申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2024-02-01

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117701893B

主分类号：C22B9/05

分类号：C22B9/05;C22B9/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.04.02#实质审查的生效;2024.03.15#公开

摘要：本发明属于有色金属或合金的精炼技术领域，具体公开了一种合金熔体旋转喷吹精炼装置及方法，所述旋转喷吹精炼装置包括转子和定子，所述转子包括转轴和设置于转轴下端的桨叶，所述转轴中心设有气体通道，底部设有出气孔，所述定子为圆柱形空心结构并位于转子外侧，定子外壳上设有孔洞；所述转轴能够带动桨叶进行旋转，所述定子能够在垂直方向上下移动，并包围转子，所述定子和转子之间存在间隙；本装置进行旋转喷吹精炼过程分为两个阶段：精炼剂精炼阶段和气体精炼阶段，能够有效的添加精炼剂粉末，和减少铝液页面漩涡导致的卷气，提高了精炼效果。

主权项：1.一种利用合金熔体旋转喷吹精炼装置进行合金熔体旋转喷吹精炼的方法，其特征在于，所述旋转喷吹精炼装置位于铝合金熔炼炉内，包括转子和定子，所述转子包括转轴和设置于转轴下端的转子叶片，所述转轴中心设有气体通道，底部设有出气孔，所述定子为圆柱形空心结构并位于转子外侧，定子外壳上设有孔洞；所述转轴能够带动转子叶片进行旋转，所述定子能够在垂直方向上下移动，并包围转子，所述定子和转子之间存在间隙；包括如下步骤：（1）定子在垂直方向向上移动离开转子，通过转轴中心的气体通道输送惰性气体，惰性气体通过出气孔被鼓吹到铝合金液中并形成气泡，并在铝合金液表面加入精炼剂粉末，转轴带动转子叶片对铝合金液进行旋转搅拌，在转子叶片的搅拌作用下，铝合金液表面产生漩涡，熔炼炉中心位置铝合金液向下流动，且熔炼炉边缘位置铝合金液向上流动，带动精炼剂粉末从铝合金液液面中心进入到铝合金液内部，之后再沿着外侧炉壁上浮至铝合金液表面实现精炼剂精炼；通过对铝合金液不同区域的活跃程度进行表征，得到所采用的转子的转速和惰性气体的流量；具体包括：1）建立铝合金旋转喷吹精炼整体装置的有限元模型，对不同转子转速、精炼气体流量、转子直径、炉体内径、金属熔体高度、精炼剂加入量的旋转喷吹精炼过程进行仿真，并得到金属熔体流动场数据；2）从仿真结果中提取相关数据对混合均匀性进行表征：在金属熔体不同的位置选择对应的点作为特征点，并提取特征点在旋转喷吹精炼过程中的速度数据，形成关于每个特征点的速度时序向量，针对每个特征点的速度时序向量，计算均值： 式中，代表第个特征点在第个采集时刻的速度；为采集时刻的数目；随后计算： 采用如下方式计算并表征整个熔体的运动速度活跃情况： 为所有特征点值的平均值，是特征点的数量；计算每个点的值： 为采集的时刻之间的时间差；随后计算： 为所有点的值的平均值；得到： 作为熔体活跃程度的表征参数；根据上述仿真结果形成数据集，以熔体活跃度为因变量，并利用数据集对各参数之间的关系进行拟合，得到转子直径和炉体内径；针对上述转子直径和炉体内径，从上述数据集选择转子转速和惰性气体流量；（2）精炼剂精炼结束后，定子在垂直方向向下移动覆盖转子，继续通入惰性气体，在转子叶片剪切作用下形成气泡，并通过定子外壳上的孔洞分散到铝合金液中进行除氢。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种合金熔体旋转喷吹精炼装置及方法

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