Меню Рубрики

Установка внепечного рафинирования snif

Представительство Корпорации «Pyrotek Inc.» в России

127055, г. Москва, ул. Новослободская, д. 31, стр. 4, оф. 7

тел: +7(499)271-54-88; Тел/факс: +7(499)271-54-99;

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД В ОБЛАСТИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА – «Пиротек» поставляет продукцию и материалы, отвечающие растущим потребностям литейных предприятий по всему миру. В результате сотрудничества с заказчиками в области литейного производства ассортимент продукции «Пиротека» вырос – от фильтровальных материалов до полной линии литейного производства, включая дегазацию, обработку расплава, транспортировку металла, хранение, фильтрацию и литьё.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ И ФЛЮСОВАНИЯ МАРКИ STAR

Предназначены для удаления из расплава:

Линейка установок марки STAR представлена различными установками, которые могут применяться в цехах алюминиевого литья. Эти установки разработаны для эффективной роторной дегазации, осуществляемой для внедрения мельчайших пузырьков инертного газа под зеркало расплава.

— Мобильные STAR E240 , STAR E1000/E1500 (с инжекцией флюса), STAR E2000/E2500 (с инжекцией флюса)

— Стационарные STAR E3000/E3500 (с инжекцией флюса).

Рафинирование производится аргоном/азотом.

STAR E240 Мобильная роторная установка для тигельных STAR E1000 Роторная мобильная установка для обработки печей и тиглей,
печей, легко переносится на станцию дегазации. предусмотрено автоматическое/ручное управление станцию дегазации .


Передвижная мобильная система Стационарная дегазационная
дегазации STAR E2000 на роликах. установка STAR E3000. Прочная
Применяется для обработки печей, модульная конструкция. Применяется
тиглей, предусмотрено автоматическое/ для обработки печей, тиглей, предусмотрено
ручное управление. автоматическое/ручное управление.

Модели STAR E 1500, STAR E 2500, STAR E 3500 дополнительно обладают опцией инжекции флюса, предназначенной для снижения пористости в отливках и достижения более чистого продукта. Подача флюса происходит в автоматическом режиме управления. Скорость подачи флюса — 0.05-2 кг/мин.


Опция инжекции флюса

СИСТЕМЫ ИНЖЕКЦИИ ФЛЮСА И РАФИНИРУЮЩЕГО АГЕНТА МАРКИ FIM

Системы FIM — G 5 и FIM — S 5 увеличивают эффект применения флюса путем подачи равномерного потока флюса под зеркало расплава. Добавление флюса помогает повысить качество алюминиевых сплавов, при этом сокращая производственные затраты. Представленные модели отличаются наличием сенсорного экрана с программной системой управления( PLC ). Данные агрегаты представляют собой мобильную рамную конструкцию на 4х колесах.


FIM G5 без PLC системы FIM S5 с PLC системой

СИСТЕМЫ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ ПОД ТОРГОВОЙ МАРКОЙ SNIF ( SpinningNozzleInertFlotation — инжекция инертного газа через вращающееся сопло)

Предназначены для удаления из расплава:

  • растворенного водорода
  • неметаллических включений
  • щелочных металлов

Внутрипечные системы (рафинирование в миксере)

  • стационарные HD-2000
  • мобильные PHD-50, HD-2000 portable w >Рафинирование производится аргоном, хлором или флюсом (PROMAG SI)


PHD-50 HD-2000

Поточные системы(рафинирование в линии желобов между миксером и литейной установкой)

Тот или иной тип установки рафинирования подбирается под технические условия заказчика, исходя из скорости литья, типа сплавов и конечной продукции.

Рафинирование производится аргоном, хлором.

Удаление щелочных металлов и неметаллических включений производится в соответствии со спецификациями заказчика только при использовании хлора.

источник

Двухступенчатая установка внепечного рафинирования SNIF P-140UHB

Двухступенчатая установка внепечного рафинирования SNIF P-140UHB предназначена для очистки расплавленного металла от растворенного водорода и щелочноземельных элементов.

Таблица 2 — Технические характеристики двухступенчатой установки внепечного рафинирования SNIF P-140UHB

Электрическое напряжение, В

Максимальная температура блока,°С

Максимальная температура жидкого металла,°С

Производительность установки, т/ч

Расход газа на каждый ротор (аргон), м 3 /час

Частота вращения роторов: режим холостого хода, об/мин;

Система SNIF® SHEER P-60U с двумя роторами обеспечивает номинальную непрерывную производительность рафинирования 63 500 кг в час. Система состоит из печи рафинирования, двух вращающихся роторов SNIF, автоматических средств управления процессом PLC и регулирования нагрева печи. Для оптимальной эффективности печь разделена на две отдельные камеры рафинирования, каждая из которых оборудована вращающимся ротором, смонтированным на крышке печи. Каждая камера сконструирована таким образом, чтобы обеспечить полное насыщение расплава пузырьками рабочего газа и достичь максимальной степени рафинирования с помощью обеих вращающихся сопел. Встроенная система перегородок регулирует поток металла, обеспечивая эффективное рафинирование расплавленного алюминия при прохождении его через печь рафинирования. Наиболее важной особенностью конструкции является возможность проведения быстрой и простой замены предварительно обожженной огнеупорной футеровки картриджа печи. Когда необходима замена огнеупора печи, старый картридж просто вынимается и заменяется на новый. Замену огнеупора можно провести за один или два дня, возможно без удаления стального корпуса с литейной линии. Систему можно возвратить в эксплуатацию после 30-ти часового предварительного нагрева.

Рисунок 5 — Двухступенчатая установка внепечного рафинирования SNIF P-140UHB

Футеровка картриджа состоит из многослойного плотного огнеупора и изоляции. Все огнеупоры являются несмачиваемыми и термоотвержденными. Картридж заключен в фольгу чтобы предотвратить абсорбцию влаги во время хранения и минимизировать контакт с изоляцией во время установки. Запатентованные воздушные шлюзы (замки) желобов на входе и выходе обеспечивают свободное движение расплавленного алюминия через камеру и предотвращают инфильтрацию воздуха, приводящую к чрезмерному образованию шлака. Глубокие порты вход/выход печей разработаны для применений, требующих высокого уровня металла для инициирования последующих фильтрующих систем. Печь можно устанавливать по линии движения металла, в U-образной конфигурации с изменением направления движения металла на обратное и в L-образной конфигурации с изменением направления движения металла на 90°. Печи имеют автономный гидравлический механизм подъема крышки, который поднимает верхнюю часть печи, чтобы обеспечить доступ ко всей поверхности ванны для чистки и обслуживания. В закрытом положении крышка печи обеспечивает прекрасное уплотнение по периметру, что препятствует инфильтрации воздуха и образованию шлака. P-60U выпускается с двумя различными нагревательными системами. Установка оборудована съемными нагревательными элементами, установленными в графитовом блоке. Преимущества:

улучшение удаления водорода;

длительный срок службы роторов;

ограниченный срок службы ротора (не более 4 месяцев);

большая потребность в металле для промывки при смене сплава

источник

Обоснование метода рафинирования

Ввиду высокой химической активности алюминия и ряда легирующих элементов в отливках и заготовках, предназначенных для деформирования, всегда в том или ином количестве присутствуют неметаллические включения (окислы металлов, карбиды, нитриды, сульфиды, карбонитриды), водород, интерметаллические соединения, частицы диспергированной неметаллической и флюсовой фаз, не растворяющиеся в расплавах. Кроме того, алюминиевые сплавы содержат металлические примеси (железо, натрий, литий, титан и др.). Исходная загрязненность алюминиевых расплавов указанными примесями определяется качеством шихтовых материалов (главным образом, их чистотой и компактностью), степенью совершенства технологического процесса и уровнем культуры производства.

В процессе приготовления сплава происходит загрязнение различными примесями, которые можно разделить на следующие группы:

  • 1. Металлические
  • 2. Неметаллические
  • 3. Газы

Независимо от способа приготовления сплава и вида шихтовых материалов, получаемые сплавы подвергают очистке, т.е. рафинированию.

Существуют следующие методы рафинирования металла:

  • — очистка расплава продувкой газами;
  • — обработка флюсами;
  • — вакуум обработка;
  • — отстаивание;
  • — фильтрация;

Очистка расплава продувкой газами.

Очистка расплава продувкой газами основана на двух процессах:

  • 1) диффузии водорода в пузырьки продуваемого газа;
  • 2) флотирующего действия пузырьков продуваемого газа на твердые

Для продувки алюминиевых расплавов применяют нейтральные (аргон, азот) и

активные (хлор, фреон) рафинирующие газы.

Перемещение пузырька рафинирующего газа в расплаве сопровождается насыщением его водородом в следствие диффузии, обусловленной разницей в концентрациях водорода в жидком металле и продуваемом газе.

Процесс удаления водорода, растворенного в ванне, при продувке расплава рафинирующим газом состоит из ряда последующих стадий:

  • 1) перемещение атомов водорода в жидком металле к границе раздела металл ­ газовые пузырьки.
  • 2) перехода атомов водорода через границу раздела.
  • 3) рекомбинации атомов водорода в вблизи поверхности раздела.

При увеличении поверхности контакта расплава с рафинирую газом, т.е при уменьшении размеров пузырьков газа в расплаве. Этому способствует уменьшение размера отверстий рафинирующей трубки, например пористых керамических диафрагм с порами размером 60-80 мкм. Вместо трубок диаметром 10-20 мм. Вместе с тем вследствие высокого поверхностного натяжения алюминиевых расплавов получить пузырьки, диаметром меньше 8-10 мм на практике удаляется лишь при введении в расплав мощности для «размалывания» рафинирующей фазы, в частности при использовании вращающихся сопел.

При уменьшение количества водорода и его основного источника — водяного пара в рафинирующем газе. Это обеспечивает применением хорошо осушенных газов (точка росы -30 0 С), введением в рафинирующий газ добавок, связывающих водород в пузырьки в нерастворимые устойчивые при температуре дегазации соединения. Так, при добавке в нейтральный газ хлора или фреона, водород, насыщающий пузырек рафинирующего газа, связывается в соединения НС1 и НF, что существенно повышает эффективность дегазации.

Из активных газов, применяемых для рафинирования алюминиевых расплавов, наибольшую известность получил хлор. По сравнению с продувкой азотом хлорирование расплава в 5-6 раз уменьшало брак листовой продукции по пузырькам и неметаллическим включениям. Удаление водорода азотом происходит медленнее и не позволяет получить такое же низкое конечное газосодержащие, как при хлорировании. Кроме того, хлор более эффективно удаляет из расплава твердые неметаллические включения, чем азот.

В зависимости от условий обработки расплава и требований к качеству рафинирующего металла на практике используют различные количества хлора. При рафинировании алюминиевых деформируемых сплавов в отражательной печи ёмкостью 30 т хлор пропускают через трубку диаметром 18 мм в течение 45 мин с расходом 8-10 кг/ч, что обеспечивает удельный расход 0,06-0,08м 3 /т.

Характерной особенностью рафинирования алюминиевых расплавов хлором является образование «сухого», сыпучего шлака, легко отделяющегося от расплавленного металла, в отличие от кашеобразного «мокрого» шлака, образующегося при продувке нейтральным» газами. Эта разница обусловлена наличием в Шлаке солей, образовавшихся в результате химического взаимодействия хлора с расплавом.

Рафинирование алюминиевых расплавов нейтральными газами постепенно вытеснило хлорирование из практики производства сплавов. Отказ от применения хлора при рафинировании алюминиевых расплавов в немалой степени способствовали повышение требований по защите окружающей среды и необходимостью улучшения условий труда в литейных цехах.

Из нейтральных газов чаше других используют азот и аргон применяют* для продувки расплавов с содержанием магния свыше 2%. Продувку нейтральными газами в печи ведут при 720-730 0 С, вводя газ через стальные (реже графитовые или кварцевые) трубки, снабженные насадками с отверстиями около 2 мм. Расход газов составляет 0,3-1 % от массы плавки. Длительность продувки составляет 15-60 мин в зависимости от массы сплава.

производственный опыт показывает, что при рафинировании азотом (аргоном) уровень очистки алюминиевых расплавов в 30-т плавильных печах примерно такой же, как и при обработке флюсами.

Применяется рафинирование в системе SNIF Spining Nozzle Inert Flotation (SNIF) — флотация инертным газом через вращающееся продувочное устройство. Основные узлы установки внепечного рафинирования SNIF P140UНВ приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 — Основные узлы установки внепечного рафинирования SNIF P140UHB.

Установка SNIF работает по принципу продувания технологического газа, как правило аргона, через вращающиеся графитовые узлы, количество которых может быть от одного до четырех в зависимости от конструкции и установки.

Вращение продувочного узла в совокупности с непрерывной подачей аргона создает большое количество газовых пузырьков, которые полностью распределяются в объеме расплава алюминия, создавая тем самым «реактор с хорошим перемешиванием». Когда пузырьки аргона всплывают, растворенный в алюминии водород десорбируется в поднимающиеся пузырьки и удаляется из расплава.

Рисунок 5 — принцип работы продувочного устройства.

Флюсы — это соли щелочных и щелочноземельных металлов применяемые для извлечения неметаллических включений из сплава.

Эффективность рафинирования зависит от полноты проработки всего металла. Этот метод чаще используется при небольших объёмах металла, применяют в фасонно-литейных и заготовительных цехах. Механизм очистки от неметаллических включений при помощи флюсов основан на извлечение их из расплава за счет адсорбции, растворения или химического взаимодействия с расплавленными солями. Процесс очистки расплава флюсами включает ряд стадий, которые в зависимости от скорости их протекания определяют эффективность рафинирования:

1) доставка включений потоком металла в приграничную зону контакта металла

  • 2) переход включений из потока металла на поверхность раздела металл-флюс;
  • 3) агрегация включений с флюсом;

Для рафинирования алюминиевых сплавов применяют флюсы представляющие

смесь галоидных солей щелочных и щелочноземельных металлов. Изменением состава регулируется их плотность и температура плавления.

Недостатком флюсов является их высокая гигроскопичность, поэтому необходима предварительная сушка, с целью удаления адсорбированной и кристаллизационной влаги.

Вакуумирование алюминиевых сплавов как метод рафинирования, позволяющий получить в современных условиях наиболее низкий стабильный уровень содержания газа в металле, получил широкое развитие и распространение в промышленности за последние десятилетие. В фасонно-литейном производстве этот способ используется для дегазации сравнительно небольшим объемов металла (до 650 кг). При производстве слитков вакуумной обработке подвергают большие массы расплава. Процесс ведут в вакуумных миксерах емкостью от 10 до 25 т. Исследование показывают, что вакуумирование в миксере снижает содержание водорода в металле примерно в 2 раза и приводят к резкому уменьшению внутренних дефектов, обнаруживаемых при ультразвуковом контроле, а следовательно, и количества забракованных полуфабрикатов. С понижением внешнего давления над расплавом равновесие системы металл — растворенный газ, образовавшееся во время плавки, смещается в сторону меньших концентраций газа, что создает благоприятные условие не только для диффузии водорода к свободной поверхности, но и для возникновения и роста газовых пузырьков. В период выделения пузырьков, которые характерно для начального периода дегазации, скорость газоулавливания примерно в 2-3 раза выше, чем при диффузионном выделение. Однако при вакуумной обработке больших масс, расплава выделение пузырьков имеем место лишь в поверхностных слоях расплава. Поэтому с увеличением глубины ванны скорость дегазации уменьшается.

Несмотря на то что коэффициент диффузии водорода в расплавленном алюминии сравнительно высок ( на 2-3 порядка выше коэффициентов диффузии легирующих элементов), именно массоперенос водорода в расплаве при вакуумной дегазации глубоких ванн без перемешивания является лимитирующей статьей. Направленное движение расплава от дна к поверхности позволяет существенно ускорить дегазацию.

Движение расплава в ванне может быть получено как в результате естественной конвекции за счет охлаждения объемов расплава у поверхности ванны и стен миксера, так и вынужденной конвекции — за счет удаления газов из футеровки через толщу расплавленного металла при создании разрежения в рабочем пространстве миксера и применение перемешивания расплава специальными устройствами.

для повышения производительности агрегатов, оборудованных вакуумными миксерами, используют вакуумирование расплава в струе при заливке в миксер, в котором предварительно создана заданная глубина разрежения. Получаемые высокие скорости дигазации при этом обусловлены неблагоприятными условиями газовыделения: выделение пузырьков интенсивно развивается при отсутствии метоллостатического давления, а массоперенос водорода к возникающим пузырькам укоряется вследствие высокой турбулизации входящей в вакуум струи расплава. Однако этот процесс пока не вышел из стадии опытного опробования.

В практике производства сплавов один из методов очистки от неметаллических включений — отстаивание. Ввиду разницы в плотности металла и включений выдержка перегретого расплава без перемешивания способствует всплыванию или осаждению включений.

Большая часть неметаллических включений осаждается на дно миксера. Скорость осаждения зависит от газосодержания расплавов; с увеличением газосодержания скорость осаждения уменьшается. Ускорению осаждения способствует обработка расплава флюсами.

Существенный недостаток способа — то, что он проводится на такой стадии технологического процесса, когда не исключается последующее загрязнение расплава при переливке из миксера в кристаллизатор. Чаще применяется в сочетании с другими методами.

Сущность метода состоит в пропускании жидких расплавов через фильтры, изготовленные из нейтральных или активных по отношению к металлу материалов. При этом взвешенные включения задерживаются и механически и в результате химического или физического взаимодействия с материалом фильтра.

Фильтрация через пенокерамические фильтры (ПКФ). Эти фильтры изготавливаются из пористого керамического материала по специальной технологии. При очистке металла движение происходит по капиллярам внутри фильтра, где происходит очистка от неметаллических включений и газообразование примесей.

  • 1 — кристаллизатор; 2 — распределительная коробка; 3 — желоб;
  • 4 — фильтр из стеклоткани; 5 — лёточная коробка; 6 — регулированный стопор;
  • 7 — пика; 8 — миксер

Рисунок 6 — Схема расположения фильтра из стеклоткани вне кристаллизатора

Фильтрование расплава через сетчатые материалы (стеклоткань, металлическая сетка). Этот вид очистки широко используется в промышленности при отливке слитков из большинства деформированных сплавов. В основе его лежит механическое отделение макроскопических крупных неметаллических включений. Для очитки алюминиевых сплавов чаще всего используют фильтры из стеклоткани с размером ячейки от 0,6х0,6 до 1,7х1,7 мм. В целях предотвращения взаимодействия с алюминием стеклоткань изготовляют из специального (с присадкой бора) стекла или покрывают силикоалюминатной керамикой. Значительно реже используют металлические (титановые) сетки. В практических условиях фильтрования алюминиевые расплавы не проходят через стеклоткань с размером ячейки менее 0,5х0,5 мм.

1 — кристаллизатор; 2 — распределительная воронка; 3 — фильтр из стеклоткани

Рисунок 7 — Схема расположения фильтра из стеклоткани в кристаллизаторе.

Для сплава АМг3 применяется комплексное рафинирование:

  • — очистка расплава продувкой газа;
  • — обработка флюсами;
  • — отстаивание;
  • — фильтрация.

источник

Читайте также:  Установка gate server terminal

Добавить комментарий

Adblock
detector