專利名稱：吹氣精煉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬和黑色金屬精煉裝置領(lǐng)域，具體涉及一種通過向金屬熔體中吹入 氣體，去除金屬熔體中的氣體及雜質(zhì)，精煉金屬熔體的裝置。
背景技術(shù)：
通過向金屬熔體中吹入氣體，去除金屬熔體中的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)金屬熔體精煉，提高金屬熔 體的純凈度，進(jìn)而提高金屬材料的力學(xué)性能、耐蝕性能等性能。
目前有色金屬精煉通常需要進(jìn)行熔體保護(hù)，常見的熔體保護(hù)方法有熔劑保護(hù)法和氣體保 護(hù)法。熔劑保護(hù)法會(huì)帶來以下問題(l)氯鹽和氟鹽高溫下?lián)]發(fā)產(chǎn)生有毒氣體HCl， Cl2， HF 等；(2)熔劑的密度較大，部分熔劑會(huì)隨同金屬液混入鑄型造成"熔劑夾渣"；(3)熔劑揮發(fā)產(chǎn) 生的氣體有可能滲入合金液中，成為材料使用過程中的腐蝕源，加速材料腐蝕，降低使用 壽命?，F(xiàn)有的吹氣精煉技術(shù)是將有一定壓力的精煉氣體用吹氣管吹入金屬熔體中，精煉過 程中，精煉氣體與金屬熔體作用后，連帶--些精煉副產(chǎn)物(C02、 S02、 CO、 H2、 N2、 02、 H20等)直接排放于周圍大氣中，有毒有害氣體沒得到合理處置，精煉氣體不能得到回收 利用。
黑色金屬爐外精煉是當(dāng)前國內(nèi)外煉鋼煉鐵工業(yè)的前沿新技術(shù)。常見的精煉工藝有LF、 RH、 VD、 VOD、 CAS和氣體攪拌等。鋼包內(nèi)噴吹惰性氣體攪拌工藝(CAS),又稱"鋼包 吹氬"技術(shù)，是最普通也是最簡單的爐外處理工藝。其主要冶金功能是均勻鋼水成分、溫 度、促進(jìn)夾雜物上浮。底吹氬應(yīng)根據(jù)鋼種性質(zhì)、鋼液目的、精煉目的來選擇合適的氣體參 數(shù)，如氬氣壓力、流量、耗量、吹氣時(shí)間、氣泡大小等，由這些因素決定了吹氬強(qiáng)度的大 小及精煉的效果。但精煉氣體沒得到回收利用，存在資源浪費(fèi)的問題。
降低精煉氣體耗用量和有毒有害物排放量是吹氣精煉新技術(shù)、新裝置發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有有色金屬和黑色金屬吹氣精煉裝置的不足，提供一種能回 收利用精煉氣體、合理處置有毒有害氣體的吹氣精煉裝置。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括容器l、吸氣管2、除雜系統(tǒng)3、氣泵
4、三通換向閥6、混合器7、吹氣系統(tǒng)9、吹氣管IO、連接管道5，其特征在于容器l內(nèi) 盛裝待吹氣精煉的金屬熔體，容器1的內(nèi)腔在吹氣精煉中不與大氣相通；吸氣管2與容器1 固定密封連通，吸氣管2的吸氣端口位于容器1的內(nèi)腔上部且不與金屬熔體接觸，吸氣管2 的排氣端口與除雜系統(tǒng)3的進(jìn)氣端口固定密封連通；除雜系統(tǒng)3、氣泵4、三通換向閥6、混 合器7、吹氣系統(tǒng)9通過連接管道5依次固定密封連通三通換向閥6為一進(jìn)二出換向閥， 具有連通氣泵4出口與混合器7進(jìn)口和連通氣泵4出口與大氣兩種狀態(tài)；混合器7上設(shè)置補(bǔ) 氣端口 8;吹氣系統(tǒng)9與容器1通過吹氣管10旋轉(zhuǎn)密封連通，吹氣管10插入金屬熔體中且 可旋轉(zhuǎn)；從而形成容器1 一吸氣管2 —除雜系統(tǒng)3 —?dú)獗? 一三通換向閥6 —混合器7 —吹氣系統(tǒng)9 一吹氣管10 —容器1的氣流回路。若精煉過程中無有毒有害氣體雜 質(zhì)，則不使用除雜系統(tǒng)3，吸氣管2與氣泵4直接固定密封連通。 本發(fā)明的吹氣精煉裝置中
容器l用于盛裝金屬熔體。其上安裝吹氣管10用于吹氣，吹氣管10的出氣口置于 金屬熔體內(nèi)且一般位于金屬熔體的下部；吸氣管2用于收集氣體，吸氣管2的進(jìn)氣口位于 熔器1的內(nèi)腔上部且不與金屬熔體接觸；安全閥11的進(jìn)口端與容器1的內(nèi)腔相連且不與金 屬熔體相接觸，用于在吹氣裝置發(fā)生故障時(shí)，卸除容器內(nèi)的過高壓力。吹氣精煉過程中， 容器1的內(nèi)腔與周圍大氣呈隔離狀態(tài)。
除雜系統(tǒng)3用于去除來自容器1的、不適于重新吹入金屬熔體的有害雜質(zhì)。根據(jù)雜質(zhì) 種類及形態(tài)的不同，除雜系統(tǒng)3內(nèi)可以放置過濾器以去除固體雜質(zhì)或(和)處理劑(器) 以通過吸附、化學(xué)反應(yīng)等途徑截留有害雜質(zhì)并進(jìn)行無害化處理。
氣條4用于提供氣流流動(dòng)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)氣流在裝置內(nèi)的循環(huán)。
三通換向閥6用于實(shí)現(xiàn)氣泵4與大氣相通和氣泵4與混合器7相通間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)氣泵4 與大氣相通時(shí)，可實(shí)現(xiàn)吹氣精煉前期排除容器1及吹氣精煉裝置內(nèi)的有害氣體；當(dāng)氣泵4 與混合器7相通時(shí)，可實(shí)現(xiàn)與大氣隔離的循環(huán)吹氣。
混合器7上設(shè)置補(bǔ)氣端口 8，用于補(bǔ)充新鮮氣體并與回收氣體混合，補(bǔ)氣端口 8設(shè)置調(diào) 整新鮮氣體流量的閥門，以控制新鮮氣體和回收氣體的比例。
吹氣系統(tǒng)9包括吹氣管10，用于向容器l中吹入精煉氣體。
管道5用于連接吹氣精煉裝置的各部件，以形成氣流回路。
本發(fā)明與現(xiàn)有裝置技術(shù)相比較，具有以下技術(shù)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精煉氣體的回收、循環(huán)再利 用，減少精煉氣體的消耗量，降低精煉成本；收集、處理精煉過程中產(chǎn)生的有毒、有害物， 減少有毒、有害物排放，減輕對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)，可使用精煉效果好但直接排放對(duì)環(huán)境 有污染的精煉氣體，增加精煉氣體的可選范圍、提高精煉效果、拓展吹氣精煉技術(shù)的適用 范圍實(shí)現(xiàn)金屬熔體與周圍大氣的隔離，減輕金屬熔體的氧化。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的吹氣精煉裝置可減少精煉氣體使用量70%以上，降低污染 物排放量50%以上，減輕金屬熔體的氧化率60%以上，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
在選用適當(dāng)?shù)臍怏w時(shí)，本發(fā)明的吹氣精煉裝置可用于精煉各種金屬熔體；也可用于向 金屬熔體中吹入改變金屬熔體成分的氣體及粉狀固體；還可用于吹氣處理其他液體、粒狀 固體及固液混合體。


圖1為本發(fā)明的吹氣精煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l一容器，2—吸氣管，3—除雜系統(tǒng)，4—?dú)獗茫?—管道，6—三通換向閥， 7—混合器，8—補(bǔ)氣端口， 9一吹氣系統(tǒng)，IO—吹氣管，ll一安全閥d
具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖l，給出本發(fā)明裝置的具體實(shí)施方式
如下
如圖1所示，本發(fā)明包括容器l、除雜系統(tǒng)3、氣泵4、三通換向閥6、混合器7、吹 氣系統(tǒng)9。實(shí)施時(shí)，按照?qǐng)Dl所示，將容器l、除雜系統(tǒng)3通過吸氣管2固定密封連通，除雜系統(tǒng)3、氣泵4、三通換向閥6、混合器7、吹氣系統(tǒng)9分別通過管道5依次固定密封連 通，吹氣系統(tǒng)9 、容器1通過吹氣管10旋轉(zhuǎn)密封連通，從而形成氣流回路。
使用本發(fā)明的吹氣精煉裝置進(jìn)行吹氣精煉時(shí)，先將金屬熔體盛裝在容器1中，將吹氣 管IO通過容器1頂蓋中心的小孔伸入金屬融體下部，吹氣口與容器1底部保持一定距離， 吹氣管10管身與容器1的頂蓋進(jìn)行旋轉(zhuǎn)密封連接，吹氣管10的另一端與吹氣系統(tǒng)9旋轉(zhuǎn) 密封連接；將吸氣管2通過容器1頂蓋的小孔伸入容器1內(nèi)腔上部并保證吸氣口不與金屬 熔體接觸，吸氣管2的吸氣端與容器1的頂蓋進(jìn)行固定密封連接，吸氣管2的另一端與除 雜系統(tǒng)3進(jìn)行固定密封連接；安裝并調(diào)整安全閥11，將安全閥11調(diào)節(jié)到容器1能接受的安 全范圍內(nèi)；將除雜系統(tǒng)3與氣泵4、氣泵4與三通換向閥6、三通換向閥6與混合器7、混 合器7與吹氣系統(tǒng)9分別用管道5進(jìn)行固定密封連接；將三通換向閥6調(diào)整為出口通大氣， 開啟氣泵，密閉容器l，從混合器7的補(bǔ)氣端口 8導(dǎo)入新鮮精煉氣體，過一定時(shí)間后，將三 通換向閥6調(diào)整為出口與混合器7相通，進(jìn)行連續(xù)的回流(及補(bǔ)氣)吹氣精煉。吹氣精煉 后，將三通換向閥6調(diào)整為出口通大氣，同時(shí)關(guān)閉混合器7的補(bǔ)氣端口 8，開啟容器l，完 成吹氣精煉操作。
使用本發(fā)明的吹氣精煉裝置進(jìn)行吹氣精煉時(shí)，新鮮氣體和回收氣體的比例可通過混合 器7的補(bǔ)氣端口 8上的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)；除雜系統(tǒng)3需定期維護(hù)，以保證除雜效果。安全閥 11需定期檢查以防止安全事故。氣體壓力、流量、氣泡的大小、容器l內(nèi)的壓力以及吹氣 管10的旋轉(zhuǎn)速度等都可以通過吹氣系統(tǒng)9來調(diào)節(jié)控制。有色金屬吹氣精煉時(shí)，由于精煉溫
度較低，吹氣管10用普通的鋼管即可；黑色金屬吹氣精煉時(shí)，由于精煉溫度較高，吹氣管
io需用耐高溫的陶瓷管。
實(shí)施例
下面的實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
利用本發(fā)明的吹氣精煉裝置對(duì)AZ91美合金進(jìn)行吹氣精煉，可減少精煉氣體使用量 75%，降低污染物排放量52%，減輕金屬熔體的氧化率64%。
利用本發(fā)明的吹氣精煉裝置對(duì)ZL101鋁合金進(jìn)行吹氣精煉，可減少精煉氣體使用量 76%，降低污染物排放量53%，減輕金屬熔體的氧化率68%。
利用本發(fā)明的吹氣精煉裝置對(duì)ZG15碳素鋼進(jìn)行吹氣精煉，可減少精煉氣體使用量 70%，降低污染物排放量54%，減輕金屬熔體的氧化率66%。
權(quán)利要求
1.一種吹氣精煉裝置，包括容器(1)、吸氣管(2)、除雜系統(tǒng)(3)、氣泵(4)、三通換向閥(6)、混合器(7)、吹氣系統(tǒng)(9)、吹氣管(10)、連接管道(5)，其特征在于容器(1)內(nèi)盛裝待吹氣精煉的金屬熔體，容器(1)的內(nèi)腔在吹氣精煉中不與大氣相通；吸氣管(2)與容器(1)固定密封連通，吸氣管(2)的吸氣端口位于容器(1)的內(nèi)腔上部且不與金屬熔體接觸，吸氣管(2)的排氣端口與除雜系統(tǒng)(3)的進(jìn)氣端口固定密封連通；除雜系統(tǒng)(3)、氣泵(4)、三通換向閥(6)、混合器(7)、吹氣系統(tǒng)(9)通過連接管道(5)依次固定密封連通；三通換向閥(6)為一進(jìn)二出換向閥，具有連通氣泵(4)出口與混合器(7)進(jìn)口和連通氣泵(4)出口與大氣兩種狀態(tài)；混合器(7)上設(shè)置補(bǔ)氣端口(8)；吹氣系統(tǒng)(9)與容器(1)通過吹氣管(10)旋轉(zhuǎn)密封連通，吹氣管(10)插入金屬熔體中且可旋轉(zhuǎn)；從而形成容器(1)-吸氣管(2)-除雜系統(tǒng)(3)-氣泵(4)-三通換向閥(6)-混合器(7)-吹氣系統(tǒng)(9)-吹氣管(10)-容器(1)的氣流回路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹氣精煉裝置，其特征在于，不使用除雜系統(tǒng)(3)，吸氣管(2)與氣 泵(4)直接固定密封連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹氣精煉裝置，其特征在于，容器(l)上設(shè)置安全閥(ll)，安全閥(ll) 的內(nèi)端口位于容器(l)內(nèi)腔上部且不與金屬熔體接觸。
全文摘要
一種吹氣精煉裝置，涉及有色金屬和黑色金屬熔體精煉裝置領(lǐng)域。該裝置包括容器1、除雜系統(tǒng)3、氣泵4、三通換向閥6、混合器7、吹氣系統(tǒng)9，其特征在于，容器1、除雜系統(tǒng)3通過吸氣管2固定密封連通，除雜系統(tǒng)3、氣泵4、三通換向閥6、混合器7、吹氣系統(tǒng)9分別通過管道5依次固定密封連通，吹氣系統(tǒng)9、容器1通過吹氣管10旋轉(zhuǎn)密封連通，從而形成氣流回路。利用吹氣精煉裝置進(jìn)行精煉處理時(shí)，實(shí)現(xiàn)了精煉氣體的回收再利用，顯著降低精煉氣體消耗量；同時(shí)，可收集精煉過程中產(chǎn)生的有害氣體并加以處理，減少對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C21C7/072GK101302579SQ20081006990
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者彭曉東, 蘇中華, 謝衛(wèi)東 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)