本發(fā)明屬于金屬熔煉領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種鋁液除氣的方法。
背景技術(shù)：
由于鋁合金導(dǎo)線具有普通鋼芯鋁絞線無法比擬的性能，目前鋁合金導(dǎo)線在國際上已廣泛應(yīng)用，其用量已達(dá)到導(dǎo)線總量的20％。而在我國，前幾年由于裝備和工藝不過關(guān)，嚴(yán)重影響了鋁合金導(dǎo)線的推廣和使用。集中表現(xiàn)為導(dǎo)線局部易脆斷、彎曲性能差，其主要原因是鋁合金液中的鎂元素改變了氫在液態(tài)鋁中的溶解速度，提高了氫的溶解度，使鋁合金液的含氫量較普通鋁液高很多。如果不除去鋁合金液中的氫氣和雜質(zhì)，鋁合金導(dǎo)線的彎曲和扭轉(zhuǎn)等機(jī)械性能很難達(dá)到質(zhì)量要求。
申請(qǐng)?zhí)枮?01210466698.7的專利公布了“一種用于鋁合金材料的噴粉精煉除鈣方法”，該方法將粉狀的精煉劑及除鈣劑混合物放入精煉噴粉機(jī)中，調(diào)整氮?dú)饬髁俊⒕珶拕┘俺}劑并以氮?dú)鉃檩d體直接噴入熔煉爐底部，隨著氮?dú)庥扇蹱t底部往上浮而進(jìn)行除氣、除夾雜、除鈣，實(shí)現(xiàn)了鋁液除氣、除渣、除鈣工藝同步進(jìn)行，效率高，精煉效果更好，大大縮短了鋁合金熔煉時(shí)間，節(jié)約了能耗，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)合金質(zhì)量明顯提高。但是鋁液除氣關(guān)鍵在于除氣的質(zhì)量，盡量減少鋁液中的氫氣，目前的技術(shù)除氣不徹底，容易導(dǎo)致最終的產(chǎn)品質(zhì)量降低，因此，有必要提供一種鋁液除氣方法，可以更好地去除鋁液中的氫氣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供了一種鋁液除氣的方法，可以更有效地除氣，改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種鋁液除氣的方法，包括以下步驟：
在熔融澆包鋁液中通入惰性氣體并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為400～500r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入惰性氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
鋁液除氣的原理是氫在鋁中的溶解度決定于與鋁熔體接觸的氣相中氫氣的分壓。當(dāng)鋁熔體中的氫含量對(duì)應(yīng)的平衡狀態(tài)的氫分壓大于與鋁熔體接觸的實(shí)際氣體中氫分壓時(shí)，鋁熔體中的氫會(huì)向氣相中擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)除氫。因此為了用盡可能少的惰性氣體除掉盡可能多的鋁熔體中的氫，在線惰性氣體除氫應(yīng)遵循以下原則：(1)隋性氣體中氫和氧的含量越低越好；(2)吹入熔體中的惰性氣體形成的氣泡數(shù)量越多、越細(xì)小、越彌散越好；(3)氣泡在鋁熔體中停留的時(shí)間越長(zhǎng)越好。
向熔體中通入轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速對(duì)于鋁液除氣有著重要的作用，如果轉(zhuǎn)速過快，會(huì)導(dǎo)致被分散的氣泡橫向的速度很大，會(huì)與容器壁發(fā)生碰撞，微小的氣泡會(huì)重新結(jié)合在一起形成較大的氣泡，不利于氣泡的增多，同時(shí)，高轉(zhuǎn)數(shù)可能會(huì)使氫氣重新又溶解在鋁液中，會(huì)降低除氣的效果，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速太小，又會(huì)導(dǎo)致不能有效地將吹入的氣體剪切成微小的氣泡，同樣不利于除氣過程。
進(jìn)一步地，所述熔融鋁液的溫度為760℃～790℃。
進(jìn)一步地，所述通入的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤庵械囊环N。
進(jìn)一步地，所述通入氣體為N2與CCl4的混合氣體。
進(jìn)一步地，所述N2與CCl4的體積比為8～9∶1。CCl4可以在高溫時(shí)分解為C和氯氣，氯氣可以與鋁生成AlCl3氣體，同時(shí)氯氣也可以與氫氣結(jié)合生成HC1，因此CCl4的加入，不但可以與氫氣結(jié)合，帶出氫氣，還可以生成另外的氣體，從另一方面，大大增加了氣泡的含量，有利于鋁液中氫氣的去除，而由于HC1屬于刺激性的氣體，因此，N2和CCl4的比例要合適，避免污染作業(yè)環(huán)境。
進(jìn)一步地，所述通入氣體的流量為19～21L/min，氣體壓力保持在0.3～0.6Mpa。氣體流量需要保持在合理的范圍，一是由于避免氣體的浪費(fèi)，二是氣體流量過大會(huì)導(dǎo)致鋁液翻騰，會(huì)產(chǎn)生潛在的安全隱患，三是流量過快，氣體可能未進(jìn)行有效地除氣就排出到空氣中。
進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，所述石墨轉(zhuǎn)子分為上下兩層旋片，上下兩層旋片的轉(zhuǎn)速相同，方向相反。通過此種設(shè)置，可以有效地對(duì)通入的氣體進(jìn)行剪切，產(chǎn)生更多更細(xì)小的氣泡，同時(shí)會(huì)造成紊流，增加氣體在鋁液中的停留時(shí)間，增強(qiáng)除氣的效果。
進(jìn)一步地，在裝有鋁液的澆包的側(cè)邊設(shè)有石墨擋板，石墨板表面設(shè)有吸氣層，所述吸氣層為直徑為0.1～0.2mm，長(zhǎng)度為2～3cm的有機(jī)纖維經(jīng)過700～800℃焙燒而成。通入的惰性氣體較少會(huì)到達(dá)容器側(cè)壁，而經(jīng)過有機(jī)纖維焙燒后的吸氣層具有大量的微細(xì)孔洞，可以對(duì)氣體進(jìn)行吸收，可以提高除氣的效果。
進(jìn)一步地，所述精煉劑為質(zhì)量比例為5～6∶2～3∶1的硝酸鈉、冰晶石、石墨粉混合而成。硝酸鈉與石墨在高溫的時(shí)候會(huì)生產(chǎn)碳酸鈉、氮?dú)夂投趸?，二氧化碳和氮?dú)饪梢宰鳛槎栊詺怏w提高除氣的效果，而碳酸鈉可以進(jìn)一步分解為氧化納和二氧化碳，氧化納作為固體顆粒上浮至鋁液表面，同時(shí)帶出溶液中的殘?jiān)?。而冰晶石可以促使氣泡?xì)化，增加氣體與鋁液的接觸面積，起到加強(qiáng)除氣作用的目的。
本發(fā)明的對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：
(1)合適的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以保證產(chǎn)生細(xì)小氣泡的同時(shí)保證氣泡不重新結(jié)合、氫氣不會(huì)沖洗溶解在鋁液中。
(2)N2與CCl4混合氣體會(huì)不斷產(chǎn)生其他氣體，增加氣泡數(shù)量，提高除氣效果。
(3)除氣板的加入可以吸收氣泡較少出現(xiàn)的區(qū)域，對(duì)于除氣效果是一個(gè)有益的補(bǔ)充。
(4)硝酸鈉、冰晶石、石墨粉混合而成的精煉劑不但會(huì)產(chǎn)生其他的氣體，增加氣泡的數(shù)量，還可以細(xì)化氣泡，除去鋁液中的殘?jiān)?/p>
附圖說明
圖1為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、石墨桿，2、上旋片，3，下旋片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入氮?dú)獠⒎湃朕D(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為400r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氮?dú)猓〕鲛D(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例2
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為790℃熔融澆包鋁液中通入氮?dú)獠⒎湃朕D(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氮?dú)?，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例3
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入氮?dú)獠⒎湃朕D(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為500r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氮?dú)?，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例4
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為8∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為19L/min，氣體壓力保持在0.6Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例5
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為9∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為21L/min，氣體壓力保持在0.3Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例6
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為8∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為19L/min，氣體壓力保持在0.6Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，所述石墨轉(zhuǎn)子分為上下兩層旋片，上下兩層旋片的轉(zhuǎn)速相同，方向相反。
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例7
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為9∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為21L/min，氣體壓力保持在0.3Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，所述石墨轉(zhuǎn)子分為上下兩層旋片，上下兩層旋片的轉(zhuǎn)速相同，方向相反。
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
實(shí)施例8
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為8∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為19L/min，氣體壓力保持在0.6Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，所述石墨轉(zhuǎn)子分為上下兩層旋片，上下兩層旋片的轉(zhuǎn)速相同，方向相反。
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
所述澆包的側(cè)邊設(shè)有石墨板，石墨板表面設(shè)有直徑為0.1mm，長(zhǎng)度為2cm的有機(jī)纖維經(jīng)過700℃焙燒而成的吸氣層。
實(shí)施例9
一種鋁液除氣的方法，包括步驟，在溫度為760℃熔融澆包鋁液中通入體積比為9∶1的N2與CCl4的混合氣體，氣體流量為21L/min，氣體壓力保持在0.3Mpa，并放入轉(zhuǎn)子并使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速為450r/min的條件下在鋁液轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，所述石墨轉(zhuǎn)子分為上下兩層旋片，上下兩層旋片的轉(zhuǎn)速相同，方向相反。
加入精煉劑，持續(xù)保持通入氣體，取出轉(zhuǎn)子停止通氣，除去轉(zhuǎn)子和澆包鋁液表面的灰渣。
所述澆包的側(cè)邊設(shè)有石墨板，石墨板表面設(shè)有直徑為0.2mm，長(zhǎng)度為3cm的有機(jī)纖維經(jīng)過750℃焙燒而成的吸氣層。
如圖1所示為實(shí)施例6～9中，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，包括石墨桿1，設(shè)置在石墨桿1上的上旋片2和下旋片3，所述上旋片2和下旋片3在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速相同，方向相反。
鑒于本發(fā)明方案實(shí)施例眾多，各實(shí)施例實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)龐大眾多，不適合于此處逐一列舉說明，但是各實(shí)施例所需要驗(yàn)證的內(nèi)容和得到的最終結(jié)論均接近，故而此處不對(duì)各個(gè)實(shí)施例的驗(yàn)證內(nèi)容進(jìn)行逐一說明，僅以上述部分實(shí)施例作為代表說明本發(fā)明申請(qǐng)優(yōu)異之處。在涉及同一指標(biāo)的不同測(cè)試方案時(shí)，采用本發(fā)明方案指出的任一均可以，并且均不超出本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
本處實(shí)施例對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)范圍中點(diǎn)值未窮盡之處以及在實(shí)施例技術(shù)方案中對(duì)單個(gè)或者多個(gè)技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)；同時(shí)本發(fā)明方案所有列舉或者未列舉的實(shí)施例中，在同一實(shí)施例中的各個(gè)參數(shù)僅僅表示其技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)例(即一種可行性方案)，而各個(gè)參數(shù)之間并不存在嚴(yán)格的配合與限定關(guān)系，其中各參數(shù)在不違背公理以及本發(fā)明述求時(shí)可以相互替換，特別聲明的除外。