铝合金液净化除气及熔体处理概述
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铝熔炼废气处理工艺铝熔炼废气处理工艺介绍•铝熔炼是一个重要的工业过程,产生大量废气•废气中含有有毒有害物质,对环境和人体健康造成威胁•废气处理工艺能够有效去除有害物质,降低环境污染常见废气处理工艺1. 除尘•熔炼过程中产生大量尘埃•利用除尘设备,如静电除尘器、袋式过滤器等,去除废气中的颗粒物•提高空气质量,防止尘肺病等职业病的发生2. 脱硫•熔炼过程中产生二氧化硫等有害气体•通过脱硫设备,如湿法脱硫、干法脱硫等,将有害气体转化为无害物质•降低废气中的有害物质排放量,减少酸雨的形成3. 尾气处理•铝熔炼中产生大量有机废气•通过尾气处理工艺,如吸附、催化、燃烧等,对有机废气进行处理•减少有机废气的排放,减少甲醛等有害物质对人体健康的影响4. 烟气脱酸•铝熔炼中产生的烟气含有酸性物质,如氯化氢、氟化物等•通过烟气脱酸设备,如湿法脱酸、干法脱酸等,去除酸性物质•减少大气酸化,保护生态环境废气处理工艺的重要性•铝熔炼废气处理工艺能有效去除有害物质,改善环境质量•减少大气污染,保护生态系统的平衡•提高工作场所的空气质量,保护员工的健康•符合环保要求,提升企业形象和竞争力结论•铝熔炼废气处理工艺是保护环境和人体健康的重要措施•除尘、脱硫、尾气处理和烟气脱酸是常见的废气处理工艺•应重视和加强铝熔炼废气处理工艺的应用和研发•通过科技创新,实现更高效、更环保的废气处理工艺优化废气处理工艺的发展趋势•近年来,随着环保意识的提高,对废气处理工艺的要求日益严格•传统的废气处理工艺效率低、投入成本高,需要不断进行优化和改进•新型废气处理装置、新材料的应用和工艺技术的创新是优化废气处理工艺的主要方向新型废气处理装置•采用催化剂和吸附剂等新型材料,提高废气处理效率•引入高效的反应器,增加反应时间和反应表面积,增强处理效果•利用智能控制技术,实现自动化操作和监测,提高处理效率和稳定性新材料的应用•开发高效的脱硫脱酸剂,降低废气中有害物质含量•制备高性能的除尘滤料,提高去除颗粒物的效能•开发新型吸附剂,提高对有机废气的吸附能力工艺技术的创新•利用生物技术处理废气,实现废气的生物降解和生物转化•开发高效的氧化技术,对废气中的污染物进行氧化分解•利用膜分离技术,对废气进行精细处理和回收利用应用前景展望•随着环保意识的不断提高,对铝熔炼废气处理工艺的需求会持续增加•新型废气处理装置、新材料的应用和工艺技术的创新将进一步推动废气处理工艺的发展•强化技术研发和合作交流,加大推广和应用力度,促进废气处理技术的转化和商业化参考文献1.刘海燕, 等. 高温高湿环境下熔炼铝意外事故高效废气处理技术研究[J]. 环境工程学报, 2019, 13(4): .2.魏宇, 等. 熔炼工业废气处理技术进展及研究[J]. 中国建筑技术, 2018, 48(8): 67-71.3.赵京. 熔炼废气处理技术的研究与应用进展[J]. 中国资源综合利用, 2019, 37(2): 43-46.以上参考文献仅为示例,请根据实际情况自行补充。
铝熔炼废气处理工艺铝熔炼是指将铝矿石经过冶炼过程转化为金属铝的工艺。
在铝熔炼过程中,会产生大量的废气,其中包括氧化铝粉尘、氟化氢、挥发性有机物等有害气体。
这些废气对环境和人体健康造成潜在危害,因此需要进行有效的废气处理。
铝熔炼废气处理的工艺可以分为物理处理和化学处理两个方面。
物理处理是指通过物理手段来去除废气中的固体颗粒物。
常用的物理处理方法包括重力沉降、过滤和电除尘等。
重力沉降是指利用气体中颗粒物的重力沉降速度不同的原理,将颗粒物从废气中分离出来。
过滤是利用过滤介质的孔隙来截留颗粒物,常见的过滤介质有布袋、陶瓷过滤器等。
电除尘则是利用电场力将颗粒物从废气中除去,适用于细小颗粒物的去除。
化学处理是指通过化学反应来将有害气体转化为无害物质。
铝熔炼中产生的氟化氢是一种有害气体,对人体呼吸系统和眼睛有较强的刺激作用。
因此,常采用碱液吸收法来处理氟化氢废气。
该方法是将废气通过喷淋装置与碱液接触,氟化氢会与碱液中的氢氟酸反应生成无害的氟化钙。
挥发性有机物是另一种常见的有害气体,对环境造成污染且易燃易爆。
处理挥发性有机物废气常采用活性炭吸附法,即将废气通过活性炭床层,有机物被吸附在活性炭表面而得到去除。
除了物理和化学处理方法外,还可以采用生物处理来处理铝熔炼废气。
生物处理是指利用微生物对废气中有害物质进行降解和转化的方法。
例如,可以利用生物滤床来处理铝熔炼废气中的氨气。
生物滤床是由一层特定的生物载体构成,载体上附着着一种或多种能够降解氨气的细菌。
废气通过滤床时,细菌利用氨气作为能源进行生长代谢,将氨气转化为无害物质。
铝熔炼废气处理工艺涉及物理处理、化学处理和生物处理等多种方法。
通过合理选择和组合这些方法,可以有效去除废气中的固体颗粒物、有害气体和挥发性有机物,从而保护环境和人体健康。
在实际应用中,还需要根据具体的废气成分和排放标准,选择适合的处理工艺和设备,确保废气处理效果达到预期目标。
铝熔体在线除气装置的特性及其改进铝合金熔体的炉内精炼处理其净化效果是有限的,而且熔体在流送过程中易产生二次污染,因此难以控制熔体中的杂质(氢、碱性金属、非金属夹杂),尤其是每年6月~9月高温多雨季节,铸锭中气孔、夹杂等严重影响其内部质量,导致铝材成品率降低。
因此,在线除气装置一自是我公司熔铸分厂重点研究和改进的对象,近几年先后对几条铸造线进行了技术改造,加装了三种不同的在线除气装置:(1)在一号铸造线和25 t生产线采用Aplur旋转喷嘴除气装置,此后在引进装备的基础上,根据生产实际具体情况,与供货厂家共同设计了经济实用且方便的除气装置。
(2)在5#铸造线上我们加装了自己研发的简单实用的除气装置,它是在流槽上用多个小转子进行精炼,转子间用隔板分隔,使铸次间无金属存留,无需加热保温,运行费用大幅降低,除气效果非常好;这种除气装置避免了一般除气装置金属容积大,铸次间放干料多或需加热保温,运行费用高等问题。
(3)制造出紧凑型除气装置。
其宽度和高度与流槽接近,在侧面下部安装固定嘴供气。
该装置占地极小,放干料少,操作简单,除气效率高,在采用氩气情况下除气率达到36%以上,造价仅仅为传统除气装置的1/4~1/3,运行费用降低30%以上。
今后我们将大量采用这种除气装置。
这几套装置经过在生产中运行证明不仅净化效果好,而且不污染环境。
下面仅对Aplur旋转喷嘴除气装置进行详细介绍,其他除气装置的原理、流程等与其相似。
1 除气工艺流程和原理精炼气体流程:惰性气体储气罐→在线除气装置气体控制柜→石墨转子喷头→处理的铝合金熔体→进行净化除气处理。
工作原理:在保温炉和铸造机之间放置除气装置,在除气处理池中通过旋转的石墨转子将吹入铝合金熔体的氮气切碎,形成大量的弥散气泡,使铝合金液与氮气在处理池中充分接触,根据气压差和表面吸附原理,气泡在熔体中吸收熔体中的氢,以及吸附氧化夹渣(大的以碰撞的方式,小的以径向拦截方式)之后上升到熔体的表面形成浮渣。
浅析提高铝合金熔体纯净度的方法铝及铝合金在熔炼过程中,表面极易被氧化生成Al2O3, 同时也极容易吸进气体,特别是氢气。
由于氢和氧化夹杂物的存在,会影响铸棒的纯净度,使铸棒产生气孔、夹渣等缺陷,容易造成后工序成品缺陷,特别是大铸锭铝棒,如果含氢量高或杂质含量高,极易在挤压过程中发生氢脆和膛模现象,对产品质量和生产效率有很大的危害。
因此,在实际生产中,我们需采用合理的净化方法提高铝熔体的纯净度,为后工序提供优质的铝棒。
铝熔体净化方法铝合金熔体的净化方法按其作用原理可分为吸附净化与非吸附净化两个基本类型。
吸附净化是通过铝熔体直接与吸附剂( 如各种气体、液体、固体精炼剂及过滤介质) 相接触, 使吸附剂与熔体中的气体及固体氧化夹杂物发生物理化学、物理或机械的作用, 达到除气除杂的目的。
如吹气法、过滤法、熔剂法等。
非吸附净化是指不依靠向熔体中加吸附剂, 而通过某种物理作用( 如真空、超声波、密度差等) , 改变金属与气体系统或金属与夹杂物系统的平衡状态, 从而使气体或固体夹杂物从铝熔体中分离出来。
如静置处理、真空处理、超声波处理等。
1 吹气法吹气法又称气泡浮游法, 是20世纪70 年代发展起来的铝熔体净化工艺,尤其对除氢有良好的效果。
它是将惰性气体( 如氮气、氩气等) , 通入到铝熔体内部, 形成气泡, 熔体中的氢在分压差的作用下扩散进这些气泡中, 并随气泡的上浮而被排除, 达到除气的目的。
气泡在上浮的过程中还能吸附部分氧化夹杂, 起到除杂的作用。
随着对熔体纯净度要求的提高,除氢技术也在不断的改善和发展,已从原始的单管喷吹到多孔吹头,发展到目前的旋转喷头。
20世纪80年代以来,采用旋转喷头吹气处理方法已成为国外先进的铝液净化技术的主要发展趋势,如美国联合碳化物公司研制的SNIF法,即旋转喷嘴惰性气体浮游法。
该设备设有两个石墨制的气体旋转喷嘴,气体通过喷嘴的转子形成细小分散的小气泡,同时随着转子搅动的熔体使气泡均匀的分散到整个熔体中,增加了气体与液体之间的接触面积,延长了气泡在铝液中的运动距离和停留时间,使气体体积增加,吸附熔体中的气体和氧化夹杂物浮游到熔体表面,从而达到除气、除杂的净化效果。
铝及铝合金熔体净化方法研究摘要:论述了国内外铝合金熔体净化工艺和净化剂的研究现状,并简要介绍了我国铝合金净化的行业现状,提出了铝熔体提高净化效果的主要途径及发展方向。
本文同时介绍了铝及铝合金熔炼过程中铝熔体中存在的可溶的和不溶的杂质氢及氧化物夹杂及其所造成的冶金缺陷,论述了铝熔体净化处理的重要性,分析了传统的铝熔体炉内分批净化处理所存在的不足,说明了先进的净化处理工艺产生的背景,从理论上阐明了铝熔体净化的机理,详细地分析了这些先进的净化处理工艺与设备的特点、处理效果及所存在的问题,指出了铝熔体净化处理工艺的发展方向。
关键词:熔体净化铝合金1 引言在航空航天等国防技术领域,大型铝合金构件的应用越来越多,对构件的要求越来越高,除了要保证其化学成分、力学性能和尺寸精度外,还不允许铸件有缩孔、气孔、渗漏、夹渣等缺陷。
铝合金熔体净化处理是生产高质量的铝铸件的基本保证措施之一,也是提高铝合金综合性能的主要手段。
铝合金熔体精炼效果对疏松、气孔、夹杂等的形成有重要影响,且直接影响铝铸件的物理性能、力学性能以及使用性能。
没有高质量的铝合金熔液,即使以后的变质、晶粒细化处理再有效,加工成形控制再先进,采取合理的铸造工艺以及热处理工艺,缺陷一旦从开始就产生,仍然会顽固地存在、难以弥补,高质量的铸件也是很难想象的。
因此,人们非常重视铸造铝合金熔体中的气体和夹杂物,并采取各种铝合金熔体净化措施排除气体和夹杂物[1-3]。
目前,铝合金熔体纯净化和均质细晶化的综合处理,被认为是获得优质铝合金必须解决的共性技术基础问题。
有许多相关的研究如:各种铝熔体除气去渣的净化方法(物理的和化学的),各种电、磁场对熔体的处理方法,研究合金熔体的结构及熔体的热历史对凝固组织的影响,快速凝固粉末冶金铝合金的研究等等。
铝合金熔体净化处理按处理所处的生产环节的不同,可将其分为炉内处理和炉外处理两大类。
铝合金熔体炉内净化技术按照净化作用的机理又可以分为吸附净化处理技术和非吸附净化处理技术。