Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов

Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и его сплавов. Цель изобретения - повышение производительности устройства и эффективности рафинирования. Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов состоит из емкости 1, вертикальных перегородок 2 и 3, камеры хлорирования 4, камеры вывода металла 5, газораспределительных устройств 13 и 14. Выполнение устройства с дополнительным газораспределительным устройством, расположенным в камере хлорирования, позволяет создать циркуляцию металла и шлака, а также исключает образование застойных зон. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и его сплавов. Целью изобретения является повышение производительности устройства и эффективности рафинирования. Устройство опробовано на холодной модели на воде, воздухе и материалах, имитирующих шлак и неметаллические включения. На фиг. 1 показано устройство в плане; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1. Устройство представляет собой футерованную огнеупором емкость 1, разделенную вертикальными перегородками 2 и 3 на камеру 4 хлорирования, камеру 5 вывода металла и камеру 6 ввода металла. Камера 6 ввода металла перегородкой 7 отделена от камеры 8 сбора шлака и соединена с камерой сбора шлака через окно 9. Желоб 10 предназначен для подачи металла в камеру ввода металла. В перегородке 2 в нижней части камеры сбора шлака выполнено окно 11 для ввода металла в камеру хлорирования. В верхней части перегородки 2 имеется окно 12 вывода шлака из камеры хлорирования. В камере хлорирования установлены газораспределительные устройства (ГРУ) 13, 14 с пористой насадкой. В вертикальной перегородке 3 выполнено окно 15 для перетока металла в камеру вывода металла, желоб 16 предназначен для слива металла из устройства. Сверху устройства установлено перекрытие 17, в котором имеется люк 18 для извлечения шлака. Расстояние между вертикальными перегородками камеры хлорирования - l_n, ГРУ установлены на расстоянии l_гру 0,6 0,9 l_n. Окна 12 и 15 вывода шлака и вывода металла расположены по диагонали. Устройство работает следующим образом. По желобу металл поступает в камеру ввода металла и проходит в камеру сбора шлака, отдаленную от камеры ввода металла не доходящей до дна перегородкой. Через нижнее окно камеры сбора шлака металл поступает в камеру хлорирования, где установлены газораспределительные устройства (ГРУ). Через ГРУ в расплав подается хлоразотная газовая смесь. При взаимодействии алюминия, натрия, водорода и неметаллических включений с хлором образуются их хлориды, которые поднимаются на поверхность расплава, причем разные примеси с разной скоростью. Поток металла в камере хлорирования движется по диагонали в вертикальной и горизонтальной плоскостях: от нижнего окна камеры сбора шлака к окну вывода металла. По диагонали к окну вывода металла в горизонтальной плоскости расположено окно вывода шлака, верхняя кромка которого на 2 3 см выше кромки окна вывода металла. Прохлорированный металл перетекает в камеру вывода металла. В зависимости от расположения устройства камера вывода металла может иметь поперечную перегородку для предотвращения попадания частиц шлака в металл либо иметь достаточные размеры в соответствии с заявляемыми параметрами для успокоения металла в всплытия оставшихся прохлорированных соединений. Последнее предпочтительнее. Из камеры вывода металл подается на литейную машину. ГРУ в камере хлорирования размещены так, что расстояние l_гру составляет 0,6 0,9 расстояния l_n, поэтому образующиеся хлорид алюминия и хлорид натрия не задерживаются благодаря барботажу около ГРУ, а направляются по поверхности расплава в более спокойную зону к окну сбора шлака. А так как металл поступает в камеру хлорирования через камеру сбора шлака, то хлорид алюминия имеет возможность взаимодействовать с металлом до его попадания в камеру хлорирования, что увеличивает производительность и эффективность рафинирования. Расположение другого ГРУ на расстоянии l_гру, составляющем 0,6 0,9 расстояния l_n, позволяет исключить застойную зону около этого ГРУ и направить хлорид алюминия вместе с металлом через окно вывода металла в камеру вывода металла. На фиг. 1 емкость камеры хлорирования относится к емкости камеры вывода металла как 1 0,75. При такой конструкции устройства перхлорированные примеси успевают подняться на поверхность расплава в виде шлака и могут быть удалены из камеры вывода металла обычными приемами. В таблице приведены данные о влиянии предлагаемых параметров устройства на производительность и эффективность рафинирования при минимальных, максимальных и средних их значениях и в сравнении с прототипом. Как видно из таблицы, при средних значениях предлагаемых параметров производительность увеличивается на 20% степень рафинирования от натрия на 33,3% от водорода на 22,2% Расположение камеры сбора шлака по диагонали с камерой вывода металла с одновременным соединением камеры ввода металла с камерой хлорирования через нижнюю часть камеры сбора шлака позволяет использовать содержащийся в шлаке хлорид алюминия на рафинирование алюминия еще до поступления металла в камеру хлорирования, что увеличивает производительность и эффективность рафинирования. Установка в камере хлорирования двух и более ГРУ так, что расстояние по горизонтальной оси между одним ГРУ и окном камеры сбора шлака, а также расстояние между другим ГРУ и окном вывода металла составляет 0,6 0,9 расстояния от этих окон до противоположных перегородок, позволяет создать такую циркуляцию металла и шлака, которая позволяет исключить образование застойных зон и обработать весь поток металла независимо от геометрических размеров камеры хлорирования. Благодаря этому увеличивается производительность устройства. Одновременно шлак направляется в сторону, противоположную месту расположения ГРУ, т.е. в окна камеры сбора шлака и частично вывода металла, что приводит к более полному использованию содержащегося в шлаке хлорида алюминия в процессе хлорирования примесей, т.е. повышению эффективности рафинирования. Выполнение камер устройства с такими размерами, которые обеспечивают соотношение между общей емкостью камер ввода металла сбора шлака и емкостью камеры хлорирования в соотношении 1:2 10, обеспечивает время обработки расплава хлоргазовой смесью в камере хлорирования и время взаимодействия вновь подаваемого металла со шлаком, содержащим хлорид алюминия, достаточное как для хлорирования примесей до заданной величины, так и для взаимодействия примесей в металле с хлоридом алюминия. По аналогичной причине размеры камеры хлорирования и камеры вывода металла выполнены такими, что соотношение их емкостей составляет 1 0,5 50, что позволяет прохлорированному металлу в камере вывода металла освободиться от продуктов хлорирования за счет времени обработки металла хлоргазовой смесью и времени отстоя металла после хлорирования. Благодаря этому повышается эффективность рафинирования и исключается необходимость фильтрации расплава через керамическине и другие твердые фильтры. Кроме того, изобретение позволяет использовать устройство как отдельно стоящий аппарат, так и в комплексе с каскадом миксеров при расположении устройства между копильным и раздаточным миксерами.

Формула изобретения

1. Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов, включающее корпус с камерами ввода и вывода металла, камеры хлорирования и сбора шлака, разделенные перегородками с окнами, и газораспределительное устройство, расположенное в камере хлорирования, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и эффективности рафинирования, оно дополнительно снабжено газораспределительными устройствами, причем расстояние по горизонтальной оси между одним газораспределительным устройством и окном камеры сбора шлака, а также расстояние между другим газораспределительным устройством и окном камеры вывода металла составляет 0,6 0,9 расстояния от окон до противоположных перегородок, при этом окно камеры сбора шлака расположено по диагонали с окном камеры вывода металла, а камера ввода металла соединена с камерой хлорирования через нижнее окно камеры сбора шлака. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соотношение объема камер ввода металла и сбора шлака и объема камеры хлорирования составляет 1:2 10, а соотношение объема камеры хлорирования и объема камеры вывода металла - 1: 0,5 50.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000