本发明专利技术涉及一种混合气体及用该气体净化铝合金融体的方法、装置，混合气体的组分构成按体积浓度百分比：Ｎ↓［２］＋Ａｒ：７５～８５％；ＣＯ＋Ｃｌ↓［２］：１５～２５％；其中Ａｒ／Ｎ↓［２］：１／３～１／２；Ｃｌ↓［２］／ＣＯ：１／８～１／９。用该气体净化铝合金融体的方法是将混合气体通过导管进入除气头及喷嘴导入铝合金融体中，进行除气净化处理；除气净化处理采用炉内精炼处理、炉外在线精炼处理或炉内精炼与炉外在线精炼联合处理的处理方式之一。其优点是：本发明专利技术的混合气体技术，克服了高氯气处理所带来的各类危害，具有低成本与除气净化效果高等特点；本发明专利技术的装置具有成本低，除气净化效果高，便于维护与适宜于在线处理等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种混合气体及用该气体净化铝合金融体的方法、装置，特别是关于铝合金 融体中气体、杂质以及渣物被去除所采用的混合除气气体、装置以及处理方法，属于金属合 金及其制备
技术介绍
采用惰性与反应性混合气体，对铝合金融体进行处理，以除去铝合金融体中的渣物、杂 质与气体是生产中很实用的技术。但实际上所采用混合气体的种类与组分的差异，以及所采 用的处理装置或方法不同，已造成铝合金融体质量上的极大差异，并也影响到了经济性和环 保问题。氮气，氮气是相对铝的惰性气体，也与铝发生反应，同时也与铝中的镁发生强烈反应， 产生的化合物A1N、 Mg晶是较难彻底去除的有害杂物，这将造成对铝合金融体的二次污染问 题。氩气，氩气是绝对惰性气体，净化除渣、除气效果优异，但除气效率不高。 氯气，或氯化物，氯是活性元素，除气效率高，因其参加的反应是放热反应，可增加气 体体积；同时氯对合金中杂质钠、钾、钙、锂等微量有害元素去除是其它元素不可替代的， 也是用含氯技术的关键所在。但氯对环境、人、装置是有害的，又是必须限制使用的元素。 现有的N2+C12、 Ar+Cl2及氯化物除气净化技术都存在环境污染问题、融体净化质量问 题以及经济性问题。美国联合铝业公司专利技术的MINT装置及后继型各类装置，全都采用切向金属导流与固体 喷嘴喷出除气净化气体逆向对流的方法，使铝合金熔体与净化气体有更好的作用机制，但净 化装置是采用向上发散型结构，因热流体、热物理学的作用机制，将导致净化气体向中心偏 聚，无法均匀分布，导致了铝合金融体除气净化质量上的问题，此外该类装置结构复杂、预 热启动困难，加之存在维护与断电情况下的应急处理等难题，应用受到局限。美国专利3870511、 4772319公布了一种采用封闭式处理装置，在铝合金熔体面上通入 低于大气露点的空气，压力高于大气压力，显然，这在实际连续生产情况下是不适宜的。专 利中所采用的外加旋转除气喷嘴机构以及如SINF类除气装置向铝合金熔体内引入除气净化 气体，都存在转子以及转轴的易损问题，以及随机性或意外性问题，造成维护与生产运行不能连续性问题。此外专利还公布了除气净化气体是氩、氦、氡和氙以及氮、氯等，显而易见 采用惰性气体氦、氡和氙等，存在高成本问题。而采用氩、氮、氯气体，具体的比例或选择 并没有公布，如采用单一气体通气量为15L/min或20L/min将存在严重的环境污染问题或融 体净化质量问题以及经济性问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种从铝合金融体中除去气体如 氢、碱土金属如钠、钾、锂和钙以及氧化物熔渣的混合气体及用该气体净化铝合金融体的方 法、装置。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的混合气体，其组分构成按体积浓度百分比N2+Ar: 75 85%; C0+C12: 15 25%;其中Ar / N2: 1/3 1/2; C12/C0: 1/8 1/9。这里采用Ns与Ar混合惰性气体，其目的是用Ar气进一步去除因氮气发生化学反应所产 生的氮化物及复渣氧化物。在除气时间和顺续上具有灵活性，四种气体可同时通入或先通入 N2+C0+Cl2混合气体后再通入Ar气也可。这里采用C0与Cl2混合活性气体，其目的是用C0气体代替或减少Cl2用气量，降低Cl2 对环境、人员以及设备的危害。但Cl2对碱土金属如钠、钾、锂和钙的去除作用是无法代替 的，这是已知的常用方法，因此必须含有Cl2。但不限于此，这里也可采用氯化物或含氯气 体如MnCl2、 C2C16、 CCl4等。采用CO气体也将达到高的除气效果，所参与的化学反应是放热 反应，其化学反应式2A1203+6C12=4A1C13 t +302 t302 + 6 C0二6 C02 tA1A+2 +4C12+3C0=2HC1 t +2A1C13 t +3C02 t反应产物全部为气体，显著提高了除气净化效果。同时也避免因过量的Cl2与钛细化剂 发生化学反应生成TiCl3，而粗化组织的缺点。同时除气反应也消耗了部分A1A渣，提高了 除渣净化效率。在处理含镁铝合金时，也因避免镁与氯发生反应，减少了镁的烧损，有利于 保证合金的化学成分。本专利技术的用上述气体净化铝合金融体的方法即对铝合金融体除氢、除杂与除渣方法是 首先对采用的气体进行除水和除氧处理，使气体中含氧量不大于0.03%voL，水分含量 不大于3.0g/L，然后通过控制各气体的流量，使各气体按比例进入混合罐进行混合，再通过控制混合气体的流量与压力，使混合气体通过导管进入除气头及喷嘴导入铝合金融体中，进 行除气净化处理；除气净化处理采用炉内精炼处理、炉外在线精炼处理或炉内精炼与炉外在 线精炼联合处理的处理方式之一采用炉内精炼处理时铝合金融体温度为720°C-750°C，通入混合气体时间为15-30 min， 混合气体压力控制在0. 15-0. 20atm，混合气体流量控制在1. 2-2. 0 Nm3/ min;采用在线精炼处理时铝合金融体温度为710°C-725°C，混合气体压力控制在 0. 5MPa-0. 8MPa，混合气体流量控制在0. 35-0. 45Nm3/ min;采用炉内精炼与炉外在线联合精炼处理炉内精炼处理时铝合金融体温度为72(TC -750。C，通入混合气体时间为15-20min，混合气体压力控制在0. 15-0. 20atm，混合气体流 量控制在1.2-2.0 Nm7 min;在炉内精炼处理后进行在线精炼处理，在线精炼处理时铝合金 融体温度为710°C-725°C，混合气体压力控制在0. 5MPa-0.8MPa，混合气体流量控制在 0. 30-0. 35Nm3/ min 。当采用在线精炼处理时所使用的装置如下本专利技术的装置包括由钢制外壳、隔热层、耐火层构成装置的外体，其特征是在外体内 部竖直地设有档板、在外体的前侧壁与档板间水平地设有一级过滤板、在档板的下部与外体 的底部间竖直地设有二级过滤板、在外体的后侧壁与档板间水平地设有三级过滤板，将外体 内部空间分隔为前净化室、中净化室和后净化室三个过滤室，在外体的前侧壁的上部设有进 液流道，在外体的后侧壁的上部设有出液流道。本专利技术的有益效果(1)本专利技术的混合气体技术，克服了高氯气处理所带来的各类危害，具有低成本与除 气净化效果高等特点；(2)本专利技术的在线除气净化装置，避免了SINF型与MINT型除气净化 装置的不足或问题，具有成本低，除气净化效果高，便于维护与适宜于在线处理等特点；(3) 处理6063铝合金融体，净化后铝合金熔体含气量可控制在0. 1375mL/100gAl以下，钠含量 重量百分比可控制在5ppm以下，满足建筑型材成品率、加工性能与质量技术要求。 附图说明图1所示是本专利技术装置的垂直剖视图2所示是实施例1、 2和3中的除气时间、混合气体含量和铝合金溶体内氢含量的关系图。具体实施例方式结合实施例对本专利技术作进一步的描述图l所示是本专利技术装置的垂直剖视图，其具体构成是由钢制外壳(8)、隔热层(6)、耐 火层(5)构成装置的外体；内部由档板(15)、 一级过滤板(3)、 二级过滤板(11)、三级过滤板(13)组成三个过滤室，即前净化室(2)、中净化室(4)和后净化室(12)。由导气 管(7)、固定式通气喷嘴(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合气体，其特征是：混合气体的组分构成按体积浓度百分比： Ｎ↓［２］＋Ａｒ：７５～８５％； ＣＯ＋Ｃｌ↓［２］：１５～２５％； 其中Ａｒ／Ｎ↓［２］：１／３～１／２；Ｃｌ↓［２］／ＣＯ：１／８～１／９。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：菅少霆，萧俊彪，孙廷富，张文波，吴江明，李志刚，高平，杜奇圣，狄石磊，李进军，米建国，
申请(专利权)人：内蒙古吉泰铝业有限公司，内蒙金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：15[中国|内蒙]
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