專利名稱：采用混料葉輪用顆粒狀處理劑對熔融金屬的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用顆粒狀處理劑特別是用于去除雜質(zhì)以及去除非金屬或金屬元素，對熔融金屬，如熔融鋁，進(jìn)行處理的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在鋁工業(yè)中長期以來一直使用顆粒狀處理劑如鹵化物型鹽，例如氯化物或氟化物或其混合物，對熔融鋁進(jìn)行處理以除去其中的雜質(zhì)和堿金屬。例如，加入MgCl2可以除去堿金屬；而加入NaCl，KCl和冰晶石的混合物則可用于除去熔融鋁中的固體物質(zhì)。
Venas等人在美國專利5413315中對早期使用的這一體系進(jìn)行了描述。其方法是，將顆粒狀處理劑隨氣體一同經(jīng)底端具有錐形轉(zhuǎn)子的中空的驅(qū)動軸向下注入。顆粒狀處理劑，如氟化物鹽類或金屬合金粉末，與氣體的混合物被注入錐形區(qū)中，同時提供一機(jī)械裝置用于將過量氣體從錐形區(qū)中抽出。這種設(shè)計的主要目的是以最小的攪動，完成顆粒狀處理劑和熔融鋁的混合。
Forberg等人在1999年11月27日公開的加拿大專利申請2272976中公開了使用顆粒狀處理劑處理熔融鋁的其它一些方法。文中對若干用于熔爐處理的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了描述。其中一些轉(zhuǎn)子上帶有凸出的齒，呈剪切型。通過轉(zhuǎn)子或靠近轉(zhuǎn)子單獨(dú)添加處理用鹽類，如氟化物。
Skibo等人在美國專利6106588中描述了另一種用于向熔融鋁中注入顆粒狀處理劑的具有帶齒轉(zhuǎn)子的設(shè)備。然而，該設(shè)備設(shè)計用于添加不溶解于或不熔融于熔融鋁的顆粒狀材料，如碳化硅或氧化鋁。因此，本發(fā)明涉及形成高剪切區(qū)域以利于那些本質(zhì)上難于浸潤的顆粒狀材料的潤濕。
英國專利1422055中公開了一種用于將金屬或鹽的粉末注入熔爐內(nèi)熔融金屬中的設(shè)備，該設(shè)備中有一尖端成角度的噴管。鹽或生料通過一螺旋裝置輸送到噴管的末端，并使用足量氣體使金屬離開噴管尖端處。
Provencher等人在美國專利5080715中描述了熔融鋁處理的另一種體系，其方法是將鹽，如氟化物，氯化物或其混合物注入到渦流中，而氣體則通過一驅(qū)動軸注入。
本發(fā)明的目的之一為提供一用于向熔融金屬，例如熔融鋁中添加顆粒狀處理劑的改進(jìn)型工藝和設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的為提供這種改進(jìn)型工藝和設(shè)備，其中，僅將最少量氣體導(dǎo)入熔融金屬，就可使處理劑和熔融金屬間實(shí)現(xiàn)最大化接觸。
本發(fā)明的另一個目的為提供這種改進(jìn)型工藝和設(shè)備，其中，固相、液相或氣相處理劑可有效加入并分散于熔融金屬中。
發(fā)明公開內(nèi)容從最廣義角度來說，本發(fā)明涉及一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法。在這種方法中，金屬材料在一處理容器，如桶形容器中熔化。一混料葉輪基本上安置于熔融金屬表面下方。該葉輪包括一板，最好為平整和圓形的，和從板表面延伸出的一組間隔排列的葉片。該葉輪適于提供渦流最小的高剪切混合。圍繞一基本上直立軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由一熔融金屬表面下方的注入管進(jìn)料并進(jìn)入位于驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域。這樣會導(dǎo)致在葉片區(qū)域產(chǎn)生高剪切作用，由此處理劑快速被打碎成細(xì)小分散的熔滴，并在熔融金屬中流轉(zhuǎn)。由處理劑形成的熔滴可為固相、液相或其混合物。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，葉片均位于圓形板的邊緣處，并沿板邊緣切線方向，即葉片的長度方向位于葉輪板運(yùn)動的切線上定向。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，葉片被徑向安裝到圓形葉輪板上，即葉片的長度方向位于葉輪板的半徑方向上。
盡管優(yōu)選葉片位于葉輪板的頂表面，也可以將葉片安裝在葉輪板的底表面上。
伴隨最少量氣體，處理劑以致密相給料的方式進(jìn)料，該氣體的量僅能維持處理劑流動暢通和避免任何熔融金屬進(jìn)入顆粒狀材料進(jìn)料導(dǎo)管端部。該氣體優(yōu)選惰性氣體，例如氬氣、氦氣或氮?dú)?。將該氣體導(dǎo)入到一密閉的處理劑儲罐中。
處理劑可以包括一種或多種氯化物或氟化物鹽或其混合物。在添加并與液態(tài)金屬混合后，根據(jù)鹽的種類和工藝條件，這些鹽可以呈氣相、液相或部分液相。同時，最好能夠確保葉輪板平整，以避免發(fā)生材料截留，妨礙處理劑在廣度范圍內(nèi)有效分散。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過精心布置顆粒狀處理劑相對于葉輪的進(jìn)口，葉片可非常迅速地將處理劑打碎成細(xì)小分割的熔滴，并均勻分散于熔融金屬中。通過在鄰近葉輪葉片處將處理劑打碎成熔滴，大大增加了處理劑和熔融金屬間的接觸面積，進(jìn)而大大提高了處理效率。此外，由于所加入的氣體量遠(yuǎn)低于正常氣體用量，降低了處理劑被氣泡帶到熔融金屬頂部而導(dǎo)致其處理作用失效的傾向。
本發(fā)明的另一方面包括一用于實(shí)施以上方法的設(shè)備。這種設(shè)備包括(a)一個適于裝盛熔融金屬的處理容器，(b)一個葉輪，該葉輪安裝于驅(qū)動軸下端，基本上垂直向下延伸進(jìn)入容器，該葉輪包含一板，上有從板表面延伸出的一組間隔排列的葉片，適于提供包含于容器中的熔融金屬的渦流最小的高剪切混合，(c)用于顆粒狀處理劑進(jìn)料進(jìn)入位于驅(qū)動軸的軸和葉輪邊緣之間區(qū)域的注入裝置，以及(d)用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動軸和葉輪，由此產(chǎn)生高剪切混合的裝置。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，葉輪葉片均向上取向排列，處理劑通過一固定住的注入管向下進(jìn)料，進(jìn)入位于該軸和葉輪邊緣之間、靠近葉輪板頂表面的區(qū)域。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，葉輪葉片在平整的葉輪板底面上均向下定向，葉輪安裝在一中空的、可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸上。處理劑經(jīng)過該中空的驅(qū)動軸向下進(jìn)料進(jìn)入葉輪下方中空的驅(qū)動軸出口與向下定向的葉輪葉片邊緣之間的區(qū)域。
在以上任一實(shí)施例中，葉輪葉片可位于圓形板的邊緣處，并沿板邊緣切線方向取向；或可沿徑向安裝到圓形葉輪板上。
沿徑向安裝的額外的攪拌葉片可提供用于輔助容器中熔融金屬的全面混合。這些沿徑向安裝的攪拌葉片可從葉輪葉片位置被安裝在葉輪板的背面。當(dāng)這種沿徑向安裝的攪拌葉片被安裝在葉輪板的頂表面時，它們必須有足夠小的面積以使其在金屬中不會產(chǎn)生任何大渦流。
在葉輪或攪拌葉片安裝在葉輪板的頂表面的所有情況下，通過調(diào)節(jié)與葉片運(yùn)動方向相垂直的葉片的橫截面積可實(shí)現(xiàn)對渦流的控制。特別是，葉片掃過的體積與垂直于驅(qū)動軸的葉輪板的面積比不應(yīng)超過0.06米。這一比值最好在0.002-0.06米的范圍內(nèi)。
以上特征的最佳優(yōu)選組合為在旋轉(zhuǎn)軸上使用帶有在葉輪葉片頂部邊緣處沿切線方向定向安裝的葉片和在底端沿徑向安裝的葉片的一平整圓形葉輪板。使用一固定的進(jìn)料管，該進(jìn)料管終止于驅(qū)動軸與葉片邊緣之間的鄰近葉輪板的頂表面。這種特征組合特別有利于使葉輪的主要功能更加靈活，其中包括(a)帶有最少量添加氣體的多種處理劑的可靠進(jìn)料，(b)將處理劑的剪切從在金屬中所產(chǎn)生的熔滴的攪拌中分離出來以及(c)金屬中渦流有害作用的最小化。
葉片運(yùn)轉(zhuǎn)的圓周速度以及顆粒狀處理劑的注入位置等特征為處理劑與金屬之間尤其是在葉片的外圍區(qū)域中提供非常高強(qiáng)度的初始接觸。由此產(chǎn)生一很高剪切作用，形成細(xì)小分裂的處理劑熔滴。葉片通常以切線或邊緣方向速率約5-20m/sec(在葉片圓周外圍測定)，最好至少為8m/sec運(yùn)轉(zhuǎn)。葉輪的旋轉(zhuǎn)速率通常在300-800rpm范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選特征，葉輪在高強(qiáng)度剪切條件下僅運(yùn)轉(zhuǎn)較短一段時間，例如少于5分鐘(最好少于3分鐘)以分散細(xì)小的鹽類熔滴，隨后進(jìn)行的是一較長時間的(可達(dá)10分鐘，更優(yōu)選達(dá)到5分鐘)緩慢地或非混合階段，同時允許分散好的鹽類熔滴與熔融鋁發(fā)生反應(yīng)。


以下，結(jié)合實(shí)施例中的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1是如本發(fā)明所述的一處理容器中部分區(qū)間的正視圖；圖2是一葉輪的透視圖；圖3是該葉輪的正視圖；圖4是該處理容器中部分區(qū)間的另一正視圖；圖5是另一種葉輪設(shè)計的正視圖；圖6是圖5中葉輪的底部透視圖；圖7是另一種葉輪設(shè)計的透視圖；和圖8是一透視示意圖，用于說明掃過體積和垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)方向的面積是如何計算的。
本發(fā)明的最佳實(shí)施形式提供一個盛裝熔融鋁的容器10，例如一料桶。該料桶10被一用于支承混合和進(jìn)料系統(tǒng)的覆蓋組件11罩住。
一石墨材質(zhì)的驅(qū)動軸15自覆蓋組件11向下延伸，其底部與葉輪16相連接。驅(qū)動軸15的上端與另一驅(qū)動軸18相連接，該驅(qū)動軸18帶有一皮帶輪19，通過皮帶與驅(qū)動電機(jī)20相連接。
一用于添加處理劑的注入管17向下延伸至靠近葉輪16的頂表面處，如圖1-4所示。注入管17的上端通過一柔性管22與顆粒狀處理劑的儲罐21相連接。該儲罐為一密閉容器且用惰性氣體稍微加壓。進(jìn)入注入管上端的處理劑在重力作用下下落到底部。在管中維持一小流量氣體用以阻止金屬在管中回流。所需氣體量最好少于40標(biāo)準(zhǔn)升氣體/千克添加的處理劑。例如約1-40標(biāo)準(zhǔn)升/千克。
圖2和圖3為葉輪16更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，其中包括一安裝于驅(qū)動軸15底端的板25。一組沿切線方向安裝的齒26繞板25頂表面邊緣延伸。板25和齒26由石墨制成。圖2和圖3中還示出了許多沿徑向在葉輪板底面即與葉輪葉片相對的面上可選安裝的攪拌葉片27。這些并非必需，它們可用于增強(qiáng)對金屬的攪拌作用。
從圖4中可看出驅(qū)動軸15和葉輪16最好偏離料桶10的中心位置且在料桶下部區(qū)域的葉輪剛好位于熔融鋁表面的下方位置。該葉輪最好至少浸入50％(即在料桶中金屬中間位置的下方)。這樣可確保渦流最小。
圖5和圖6為本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，使用一中空的驅(qū)動軸31，該驅(qū)動軸與帶有從其底面突出的外邊緣齒26的板30相連接。在這種設(shè)計中，板30有一中心孔32，用于安裝驅(qū)動軸31。通過中空驅(qū)動軸的內(nèi)部，處理劑連同最少量載體氣體向下供給。這樣，處理劑熔入快速流動的熔融金屬并向外傳輸至鄰近葉片26的區(qū)域，在此區(qū)域經(jīng)歷高剪切作用。這種設(shè)計的葉輪在其頂表面同樣也可選擇地裝備沿徑向的攪拌葉片。
本發(fā)明的另一實(shí)施例如圖7所示。在這一實(shí)施例中，一系列沿徑向布置的葉片40被安裝在與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸42垂直的圓形板41的頂表面上，并向外延伸至板的邊緣。通過一固定的進(jìn)料管43將處理劑和最少量負(fù)載氣導(dǎo)入至圓形板圓周內(nèi)徑向葉片上邊緣上方處。在該實(shí)施例中，徑向葉片既起到剪切熔融或部分熔融的處理劑熔滴的作用，同時又提供了攪拌金屬的作用。
如圖7所示的徑向葉片或任何以這種方式安裝在葉輪頂表面的用于攪拌熔融金屬的徑向葉片，如圖2和圖3所示，必須不會對金屬產(chǎn)生過大的阻力，過大阻力由此導(dǎo)致渦流的形成。
圖8顯示了如何確定橫截面積限幅。圖中，葉片45安裝在圓形葉輪板46的頂表面上。為方便起見，圖中僅示出兩個葉片，但可使用任何合適數(shù)量的葉片。當(dāng)板旋轉(zhuǎn)時，葉片掃出一體積47。定義葉片面積限幅為掃過體積47與葉輪板突出的面積48的比值。該比值最好不應(yīng)超過0.06米，最好在0.002-0.06米的范圍內(nèi)。
在沿切線方向安裝在頂表面的葉片上最好應(yīng)用同樣的限幅。然而，鑒于沿切線方向安裝的葉片的掃過體積通常要遠(yuǎn)小于沿徑向安裝的葉片的掃過體積，即便葉片從板向外延伸較長距離也是如此，因此這一限幅通常不是設(shè)計中要考慮的重要問題。
實(shí)施例1測試在如圖1-圖4所示的商用料桶中進(jìn)行。料桶10內(nèi)徑76英寸(193厘米)、高76英寸(193厘米)。使用一帶有在周向沿切線方向安裝的齒26的16英寸(40.6厘米)的葉輪板25，每個齒長約0.75英寸(19毫米)、高約1.5英寸(38毫米)。這些齒沿圓周間隔20-30毫米布置。葉輪板定位于距離料桶10底面上方約15英寸(38厘米)處，同時偏離中心線約18英寸(46厘米)。
料桶中填滿熔融鋁，使用MgCl2/KCl進(jìn)行處理，MgCl2/KCl的用量為0.36kg/噸金屬。處理過程持續(xù)約8分鐘，葉輪速率約為640RPM。在多項(xiàng)測試中，金屬鋁中的平均鈣含量從約8.9ppm下降到約1.8ppm，下降幅度為80％；在測試期間，雜質(zhì)(總量PoDFA-多孔圓板過濾器)減少了55-70％。
權(quán)利要求
1.一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟(a)在處理容器中提供熔融金屬，(b)在處理容器中在熔融金屬表面下方提供一混料葉輪，該葉輪包括一從其表面向上延伸出的一組間隔排列的葉片的板，或一從其表面向下延伸出的一組間隔排列的葉片的平整的板，所述葉輪適于提供渦流最小的高剪切混合，和(c)圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑進(jìn)入熔融金屬表面下方一位于驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域，由此產(chǎn)生高剪切作用，使熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小分裂的熔滴。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該葉輪板為圓形。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該葉輪葉片向上取向排列，處理劑通過一固定的注入管向下進(jìn)料，進(jìn)入靠近葉輪板頂表面的位于驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該葉輪葉片向下定向，葉輪安裝在一中空的、可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸上，處理劑經(jīng)過該中空的驅(qū)動軸向下進(jìn)料進(jìn)入葉輪下方在中空的驅(qū)動軸與向下定向的葉片之間的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，葉片被安裝成其長度沿葉輪葉片運(yùn)動的切線方向取向。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該金屬為鋁或其合金。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，處理容器中的熔融金屬進(jìn)一步通過沿徑向安裝在葉輪板底面的攪拌葉片加以攪拌。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，處理容器中的熔融金屬進(jìn)一步通過沿徑向安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片加以攪拌。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，葉片均沿徑向安裝在葉輪的頂表面，該葉片用于提供所述高剪切混合和對容器內(nèi)容物進(jìn)行攪拌。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，葉片通常以在葉片外周測定的切線方向速率約5-20米/秒運(yùn)轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求3或8所述的方法，其中，安裝在葉輪板頂表面的葉片具有一與葉輪運(yùn)動方向相垂直的橫截面積，使得葉片的掃過體積與垂直于旋轉(zhuǎn)軸的葉輪板的面積比值在0.002-0.06米的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求3或8所述的方法，其中，安裝在葉輪板頂表面的葉片具有足夠小的橫截面積，以使其不會在金屬中產(chǎn)生任何大的渦流。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，具有最少量夾帶氣體的顆粒狀處理劑以致密相的形式進(jìn)料。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該處理劑可從包括氯化物鹽、氟化物鹽及其混合物的組中進(jìn)行選擇。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，該氯化物鹽包括MgCl2。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，該鹽為含有NaF的混合鹽。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，該鹽為NaCl/KCl/冰晶石的混合物。
18.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，高強(qiáng)度剪切混合僅持續(xù)少于約5分鐘，隨后進(jìn)行緩慢的或非混合階段。
19.一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟(a)在處理容器中提供熔融金屬，(b)在處理容器中在熔融金屬表面下方提供一混料葉輪，該葉輪包括一從所述板表面向上延伸出的其長度沿葉輪葉片運(yùn)動的切線方向取向的一組間隔排列的葉片的板，所述葉輪適于提供渦流最小的高剪切混合，和(c)圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由一熔融金屬表面下方的注入管向下進(jìn)料并進(jìn)入鄰近葉輪板頂表面一位于驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域，由此產(chǎn)生高剪切作用，使熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小分裂的熔滴。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，處理容器中的熔融金屬進(jìn)一步通過沿徑向安裝在葉輪板底面的攪拌葉片加以攪拌。
21.一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟(a)在處理容器中提供熔融金屬，(b)在處理容器中在熔融金屬表面下方提供一混料葉輪，該葉輪包括一板，其帶有從所述板表面向上延伸的其長度沿葉輪葉片運(yùn)動的切線方向取向的一組間隔排列的葉片，同時該攪拌葉片沿徑向安裝在葉輪板底面上，所述葉輪適于提供渦流最小的高剪切混合，和(c)圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由一熔融金屬表面下方的注入管向下進(jìn)料并進(jìn)入鄰近葉輪板頂表面一位于驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域，由此產(chǎn)生高剪切作用，使熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小分裂的熔滴。
22.一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟(a)在處理容器中提供熔融金屬，(b)在處理容器中熔融金屬表面下方提供一混料葉輪，該葉輪包括一平整的板，其帶有從所述板表面向下延伸的一組間隔排列的葉片，所述葉輪安裝在一中空的、可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸上，適于提供容器中渦流最小的高剪切混合，和(c)圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由中空的驅(qū)動軸向下進(jìn)料并進(jìn)入熔融金屬中葉輪下方在中空的驅(qū)動軸與向下定向的葉輪葉片之間的區(qū)域，由此產(chǎn)生高剪切作用，使熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小分裂的熔滴。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，處理容器中的熔融金屬進(jìn)一步通過沿徑向安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片加以攪拌。
24.一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法，包括以下步驟(a)在處理容器中提供熔融金屬，(b)在處理容器中在熔融金屬表面下方提供一混料葉輪，該葉輪包括一平整的板，其帶有從所述板表面向下延伸的一組間隔排列的葉片以及其它沿徑向安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片，所述葉輪安裝在一中空的、可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸上，適于提供渦流最小的高剪切混合，和(c)圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由中空的驅(qū)動軸向下進(jìn)料并進(jìn)入熔融金屬中葉輪下方在中空的驅(qū)動軸與向下定向的葉片邊緣之間的區(qū)域，由此產(chǎn)生高剪切作用，使熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小的熔滴。
25.一種用于處理熔融金屬的設(shè)備，包括(a)一適于裝盛熔融金屬的處理容器，(b)一葉輪，該葉輪安裝于驅(qū)動軸下端，基本上，垂直向下延伸進(jìn)入容器，該葉輪包含一板，其帶有從該板表面向上延伸的一組間隔排列的葉片，或包含一平整的板，其帶有從該板表面向下延伸的一組間隔排列的葉片，適于提供包含于容器中的熔融金屬的渦流最小的高剪切混合，(c)用于使顆粒狀處理劑進(jìn)料進(jìn)入位于驅(qū)動軸的軸和葉輪邊緣之間區(qū)域的注入裝置，以及(d)用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動軸和葉輪，由此產(chǎn)生高剪切混合的裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，葉輪板為圓形。
27.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，葉輪葉片在葉輪板頂表面上向上定向，注入裝置為一固定的向下方延伸的注入管，在葉輪正上方在驅(qū)動軸和葉輪邊緣之間的區(qū)域有一出口。
28.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，該葉輪葉片在葉輪板下表面上向下定向，該驅(qū)動軸為一中空的、可旋轉(zhuǎn)的軸，適于顆粒狀處理劑經(jīng)該中空軸向下進(jìn)料進(jìn)入葉輪下方。
29.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，葉片被安裝成其長度沿葉輪葉片運(yùn)動的切線方向取向。
30.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，還包括安裝在葉輪板底面的攪拌葉片。
31.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片。
32.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，葉輪葉片包含多個沿徑向安裝在葉輪頂表面的葉片，適于提供高剪切混合和對處理容器內(nèi)容物進(jìn)行攪拌。
33.如權(quán)利要求27、31或32所述的設(shè)備，其中，該向上定向的葉片具有一與葉輪運(yùn)動方向相垂直的橫截面積，使得葉片的掃過體積與垂直于旋轉(zhuǎn)軸的葉輪葉片的面積比值在0.002-0.06米的范圍內(nèi)。
34.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，注入裝置與一安裝在處理容器上方的顆粒狀處理劑的封閉儲罐相連接，所述儲罐適于用惰性氣體稍微加壓。
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，該儲罐定位成使處理劑在重力作用下流入注入裝置中。
36.一種用于處理熔融金屬的設(shè)備，包括(a)一適于裝盛熔融金屬的處理容器，(b)一葉輪，該葉輪安裝于驅(qū)動軸下端，基本上垂直向下延伸進(jìn)入容器，該葉輪包含一板，其帶有從該板表面延伸出的一組間隔排列的葉片，其長度沿葉輪葉片運(yùn)動的切線方向取向，適于提供包含于容器中的熔融金屬的渦流最小的高剪切混合，(c)用于使顆粒狀處理劑進(jìn)料進(jìn)入鄰近葉輪板頂表面在驅(qū)動軸的軸和葉輪邊緣之間區(qū)域的注入裝置，以及(d)用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動軸和葉輪，由此產(chǎn)生高剪切混合的裝置。
37.如權(quán)利要求36所述的設(shè)備，還包括安裝在葉輪板底面的攪拌葉片。
38.一種用于處理熔融金屬的設(shè)備，包括(a)一適于裝盛熔融金屬的處理容器，(b)一葉輪，該葉輪安裝于驅(qū)動軸下端，基本上垂直向下延伸進(jìn)入容器，該葉輪包含一平整的板，其帶有從該板表面向下延伸出的一組間隔排列的葉片，適于提供包含于容器中的熔融金屬的渦流最小的高剪切混合，(c)用于使顆粒狀處理劑進(jìn)料進(jìn)入葉輪下方的包含中空驅(qū)動軸的注入裝置，以及(d)用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動軸和葉輪，由此產(chǎn)生高剪切混合的裝置。
39.如權(quán)利要求38所述的設(shè)備，還包括安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片。
40.一種用于處理熔融金屬的設(shè)備，包括(a)一適于裝盛熔融金屬的處理容器，(b)一葉輪，該葉輪安裝于驅(qū)動軸下端，基本上垂直向下延伸進(jìn)入容器，該葉輪包含一平整的板，其帶有從該板表面向下延伸出的一組間隔排列的葉片和安裝在葉輪板頂表面的攪拌葉片，適于提供包含于容器中的熔融金屬的渦流最小的高剪切混合，(c)用于使顆粒狀處理劑進(jìn)料進(jìn)入葉輪下方的包含中空驅(qū)動軸的注入裝置，以及(d)用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動軸和葉輪，由此產(chǎn)生高剪切混合的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用顆粒狀處理劑對熔融金屬進(jìn)行處理的方法。熔融金屬，如鋁，放置于一處理容器如料桶中，混料葉輪基本上定位于熔融鋁表面的下方位置。該葉輪包含一從該板表面延伸的一組間隔排列的葉片的板。該葉輪適于提供渦流最小的高剪切混合。圍繞一基本上直立的軸旋轉(zhuǎn)葉輪時，顆粒狀處理劑經(jīng)由熔融金屬表面下方的注入管進(jìn)料并進(jìn)入在驅(qū)動軸與葉輪邊緣之間的區(qū)域。由此在葉片區(qū)域中產(chǎn)生高剪切作用，從而熔融金屬中的處理劑快速形成細(xì)小分裂的熔滴。
文檔編號F27D27/00GK1498281SQ02807054
公開日2004年5月19日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者J·-F·比洛多, J -F 比洛多, G·杜貝, ひ, C·迪皮伊, ǖ, S·法法德 申請人:艾爾坎國際有限公司