Thiết bị khử khí cánh khuấy đơn hộp đơn trục
Cấu hình hộp đơn trục đơn là cấu hình cơ bản nhất trong hệ thống chìm. Một cánh khuấy quay được bố trí bên trong một hộp khử khí đơn, và kim loại nóng chảy chảy vào từ đầu vào, đi qua vùng khuấy trộn cánh khuấy để hoàn thành quá trình truyền khối khí-lỏng, và chảy trực tiếp ra quy trình đúc từ đầu ra. Thân hộp thường được chế tạo bằng vật liệu chịu lửa toàn bộ hoặc các kênh dẫn được đúc sẵn. Thời gian lưu hiệu quả của kim loại nóng chảy bên trong hộp thường là 30-60 giây. Tốc độ cánh khuấy chủ yếu được kiểm soát ở mức 300-600 vòng/phút, và lưu lượng khí trơ được điều chỉnh động theo lưu lượng kim loại nóng chảy hàng giờ và hàm lượng hydro của vật liệu đầu vào.

Ưu điểm cốt lõi của cấu hình này thể hiện ở ba khía cạnh: thứ nhất, nó có cấu trúc nhỏ gọn, diện tích chiếm dụng nhỏ, chi phí đầu tư thiết bị thấp, và rất phù hợp với các dây chuyền sản xuất đúc quy mô nhỏ và vừa có không gian hạn chế; Thứ hai, logic điều khiển của hệ thống cánh khuấy đơn giản, ngưỡng vận hành và bảo trì thấp, và người vận hành có thể bắt đầu sau khi đào tạo cơ bản; Thứ ba, quá trình nóng chảy ngắn và nhiệt độ giảm trong quá trình vận chuyển nhỏ, có thể tương ứng giảm mức tiêu thụ năng lượng của quá trình nóng chảy và gia nhiệt, đồng thời giảm quá trình oxy hóa thứ cấp và hấp thụ hydro của kim loại nóng chảy do quy trình kéo dài.

Những hạn chế của nó cũng rõ ràng: thứ nhất, kim loại nóng chảy chỉ trải qua xử lý phun lần đầu, với thời gian lưu hạn chế, và có giới hạn về hiệu quả khử khí. Tỷ lệ loại bỏ hydro thông thường nằm trong khoảng 40% đến 60%, khó đáp ứng yêu cầu hàm lượng hydro cực thấp của các sản phẩm cao cấp; Thứ hai, có các góc chết cục bộ trong trường dòng chảy khuấy trộn cánh khuấy đơn, và một số kim loại nóng chảy không tiếp xúc hoàn toàn với các bọt khí nhỏ, dẫn đến hiệu quả xử lý không đồng đều và dao động đáng kể về hàm lượng hydro; Cuối cùng, thiết bị có giới hạn công suất thấp hơn và chỉ phù hợp với các dây chuyền sản xuất quy mô nhỏ và vừa có lưu lượng hàng giờ dưới 10 tấn. Thiết bị hộp đơn trục đơn được sử dụng rộng rãi trong các kịch bản sản phẩm có yêu cầu hàm lượng hydro tương đối thoải mái, chẳng hạn như hồ sơ xây dựng, hồ sơ công nghiệp thông thường và các bộ phận đúc khuôn cấp thấp.

Thiết bị khử khí cánh khuấy kép hộp kép
Hộp kép và cánh khuấy kép được bố trí nối tiếp với hai hộp khử khí hai giai đoạn, và mỗi hộp được trang bị độc lập một cánh khuấy quay. Kim loại nóng chảy được tinh chế tuần tự thông qua quá trình thổi hai giai đoạn để đạt được quá trình tinh chế theo bậc thang. Hai cánh khuấy giai đoạn có thể điều chỉnh độc lập tốc độ, lưu lượng khí và chế độ làm việc. Thông thường, giai đoạn đầu chịu trách nhiệm chức năng khử khí thô, loại bỏ phần lớn hàm lượng hydro trong kim loại nóng chảy; Giai đoạn thứ hai chịu trách nhiệm tinh chế năng lượng khí và ổn định hàm lượng hydro tại đầu ra cuối cùng. Thiết kế tối ưu hóa một phần sẽ thiết lập vùng đệm tĩnh và rào cản xỉ giữa hai giai đoạn của hộp để thúc đẩy sự nổi bọt khí hoàn toàn và sự tách xỉ nổi, cải thiện hơn nữa hiệu quả tinh chế.

So với thiết bị một giai đoạn, ưu điểm của cấu hình hai giai đoạn rất nổi bật: thứ nhất, xử lý nối tiếp hai giai đoạn kéo dài thời gian lưu hiệu quả của kim loại nóng chảy lên 60-120 giây, và tỷ lệ loại bỏ hydro có thể đạt 60% -80%. Sau khi xử lý, hàm lượng hydro của kim loại nóng chảy có thể được kiểm soát ổn định ở mức 0,12 ~ 0,15ml / 100g Al, có thể đáp ứng yêu cầu chất lượng của hầu hết các dải tấm trung gian, lá kim loại và hồ sơ công nghiệp cao cấp; Thứ hai, các thông số quy trình hai giai đoạn có thể điều chỉnh độc lập, cho phép kết hợp quy trình linh hoạt dựa trên sự biến động của hàm lượng hydro đầu vào, dẫn đến khả năng thích ứng mạnh mẽ hơn với các hợp kim và vật liệu lò khác nhau; Thứ ba, chi phí đầu tư thiết bị và quy mô chiếm dụng đất ở mức vừa phải, đạt được sự cân bằng tốt giữa hiệu suất tinh chế và tính kinh tế.

Những nhược điểm chính của thiết bị hai giai đoạn là: chiều dài thiết bị tăng đáng kể, diện tích chiếm dụng lớn hơn hệ thống cánh khuấy đơn, nhiệt độ giảm tương ứng của kim loại nóng chảy, và một số dây chuyền sản xuất hợp kim nhạy cảm với nhiệt độ thấp yêu cầu thiết bị gia nhiệt phù hợp để bù nhiệt; Hai bộ hệ thống cánh khuấy hoạt động đồng bộ, tiêu thụ vật tư tiêu hao như cánh khuấy than chì tăng gấp đôi và chi phí bảo trì tương ứng tăng; Đồng thời, số lượng giao diện kênh dẫn tăng lên, làm tăng nguy cơ bám xỉ và đóng cặn, và tương ứng làm tăng khối lượng công việc làm sạch và bảo trì lò. Hiện tại, hộp kép cánh khuấy kép là lựa chọn phổ biến cho các dây chuyền sản xuất tầm trung với công suất trung bình, được sử dụng rộng rãi trong quy trình đúc phôi lá nhôm, đế tấm PS, hồ sơ ô tô, khung quang điện và các sản phẩm khác.

Thiết bị khử khí cánh khuấy ba hộp ba trục
Hệ thống ba hộp ba cánh khuấy là cấu hình cao nhất của thiết bị khử khí chìm áp suất khí quyển. Ba hộp khử khí được bố trí nối tiếp, và ba cánh khuấy được dẫn động độc lập để tạo thành hệ thống tinh chế sâu ba giai đoạn "khử khí thô - tinh chế - khử khí cuối cùng". Thiết kế cao cấp thiết lập các vách ngăn xỉ và vùng lắng tĩnh giữa mỗi cấp độ của hộp, tách xỉ nổi và bọt khí từng bước, tối đa hóa quá trình truyền khối khí-lỏng và hiệu quả tách xỉ-lỏng. Tổng thời gian lưu của kim loại nóng chảy trong hệ thống có thể đạt 120-180 giây, làm cho nó trở thành lộ trình quy trình có độ sâu tinh chế cao nhất dưới áp suất khí quyển.

Ưu điểm của thiết bị ba giai đoạn tập trung vào khía cạnh hiệu suất tinh chế: thứ nhất, tỷ lệ loại bỏ hydro của quá trình xử lý sâu ba giai đoạn có thể đạt hơn 80%, và hàm lượng hydro tại đầu ra có thể giảm xuống dưới 0,1ml / 100g Al trong điều kiện vận hành ổn định, với hiệu quả tinh chế gần với thiết bị khử khí chân không cấp nhập; Thứ hai, công nghệ xử lý đa giai đoạn có khả năng chịu lỗi mạnh mẽ. Ngay cả khi có sự biến động đáng kể về hàm lượng hydro của vật liệu đầu vào, hàm lượng hydro cuối cùng vẫn có thể duy trì ổn định, làm cho nó rất phù hợp cho sản xuất chất lượng cao liên tục; Cuối cùng, thiết bị hoạt động trong môi trường áp suất bình thường mà không cần hệ thống niêm phong và chân không phức tạp, có độ tin cậy cao hơn thiết bị khử khí chân không và độ khó bảo trì tương đối thấp hơn.

Nhược điểm của cấu hình này cũng rất đáng kể: thứ nhất, thiết bị chiếm diện tích lớn, chi phí đầu tư cao, và chỉ phù hợp với cấu hình dây chuyền sản xuất cao cấp quy mô lớn; Lý do thứ hai là quá trình nóng chảy kéo dài và nhiệt độ giảm lớn, thường yêu cầu hệ thống gia nhiệt bằng điện hoặc gas để bù nhiệt, làm tăng thêm mức tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành; Thứ ba là ba cánh khuấy hoạt động đồng thời, tiêu thụ một lượng lớn vật tư tiêu hao và phát sinh chi phí vận hành hàng ngày cao hơn thiết bị một giai đoạn và hai giai đoạn. Thiết bị ba hộp ba cánh khuấy chủ yếu phục vụ các dây chuyền sản xuất công suất lớn với yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về hàm lượng hydro và tạp chất, chẳng hạn như vật liệu bể chứa cao cấp, tấm thân xe ô tô, hợp kim nhôm hàng không vũ trụ, lá điện tử có độ chính xác cao, v.v.