论文部分内容阅读
熔炼铝合金时，铝液容易以化学吸附方式吸收气体，而气体分子必须先离解成原子，才能被铝液吸附。单原子气体Ar、双原子气体N2、O2，多原子气体H2O（汽）、CO、CO2、CmHn（碳氢化合物）等气体，有的因其自身的惰性，有的因其分子结构复杂、分子体积大，不易离解成原子状态，而不被铝液吸附。只有氢在溶铝条件下，易于离解成原子态氢而被铝液吸附，也就是说，氢是唯一大量溶于铝熔体中的气体。并且，氢在固态铝中的溶解度很小（0.034ml／100gAl），在液态铝中的溶解度却很大（0.65ml／100gAl），这意味着铝在结晶时，会有氢气析出，由于不能完全排出而贮留在铝液内部，成为污染铝合金的主要杂质，直接影响产品质量，显著降低材料的强度、疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能和塑性，甚至会造成产品的报废。而随着科学技术和工业化的发展，特别是航天、导弹和电子工业技术的发展，对材料提出了轻质、高强、高韧等要求，世界上许多国家都在进行新型高强、高韧铝合金的开发与研究。有色金属及其合金虽然种类繁多，但是目前工业上最常用的还是铝及铝合金，铜及铜合金。其中，铝及铝合金更容易吸氢和氧化，因此，铝及铝合金液的净化问题更具典型性和迫切性。 本文就气泡浮游法对铝熔体除氢动力学过程进行了理论分析，查阅了大量文献，总结出改善其除氢动力学条件的基本途径有： 1．尽可能增加气泡数目，以增加铝液与气泡两相间的有效接触的比表面积； 2．尽可能减小气泡直径，并在不导致铝液面飞溅的前提下，设法增大气泡在铝液内的运动速度，以增大搅动强度，强化气液表面更新，提高其传质能力（增大传质系数K）； 3．尽可能延长气泡在铝液中浮游的路程，以增加气泡在铝液内的停留时间，即增加气泡处理铝液的时间，从而提高除氢效率。哈尔滨工程大学硕士学位论文 本文从三种改善途径着手，对除氢效果较好的旋转喷吹技术做了进一步改进，采用断续式进气方式来减小气泡尺寸，增大气泡的分布密度，延缓旋涡出现的时间，并根据动力相似理论对铝熔体除氢效果进行了水力模拟。关键词:铝熔体;除氢;精炼;动力学