深床过滤器
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  深床过滤器介绍   目前市场对高档铝合金的需求越来越大,最终客户对质量要求越来越高。一般地讲,这种对高档铝合金的需求正朝着薄壁化、高强度、易加工的趋势发展。这种需求对铸造前铝合金的干净程度要求越来越高。就具体产品而言,航空铝合金、高纯铝电容箔、双零箔、PS板、罐体料等的市场需求越来越大。想生产稳定高质量的产品,没有好的在线过滤系统是难以实现的。这一点已经被国内外大的铝业公司所证实。为此,淄博明崮工贸有限公司组织精干力量开发出中国首台深床过滤器,目前已在国内几家大的高纯铝厂开始使用,效果优于等同于进口过滤器,但投资成本和运行成本远远低于国外过滤器。 1.    国内外技术现状分析  目前市场上主要有三种过滤器:CFF陶瓷泡沫过滤器;管式过滤器;深床过滤器。 CFF陶瓷泡沫过滤是最常用的过滤技术,这种技术的过滤效果随着过滤板孔隙度的提高而提高,如上图中的CFF30PPI和CFF40PPi过滤效果大不相同。尽管如此,由于陶瓷泡沫过滤板自身的局限性,不可能达到较高的过滤效果,而且运行成本相当高,生产普通合金产品还可以,但生产高档产品就捉襟见肘。 管式过滤器采用陶瓷管过滤技术,过滤效果远远优于陶瓷板过滤器。管子材料为SiC和烧结氧化铝,密封为陶瓷纤维。这种管子在吊装、预热过程中很容易开裂、一旦开裂,铝液会优先通过开裂口,产品质量没有保证。前几年,这种技术在欧洲试用过,但现在基本上退出欧美市场,只有韩国、日本等少数几个铝厂在使用,运行成本相当高。 深床过滤器的过滤介质为特殊工艺烧结的氧化铝球和砂砾,过滤介质500毫米厚(深层过滤床),过滤介质的性能与前两者也有所区别,设备操作程序也不同。这种深层过滤技术在铸造领域已经得到认可,可以满足质量要求较高的高端产品的需要。目前世界上大的铝业公司都拥有自己的深床过滤器技术,如:Alcoa(美铝)、Alcan(加铝)、Indalco(印度铝)等。 2. 运行成本比较: 深床过滤器的运行成本相当的低,过滤床内部材料都可以承受铝液的长期浸泡,如果合金更换的不是很频繁或者生产管理的好,寿命会更长。一般情况下,深床过滤器的运行成本大约只有陶瓷泡沫过滤器的一半。 下表计算清楚地表明:某客户的铸造线按照实际过滤量6000吨进行测算,深床过滤器的过滤成本只有9元/吨。 过滤3004合金的运行成本,产能150 000吨/年 部件 平均寿命或消耗量 典型成本(元) 过滤介质   氧化铝球和砂砾 过滤6000吨 575000 耐材   栅格 过滤6000吨 342500 栅格支撑 一年 12000 排干塞密封 过滤6000吨 3500 公辅设施   预热时所需电能 66kWh 21400 保温时所需电能 40kWh 46500 启动时所需电能 82kWh 28900 铸造时所需电能 0kWh 0 压缩空气 70Nm3/h 10100 耗材成本 每年   1039900元 每吨  6.8元 加热器   迷你加热器 1年 95100 辐射管 3年 34100 箱体   箱体内衬 2年 164300 盖子内衬 5年 18300 其他   热电偶 1年 600 热电偶基座 过滤6000吨 16000 热电偶护套 1年 1100 维护人员时间   13500 维护成本 每年   343000元 每吨  2.3元   3 过滤效果 过滤床的设计原理以及相关的操作程序决定着过滤效率。 我们可以采用模型试验和生产实践的结果对深床过滤器的过滤效果远远超过管式过滤器和双级陶瓷板过滤器。 模型试验的计算结果是基于特定尺寸和密度的杂质运行轨迹进行计算的(这里选择的密度是4.5g/cm3),同时也考虑到其它各种过滤参数,特别是铝液流速。每一种过滤器的过滤效率都是根据其理想的过滤条件,适当的流速范围,进行评估。 测试证明:就总体而言,对于5微米杂质,过滤效果≥ 100%,而且稳定性很好,这对过滤细小的杂质非常重要。特别是生产较薄的铝箔产品;另外,氧化铝球和砂砾层的等级对确保过滤质量也非常重要。 另一个好处就是在过滤箱前面稳定且微弱的金属静力集结将减少床的堵塞。这就带来了过滤器较长的使用寿命,一些情况下可过滤高达9000吨的金属,这也取决于导入金属的清洁程度以及合金更换的频率。说明了MDBF适用于大规模生产(长时间铸造),特别是罐料和铝箔料。 对于大多数易起反应的合金,可能需要使用中性气体覆盖在熔体表面,通过盖子冲入,如N2或CO2。 4.深床过滤器处理能力     深床过滤器型号 过滤能力 静态容量(KG) 大约尺寸 MDBF-5 8t/h 470 1823 x 1770 x 1950 mm MDBF-10 10t/h 600 2030 x 1770 x 1950 mm MDBF-15 15t/h 800 2330 x 1770 x 1950 mm MDBF-20 20t/h 1150  2440 x 2140 x 1950mm MDBF-25 20t/h 1300 2500 x 2100 x 1950mm MDBF-30 30t/h 1400 2540 x 2240 x 2000mm MDBF-35 35t/h 1680  2770 x 2400 x 2000mm MDBF-40 40t/h 1850 2870 x3000x 2000mm MDBF-55 60t/h 3030 2980 x 3200 x 2320mm MDBF-90 90t/h 4950  3000 x4100 x 2320 mm     5   结论 深床过滤器经过十年的发展,已经可以满足各种不同流量的要求,越来越受到铸造工厂的青睐: 这种过滤技术是目前过滤领域最前沿的技术,可以满足日益增长的最苛刻的质量要求; 过滤机理简单、可靠。操作人员容易掌握,实践应用比较成熟; 较低的压头损失,较长的使用寿命,正确地操作带来较低的运行成本; 可以在线高效控制温度,这一点,对工艺控制有好处,且造渣少。      

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