有色金属熔炼与铸锭3.ppt

1.3.7铜及铜合金净化处理 （1）除气处理 a 除H处理（惰性气体除H、氧气除H、熔剂除H） b 除O处理（脱氧剂脱O、过滤和喷粉脱O、熔剂脱O、 电介质脱O） （2）除夹杂物处理（氧化法、熔剂法） 1.3.7铜及铜合金净化处理 （1）除气处理 a 除H处理（惰性气体除H、氧气除H、熔剂除H） b 除O处理（脱氧剂脱O、过滤和喷粉脱O、熔剂脱O、 电介质脱O） （2）除夹杂物处理（氧化法、熔剂法） 从含氢量的实测值和电镜照片可以看出,本系统具有很高的除气除渣效果。 主要有两方面原因:首先是本系统采用了旋转喷头,在净化气体从喷头中喷出时,被喷头叶轮打碎得十分细小并且均匀,显著地提高了净化气体的比表面积。 其次,由于喷头的旋转搅拌作用,细小的净化气泡能均匀的分布于金属液中,加上金属液的粘性作用及气泡上升的螺旋路径,净化气泡停留在金属液中的时间较长,使金属液中所含的氢原子可充分扩散到净化气泡中,并与某些净化气体发生反应,这些细小的净化气泡还可以将细小的夹杂物吸附出液面。因此,旋转喷头显著地改善了净化气体的除气除渣动力学过程。 从方程式中可以看出,通过化学反应Cl2 可以直接去除铝液中的氢原子,这是其化学净化作用。另外, 这两个反应的产物在铝液中都呈气态,并且它们都不溶于铝液,这样它们就可以和其它净化气体(Ar 、N2 ) 一起起到物理净化作用。就是通过扩散,使氢原子进入净化气泡中。 熔体入口 熔体出口 MINT(melt in-line treatment)熔体在线处理法特点： 高速度，气泡小，分散好，同时，上部有阻尼装置，保持熔体液面。 MINT 法是美国联合铝业公司研制,1982 年以后开始在工业上使用。该方法是将熔体从装置上方成切线方向流入反应器内, 并以螺旋状向下流动。在反应器底部装有高压气体喷嘴, 喷入细小的氩- 氯气泡,气泡上浮, 熔体向下流动, 在漩涡流动作用下, 把细小气泡均匀弥散分布到熔体中, 把熔体中的氢除去。熔体从反应器底部流出,通过上升管流入泡沫陶瓷过滤器, 氧化物夹杂则被过滤掉。 该装置用氩气加上015 %～3 %的氯气,除氢效率可达48 %～73 % , 见表4 ; 金相低倍检查除氧化物夹杂的效率可达90 % , 除H效果见表。 表 　MINT除氢效果表效果 表　MINT除夹杂物效果表 MINT特点： 结构最简单, 没有同熔体接触的运动部件, 占地面积小, 更换合金品种方便, 除渣效率高, 更加适用于多合金生产的熔铸机组上使用。 　Alcoa 469 除气法 是美国铝业公司研究成功的铝液在线处理工艺, 可实现铝液连续净化。该装置有2 个处理室(称为两单元) ,采用氩- 氯混合气体精炼和氧化铝球过滤。 在此装置中, 熔体先经粗过滤床过滤, 再经细过滤床过滤流向铸造机。在2 个过滤床的底部设有气体扩散器, 气体的流向与熔体的流向相反并均匀分布到整个过滤床截面上。 经Alcoa 469 法处理的铝液氢溶解度可控制在0.15 mL/ 100gAl 以内, 除H效果见下表。 表 　Alcoa 469 装置除氢效果表 电磁场精练示意图 熔体 熔剂 夹杂夹杂 σ1 溶剂 σ2 σ3 溶体 夹杂杂 θ σ1—熔体/溶剂、 σ2—熔体/夹杂、 σ 3—夹杂/溶剂的界面张力 Q1＝Q3－Q2cosθ σ 1＝ σ 3－ σ 2cosθ 因为熔体/夹杂不润湿θ＞90 所以 σ 3＜ σ 1+ σ 2 S σ3－（S σ 2＋S σ 1）＜0 所以 σ 3＜ σ 1+ σ 2 吸附条件 润湿条件 θ （3）溶解除杂原理 Al2O3与Na3AlF6相互溶解，935oC时，能溶剂18.5％的Al2O3 ，NaCl -KCl中加入10% 的Na3AlF6能溶剂0.15%的Al2O3。 （4）过滤除杂原理 在扩散、直接拦截、重力和表面张力作用下的截留过程。 大于30微米的颗粒是机械拦截截留的；  小于于30微米的颗粒靠表面张力截留的；  （4）过滤除杂原理 过滤时通过专门的过滤介质（滤床），通过机械作用和物理化学作用，使夹杂物选择性滞留、吸附过程。 陶瓷滤床是一种开口气孔率高达80 %～90 % ,密度为0.13 g/ cm3～0. 6 g/ cm3 ,具有独特的三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷