由下至上通过二级陶瓷过滤板3过滤掉粒度较小的颗粒，可根据实际需要选择各陶瓷过滤板的规格，陶瓷过滤板与铝水过滤通道之间可拆卸式连接，以便于便于更换和清理。由于采用双级过滤，且二级过滤板处铝水为由下至上流动，可充分利用重力作用使小颗粒聚集沉降，过滤效果较佳。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铝水过滤通道1的入口位置高于其出口位置15-50mm，使入口端和出口端的铝水形成压差，可使过滤压力保持在较佳范围内，提高过滤效果。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铝水过滤通道1为内螺旋管道，可使铝水旋转前进并由下向上通过二级陶瓷过滤板，使较小颗粒旋转聚集成为较大的颗粒沉降至过滤通道底部，提高过滤效果。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铝水过滤通道1上设置有放流排渣口4，便于排渣和不使用时清除过滤通道内的铝水，所述放流排渣口4设置于铝水过滤通道1的底部，由于聚集的大颗粒杂质将沉降至过滤通道底部，在该位置设置放流排渣口，更加便于排渣和清除铝水。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铝水过滤通道1内位于放流排渣口4处设置有用于吸附难熔颗粒的碳电极棒5，位于排渣口处设置电极棒，便于清理。
作为上述技术方案的进一步改进，所述铝水过滤通道1由铝水下降段1a和铝水上升段1b形成U形结构，采用U形过渡，铝水流动稳定，避免出现紊流影响其旋转，所述一级陶瓷过滤板2设置于铝水下降段1a内，所述二级陶瓷过滤板3设置于铝水上升段1b内。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括设置于铝水过滤通道1入口端的铝水流槽6，所述铝水过滤通道1的横截面面积为铝水流槽6横截面面积的2-4倍，可根据过滤速度选择。
采用上述装置实施铝水反向双级过滤方法，对铝水进行过滤：
实施例1：
首先让铝水由上至下通过一个陶瓷过滤板，然后再由下至上通过另一个陶瓷过滤板，在内螺旋过滤通道作用下铝水旋转前进，将所述铝水的温度控制在690℃，铝水流量控制在450kg/min。
实施例2：
首先让铝水由上至下通过一个陶瓷过滤板，然后再由下至上通过另一个陶瓷过滤板，在内螺旋过滤通道作用下铝水旋转前进，将铝水的温度控制在720℃，铝水流量控制在500kg/min。
实施例3：
首先让铝水由上至下通过一个陶瓷过滤板，然后再由下至上通过另一个陶瓷过滤板，在内螺旋过滤通道作用下铝水旋转前进，将铝水温度控制在750℃，铝水流量控制在550kg/min。
分别按实施例1、2、3各对铝水进行10次过滤，对过滤后的铝水进行除渣效果检验，检验方法为：试样模尺寸为75mm×135mm×30mm，浇铸试样得铝铸锭试样，将试样使用金刚砂抛光后送入硫酸槽内进行阳极氧化处理，显露夹渣，使其易于识别，统计夹杂数量。所得试样均未出现疏松、气孔、夹渣等缺陷。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种铝水反向双级过滤方法，其特征在于：首先让铝水由上至下通过一个陶瓷过滤板，然后再由下至上通过另一个陶瓷过滤板，所述铝水的温度控制在690℃，铝水流量为450kg/min-550kg/min。
2.根据权利要求1所述的铝水反向双级过滤方法，其特征在于：所述铝水的流动方式为旋转流动。
3.一种实现权利要求1或2所述的铝水反向双级过滤方法的过滤装置，其特征在于：包括铝水过滤通道(1)、以可拆卸的方式沿铝水流向依次水平设置于铝水过滤通道(1)内的一级陶瓷过滤板(2)和二级陶瓷过滤板(3)，还包括以可拆卸的方式设置于二级陶瓷过滤板(3)上方的压环(7)，所述压环(7)由两个半环构成，所述铝水由上至下通过一级陶瓷过滤板(2)，铝水由下至上通过二级陶瓷过滤板(3)，所述铝水过滤通道(1)的入口位置高于其出口位置15-50mm，所述铝水过滤通道(1)的底部设置有放流排渣口(4)，所述铝水过滤通道(1)内位于放流排渣口(4)处设置有碳电极棒(5)，所述铝水过滤通道(1)为内螺旋管道。
4.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于：所述铝水过滤通道(1)由铝水下降段(1a)和铝水上升段(1b)形成U形结构，所述一级陶瓷过滤板(2)设置于铝水下降段(1a)内，所述二级陶瓷过滤板(3)设置于铝水上升段(1b)内。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：还包括设置于铝水过滤通道(1)入口端的铝水流槽(6)，所述铝水过滤通道(1)的横截面面积为铝水流槽(6)横截面面积的2-4倍。
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