用于精煉熔融鋁合金的設備制造技術

公開了用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件和方法，其中熔融材料的至少一部分為鋁。具有中空本體和分配輪緣的分配桿被配置為：允許熔劑和/或惰性氣體經過中空本體，并且當熔融材料流過槽時通過分配輪緣將它們注入到熔融材料內。擋板被配置為定位在相關聯的槽中的熔融材料內，以允許熔融材料流經擋板。細長分配桿被定位在相對于擋板的下游位置處。當熔融材料穿過細長分配桿的分配輪緣時，熔融材料的流動速率增加，以將熔劑注入并混合在熔融鋁合金內。

Apparatus for refining molten aluminium alloys

Flux for injector assembly and method for refining molten material in the molten material flows through the slot is disclosed, wherein at least a portion of the molten material for aluminum. A dispensing rod having a hollow body and a dispensing flange is configured to allow the flux and / or inert gas to pass through the hollow body and to inject the molten material into the molten material by dispensing the rim when the molten material passes through the slot. The baffles are configured to be positioned within the molten material in the associated grooves to allow the molten material to flow through the baffle. The slender distributing rod is positioned at the downstream position relative to the baffle. As the molten material passes through the distribution flanges of the elongated distribution rod, the flow rate of the molten material is increased to inject and mix the flux into the molten aluminum alloy.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于精煉熔融鋁合金的設備本申請要求于2014年8月4日提交的美國臨時申請第62/032,853號的權益，其公開內容通過引用并入本文。背景本公開內容涉及用于精煉熔融鋁合金的設備和方法。本公開發現了結合熔劑注入組件的特別應用，該熔劑注入組件被配置為當熔融鋁合金流過槽時將熔劑引入熔融鋁合金，并且將特別參考對其進行描述。然而，應當理解，本示例性實施方式也適于其它類似的應用。熔融金屬，諸如鋁和鋁合金，包括期望在精煉期間除去的痕量的雜質。在已知的精煉工藝中，鋁在爐內熔化，并且然后轉移到用于金屬形成的鑄造機。鋁通常通過槽從爐轉移到鑄造機。熔融鋁在入口處流入槽中并流過槽從而以基本上連續的方式在出口處離開。在許多情況下，槽包括旨在除去熔融鋁內的至少一部分雜質的脫氣處理組件和/或過濾器。一些雜質包括溶解的氫氣，諸如氧化物、碳化物、硼化物、氧化鋁、氧化鎂等粒子以及諸如溶解的堿金屬(鈉(Na)、鋰(Li)和鈣(Ca))等各種其它元素。這些雜質可在鑄造工藝中和在成品的特性上引起不期望的效果。處理工藝通常利用被配置為在熔融鋁內引入熔劑的熔劑注入機構。通常，熔劑包含氯氣或氯氣與諸如氬氣等惰性氣體的混合物，當它們結合時，已知它們幫助從熔融鋁中除去雜質。一種熔劑的此類示例是由華盛頓斯波坎市的派羅特克有限公司(Pyrotek,Inc)銷售的PROMAGTM。已知氯氣和氯鹽有效地將堿金屬轉化為在惰性氣體的幫助下聚結并上升到熔融材料的表面的鹽。特別地，氫氣擴散到惰性氣體氣泡中并且當粒子在氣泡周圍聚結并上升到熔融鋁合金的頂部時被除去。熔劑和雜質形成渣滓或被周期性撇去或在下游過濾器中捕獲的廢物副產物。通常，隨著渣滓除去氯和/或氯鹽。然而，在諸如由于環境損害和處理負擔的這些的應用中一直存在消除使用氯氣的壓力。在美國專利No.3,767,382中公開了一種在線熔劑注入機構，其利用氯和/或氯鹽公開了一種已知的精煉鋁的方法。另外，在美國專利No.8,025,712中公開了一種用于在線鋁處理的設備和工藝，其通過引用并入本文。這些機構公開了用于精煉熔融鋁和熔融鋁合金的工藝，其利用包括至少一個分配器的各種室，該分配器具有附接至葉輪的細長旋轉軸。當熔劑通過旋轉軸或在旋轉軸處排出并且在室內通過葉輪分布時，葉輪適于在熔融鋁內旋轉。葉輪和旋轉軸特別用于以足以在熔融合金內提供熔劑的廣泛分布從而與其中雜質的高百分比進行化學相互作用的方式將熔劑分布在熔融合金內，同時利用最小量的氯氣或氯鹽。雜質然后上升到熔融鋁合金的表面并且可以被除去。
技術實現思路
根據本公開的一個方面，提供了用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件，其中熔融材料的至少一部分為鋁。該熔劑注入器組件包括具有中空本體和分配輪緣的細長分配桿，其被配置為允許熔劑和/或惰性氣體經過中空本體，并且在熔融材料流過槽時通過分配輪緣將熔劑和/或惰性氣體注入到熔融材料內。具有底部邊緣的擋板被配置為定位在相關聯的槽中的熔融材料內，以允許熔融材料在擋板的底部邊緣下方流動。細長分配桿定位在相對于擋板的下游位置。分配輪緣和底部邊緣放置在熔融材料內，其中熔融材料的流動速率當熔融材料穿過細長分配桿的分配輪緣時增加，以將熔劑注入并混合在熔融材料內。在一個實施方式中，細長分配桿的分配輪緣包括沿著分配輪緣向內定位的至少一個凹口。該配置允許較低的氣流或氣壓通過分配輪緣，從而減小從分配輪緣分布的氣泡的尺寸，從而減小沿著熔融材料的表面的湍流量。該配置幫助將熔劑與熔融材料混合。在另一個實施方式中，分配桿被放置在與槽流體連通的擋板或室的上游。分配輪緣被定位在熔融材料內，并且熔劑分布在擋板的上游位置處。當熔融材料流經擋板時，熔劑與熔融材料混合。在另一個實施方式中，提供了將熔劑混合在熔融材料的流內的方法。在熔融材料的流內提供具有中空內部和分配輪緣的細長分配桿。將分配桿的分配輪緣定位成鄰近在熔融材料的流內的擋板并位于其下游。在當熔融材料的流流經擋板而受到操縱時，將熔劑引入分配桿以通過分配輪緣使之離開。將熔劑分布到已經由擋板操縱的熔融材料的流內，以增加熔劑的分布面積，從而當熔劑混合在熔融材料的流內時改善熔劑的混合。在另一個實施方式中，細長分配桿的分配輪緣包括沿著分配輪緣向內定位的至少一個凹口，以幫助將熔劑分布到熔融材料的流內。在另一實施方式中，熔劑注入器組件包括與細長分配桿相關聯的渦流產生轉子。附圖的簡要說明圖1是根據現有技術的具有擋板和旋轉式分配器的在線金屬處理系統的透視圖；圖2是根據本公開的用于當熔融鋁合金流過槽時精煉熔融鋁合金的熔劑注入器組件的橫截面圖；圖3是根據本公開的熔劑注入器組件的一個實施方式的橫截面平面圖；圖4是根據本公開的熔劑注入器組件的另一個實施方式的橫截面平面圖；圖5是根據本公開的熔劑注入器組件的又一個實施方式的橫截面平面圖；圖6是根據本公開的熔劑注入器組件的另一個實施方式的橫截面平面圖；圖7是根據本公開的用于在熔融鋁合金中混合熔劑的方法的流程圖；圖8是根據本公開的熔劑注入器殼體的平面圖；圖9A是根據本公開的圖6的熔劑注入器組件的另一個實施方式的橫截面側視圖；圖9B是根據本公開的圖9A的熔劑注入器組件的橫截面仰視圖；以及圖10A是其中已添加轉子的熔劑注入組件的另一個實施方式的橫截面平面圖；以及圖10B是示例性轉子的俯視平面圖。具體實施方式現在將詳細參考本公開的實施方式，本公開的示例在附圖中示出。只要可能，相同的附圖標記將用于指示相同的部件或零件。為了本說明書的目的，本文所述的各種實施方式中的類似方面將由類似的附圖標記表示。類似的特征可以為了清楚而利用具有撇號(')或雙撇號(”)的附圖標記來描述，并且本說明書不限于所描述的特征的組合。然而，要理解的是，各種方面的結構在各種實施方式中可以不同。為了本公開的目的，術語“熔融材料(moltenmaterial)”將用于描述鋁或包括鋁的合金、已經熔化成熔融形式的其它金屬元素或合金的混合物，并且不限于其中所包括的各種元素。如本文所用的術語熔融材料包括至少一部分鋁。參考圖1，示出了由專利No.US8,025,712所公開的現有技術實施方式，其包括用于引入熔劑以精煉熔融材料的設備910。設備910包括槽950和一系列可旋轉分配器960，其中至少一個分配器在擋板974的下游。槽是熔融金屬轉移流槽，其包括上游入口954和下游出口956。槽950適于允許熔融材料從入口流動到出口。通常，該槽將熔融材料從被配置為將鋁材料熔化成熔融金屬合金的爐轉移到鑄造機構，以將熔融材料形成為期望形狀。每個可旋轉分配器960需要驅動機構，諸如電動機，其用于將可旋轉運動傳送到浸沒在熔融材料的流內的葉輪。如上所述，可旋轉分配器960連接到氣體的供應源，該氣體經過每個分配器960的旋轉軸961而與通過旋轉葉輪的內部通道的熔融材料混合。擋板972、擋板974和擋板976定位在一系列可旋轉分配器960的上游和/或下游的各個位置處，以允許材料在下方和周圍流動并幫助將浮動廢物副產物(稱為渣滓)局限在材料的表面處。可以周期性地除去渣滓，因為擋板防止渣滓穿過下游并污染附接至出口的過濾器或污染固化的最終產品。值得注意的是，當槽從由擋板972和擋板976限定的室的入口和出口延伸時，可旋轉分配器960位于由擋板972、擋板974和擋板976本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件，所述熔融材料的至少一部分包括鋁，所述熔劑注入器組件包括：具有中空本體和分配輪緣的細長分配桿，所述細長分配桿被配置為允許熔劑經過所述中空本體，并且在所述熔融材料流過相關聯的槽時通過所述分配輪緣將所述熔劑注入到所述熔融材料中；具有底部邊緣的擋板，所述擋板被配置為定位在相關聯的所述槽內以允許熔融材料在所述擋板的所述底部邊緣的下方流動，所述細長分配桿被定位在相對于所述擋板的下游位置處，所述分配輪緣和所述底部邊緣被放置在所述熔融材料內，其中當所述熔融材料經過所述細長分配桿的所述分配輪緣時所述熔融材料的流動速率增加，以將所述熔劑混合在所述熔融材料內。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.04 US 62/032,8531.一種用于在熔融材料流過槽時精煉熔融材料的熔劑注入器組件，所述熔融材料的至少一部分包括鋁，所述熔劑注入器組件包括：具有中空本體和分配輪緣的細長分配桿，所述細長分配桿被配置為允許熔劑經過所述中空本體，并且在所述熔融材料流過相關聯的槽時通過所述分配輪緣將所述熔劑注入到所述熔融材料中；具有底部邊緣的擋板，所述擋板被配置為定位在相關聯的所述槽內以允許熔融材料在所述擋板的所述底部邊緣的下方流動，所述細長分配桿被定位在相對于所述擋板的下游位置處，所述分配輪緣和所述底部邊緣被放置在所述熔融材料內，其中當所述熔融材料經過所述細長分配桿的所述分配輪緣時所述熔融材料的流動速率增加，以將所述熔劑混合在所述熔融材料內。2.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，其中所述細長分配桿的所述分配輪緣包括沿著所述分配輪緣向內定位的至少一個凹口，以幫助將所述熔劑與所述熔融材料混合。3.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，其中所述細長分配桿從覆蓋件延伸。4.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，其中所述擋板從覆蓋件延伸。5.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，其中所述分配輪緣與所述擋板的所述底部邊緣對準地定位在所述熔融鋁合金內。6.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，其中所述細長分配桿從覆蓋件延伸。7.根據權利要求1所述的熔劑注入器組件，還包括轉子、軸和馬達的組合，其中所述轉子鄰近所述細長桿設置。8.一種在熔融材料的流內混合熔劑的方法，所述熔融材料的至少一部分包括鋁，所述方法包括：提供具有中空內部和分配輪緣的細長分配桿；將所述分配桿的所述分配輪緣定位成鄰近在熔融材料的流內的擋板并位于所述擋板的下游；將熔劑引入所述分配桿以通過所述分配輪緣離開；當所述熔融材料的流流經所述擋板時操縱所述熔融材料的流；以及將所述熔劑分布到在已經受所述擋板操縱之后的所述熔融材料的流內，以使當所述熔劑在所述熔融材料的流內混合時增加所述熔劑的分布面積。9.根據權利要求8所述的混合熔劑的方法，其中所述細長分配桿的所述分配輪緣包括沿著所述分配輪緣向內定位的至少一個凹口，以幫助將所述熔劑分布到所述熔融材料的流內。10.根據權利要求8所述的混合熔劑的方法，還包括提供...

【專利技術屬性】
技術研發人員：塔布·威廉斯，邁克爾·克萊帕基，瑞安·莫蘭，
申請(專利權)人：派瑞泰克有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US