气体排除器有几个名字?除渣剂和除氢剂、除铝剂有什么区别?
目录
1.产品介绍
2.特征
3.设备的原理和使用
4.流程要求
5.应用技术说明(以JQR-电路-389型为例)
6.类型和简介
7.祛气的含义
8.设备图纸
产品介绍
除气器是一种无污染的绿色铝液净化处理设备,其原理如下:
旋转式除气器通过高速旋转并注入惰性气体的转子将惰性气体的大气泡打碎成小气泡,并使它们均匀地分散在熔融金属中。通过减小气泡直径,这些气泡的总表面积急剧增加,使得更多的惰性气泡表面与熔融金属中的氢和杂质接触,从而将这些有害物质带到液面。
旋转除气器除气的关键是转子能把惰性气体的大气泡打碎成小气泡,并使它们散布在整个熔融金属中。通过减小气泡直径,惰性气体的表面积急剧增加,使得更多的惰性气体表面与熔融金属中的氢和杂质接触,并随着气泡的上升从熔融铝中除去氢或杂质。
惰性气体进入铝液的流量控制可以根据待处理金属液的体积来调节气体的流量,调节旋转棒和转子的速度,产生大小合适的气泡,以利于惰性气体的扩散。
氩气和氮气都可以用作惰性气体来除去熔融铝中的气体。惰性气体的纯度必须高于99.99%。
除气是将惰性气体喷入熔融铝中,以去除氢气。此外,脱气也被认为是一种非常有效的使杂质上浮的方法。已经提出了两种主要的理论模型来解释脱气的原理。宏观模型认为各杂质的去除本质上是相似的。微观模式,即根据这一理论,由于氢气的蒸汽压较高,溶解的氢气扩散到注入铝液中的气体中。从理论上讲,直径为10微米的夹杂物会吸附在气泡上,与气泡接触后上浮到液面。
旋转气体喷射脱气示意图(略)
有四个因素会影响熔融铝中氢和夹杂物的去除速率:
1)金属流量或体积
2)惰性气体流速
3)惰性气体的扩散
4)惰性气体和杂质之间的接触。
研究表明,氢气到达气泡所需移动的距离越短,脱气速度越快。此外,气泡与熔融金属的接触时间越长,提高脱气效率的可能性越大。由于这些原因,窄而深的脱气容器可以使脱气效果更好。
除了吸附氢气,脱气也使更多的氧化物吸附在气泡上。这减少了精炼剂的用量和生产成本。
特性
1,旋转精炼脱气器分为移动式和固定式两种模式,适用于不同的操作环境。
2.脱气率在50%以上,缩短了冶炼时间,降低了生产成本。
3.适用于坩埚炉、钢包和静箱铝液净化。
设备原理及应用
这种设备的原理是旋转的石墨转子将吹入铝液的惰性气体(氩气和氮气)破碎成大量分散的气泡,分散在铝液中;铝液中的气泡吸收铝液中的氢,吸收氧化渣,并随着气泡的上升被带出铝液表面,使铝液得到净化。由于气泡小而分散,与旋转的钢水混合均匀,并随着这种旋转呈螺旋状慢慢上浮,与铝液接触时不会形成连续直线上升产生的气流,净化效果显著提高。氩气和氮气都可以用作铝液脱气和除渣的气体。惰性气体的纯度必须高于99.99%。适用于坩埚炉、池炉、发射炉、钢包/中间包和静止箱铝液的除氢/除渣和净化处理。
流程要求
1.气体流量8 8 - 20升/分钟
2.转速为300-600转/分(分包越大,所需转速越大)。
3.脱气时间为6-15min(回收物料越多,脱气时间越长)。
4.垂直速度4.0米/分钟
应用技术描述
1.JQR-电路-389技术
1.1机械设备
JQR-滇炉-389熔融金属自动处理站由旋转除气器、料斗系统、螺旋进料喷淋装置、可调挡板和电气控制柜五部分组成,还包括专为JQR-滇炉-389开发的耗材(碎渣机和转子)。
旋转脱气器是JQR-电路-389最基本的部件,也是进料系统、处理通量传输单元和活动挡板的固定基座。原则上,旋转式除气器可以作为CQJ处理站的基本部件,但除气器本身太小,无法在其上物理固定其他部件。
料斗系统包含一个或两个焊剂盒,最多可以同时添加两种处理焊剂(如清渣和变质)。封闭式的料斗设计可以防止助焊剂吸潮,料斗内的传感器用来提示助焊剂的量。
焊剂喷射装置安装在料斗的出口处,用于将加工焊剂自动喷射到涡流中。该装置由电机驱动,从而实现对磁通传递的精确控制。添加的熔剂的量由螺旋推进时间控制。
可调挡板的移动也由电机驱动,处理时可随意浸入和抽出合金液。将挡板置于合金液之外有助于在合金液中形成涡流。将挡板浸入合金液中不仅可以消除涡流,还可以优化除气除渣过程。
控制柜包含一个PLC,用于确保良好的处理过程和保持稳定的处理过程。PLC主要控制JQR-电路-389的以下功能:转子和旋转杆的升降、浸入合金液的程度、转子和旋转杆的转速、所需的处理熔剂喷洒量、通入合金液的氮气流量等。
1.2消耗品
XSR转子和覆盖MTS系列造渣剂产品是JQR电炉-389性能的关键。
拥有专利独特设计的XSR高性能转子,有助于熔剂添加过程中形成涡流,进而高效脱气除渣。XSR转子具有强大的泵功能,可以将熔融铝从转子底部泵入转子,并立即与惰性工艺气体混合。同时,将铝液甩出转子的速度也相应提高,使惰性气体气泡更均匀地分布在处理容器内的铝液截面上,最终使气体快速彻底脱气。
与MTS合作开发的COVERAL MTS系列造渣剂产品包括除渣剂/造渣剂、含钠改性剂、晶粒细化剂和去除特殊元素的熔剂,在使用中产生的烟尘极低。
2.2环境、健康和安全效益
随着环境立法的进步,要求铸造厂减少污染量。ISO和其他相关文件为减少排放提供了必要的指导。JQR-电炉-389可以帮助铸造厂在环境保护方面有更好的表现,例如使用更少的消耗品(处理剂和惰性气体),减少炉渣,减少排放,减少处理时间,减少熔炼过程中的过热度,节约能源。
熔融金属处理过程中需要使用熔剂,市场上通常为粉末状熔剂,颗粒状熔剂与JQR-典炉-389配合使用。在测试和收集熔融金属处理的排放物后,发现熔剂反应产生的氟化物和硫氧化物是主要的健康危害。虽然粉末助焊剂释放的物质仍处于正常水平,但各种情况下的测试结果表明,颗粒助焊剂的排放明显低于粉末助焊剂。颗粒总数相应地从使用粉末焊剂的19 mg/m3减少到使用颗粒焊剂的小于0.46 mg/m3。使用颗粒助焊剂后,以氯化氢气体形式排放的氯总量减少了一半以上,而使用颗粒助焊剂时,粉状助焊剂的低氯排放量得以保持。最重要的是,使用颗粒熔剂可以将氟化物排放量从19 mg/m3显著降低到4 mg/m3以下。
使用传统的粉末熔剂时,加入量为待处理铝液重量的0.25%,而颗粒熔剂为0.125%。从逻辑上讲,添加量的减少自然会减少排放,但根据测试结果,两种形式的助焊剂的排放并不与添加量成正比。当颗粒助焊剂的重量为粉末助焊剂的50%时,排放量减少了85%,这使我们更加了解助焊剂。
同时,使用JQR-电路-389可以对健康和安全产生非常显著的影响。由于造渣剂加入到熔融金属中并充分反应,与传统的处理熔剂相比,气体、烟尘的排放显著减少。由于减少了操作人员的直接参与,提高了操作人员的安全性。
2.3经济效益
使用后,JQR电路-389降低了加工成本,提高了性能,减少了浪费,节约了大量成本。
处理成本的降低主要是由于惰性气体和造渣剂的减少以及人工成本的降低。整体性能的提升体现在:处理周期更短,金属液质量重现性好,可靠性更高,维护成本更低。详见以下案例。
类型和简介
一:超声波脱气器
据外媒报道,由Southwire Com开发的Ultra-D脱气器。已经上市很久了。其商标中的“Ultra”代表“超声波”,“D”是“脱气器”的缩写。据说它操作简单,脱气效果好。它可用于金属熔体脱气,特别是有效地从铝熔体中除去氢。它是一种环保产品,在使用过程中不会释放出任何对环境有害的物质。同时又是一个投资回报周期短的产品。[2]
二:水质脱气器
鱼泡病的主要原因是水中的氧气和氮气太多。在这种情况下,对鱼来说最危险的就是水中出现过量的单氮分子。水中氧气过饱和的极限程度为250 ~ 300%,这种情况在自然界很少见,持续时间也很短。通过实验和文献证明,水中氮含量的饱和度对鱼类生长的影响百分比为:鲤鱼不超过115%,三文鱼不超过110 ~ 115%。在北海装置中进行鱼卵的人工孵化。[3]
3.铝熔体的在线脱气
分析了铝液在线除气的物理化学原理,分析了国内外铝液在线除气的研究现状和不足。创新性地采用与实际铝液流速相当的动态水模拟实验进行研究,发现动态两相流运动中存在气泡和短流现象。并提出有效的解决方案。同时发明了多项专利技术,充分发挥产学研紧密合作的优势,开发节能减排在线脱气技术和设备。
祛气的意义
利用自主研发的铝合金熔体旋转注射净化除气装置和数码相机高速连拍技术,重点研究了节流器的结构、尺寸和位置对精炼气泡大小、数量和分布的影响。结果表明,长方体是挡板的最佳结构,容器内径、挡板宽度与挡板位置(挡板与旋转杆的距离)的最佳比例关系为6.0∶1.0∶0.7。根据模拟试验给出的优化方案,制作了节流器,并用自制的旋转射流精炼除气器对ZL101铝合金熔体进行了净化除气。实验结果表明,净化脱气效果显著。旋转射流脱气示意图
设备图(略)