[发明专利]一种生产小孔径泡沫铝的装置及方法

权利要求书

1.一种生产小孔径泡沫铝的装置，其特征在于包括熔体储存系统、流通管道、混合系统、冷却室系统和轧制系统；熔体储存系统的储存室的顶板上设有带有阀门的进气管、带有阀门的出气管和压力表，储存室的侧壁设有加热保温装置，并且侧壁上设有进料管，进料管上设有进料阀和止回阀；流通管道上装配有管道阀门，流通管道的前端与储存室底部连通，后端与混合系统连通；混合系统由缩扩管和送粉设备组成，其中缩扩管上设有一个以上的气体通入口，缩扩管后端与送粉设备装配在一起；其中缩扩管从前到后依次为缩扩管入口段、收缩段、喉部水平段、扩张段和缩扩管出口段，缩扩管入口段与流通管道的后端连通，缩扩管出口段与送粉设备的混料管的前端连通；气体通入口通过带阀门的管道将喉部水平段与气源连通，当气体通入口超过一个时，各气体通入口均匀分布在喉部水平段的同一个垂直截面上；送粉设备包括混料管及与其连通的增粘剂加料管，增粘剂加料管上设有加料阀，加料阀和混料管之间设有止回阀，混料管内部设有搅拌桨，混料管的后端与冷却系统的冷却室的进料口连通；冷却系统的冷却室为箱体，其底部设有带有阀门的排液管，上方的侧壁上设有出料口，出料口外部与轧制系统的轧制通道连通，出料口与轧制通道之间设有挡板，且出料口顶端位于冷却室顶部，出料口的高度与轧制通道的高度相配合；轧制系统由上下两组轧制滚轮组成，两组轧制滚轮之间的空间为轧制通道；所述的缩扩管中，收缩段的内部空间为侧放的圆台状，该圆台状的顶面直径为D1，底面的直径为D2，水平方向的长度L1；喉部水平段的内部空间为圆筒状，直径为D1，水平方向的长度L2；扩张段的内部空间为侧放的圆台状，该圆台状的顶面直径为D1，底面的直径为D2，水平方向的长度为L3；其中D2:D1=1.5~2.5，L1:L3=0.35~0.8，L1:L2=0.4~0.9。

2.根据权利要求1所述的一种生产小孔径泡沫铝的装置，其特征在于所述的气体通入口的数量为1~10个，孔径1~2mm。

3.一种生产小孔径泡沫铝的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）将铝或铝合金加热至850~900℃形成铝熔体；将铝熔体通过进料口导入储存室内，通过加热保温装置将储存室内的铝熔体温度维持在850~900℃；

（2）开启出气管，通过进气管向储存室内通入惰性气体将空气排出，然后关闭出气管，并控制储存室内的惰性气体的压力在0~2MPa；

（3）开启流通管道上的管道阀门，使铝熔体经流通管道流向缩扩管，且控制铝熔体在缩扩管入口段处的流速为2~15m/s；

（4）开启进料管上的加料阀，向增粘剂加料管加入增粘剂，增粘剂经过止回阀进入混料管，开启搅拌桨使增粘剂与铝熔体混合，形成的混合物料流入冷却室；

（5）当冷却室内的混合物料的液面高于冷却室的进料口时，判断铝熔体已经充满流通管道；开启气体通入口，通过气源向缩扩管内通入惰性气体，惰性气体在混合物料内形成气泡，并随混合物料一同进入冷却室；

（6）当冷却室内的混合物料的液面位于出料口底端时，通过开闭排液管上的阀门，维持液面高度在出料口底端；

（7）含有气泡的混合物料在液面顶部逐渐成形，形成的泡沫铝中间体堆积在液面上方；

（8）当泡沫铝中间体充满液面上方时，打开挡板，启动两组轧制滚轮，泡沫铝从冷却室进入轧制通道，被轧制成泡沫铝材料。

4.根据权利要求3所述的一种生产小孔径泡沫铝的方法，其特征在于步骤（4）中，增粘剂为粒径为1~10μm的SiC陶瓷颗粒；增粘剂的通入量按单位时间内进入混料管内部的增粘剂和铝熔体的质量比为0.015~0.03。

5.根据权利要求3所述的一种生产小孔径泡沫铝的方法，其特征在于步骤（5）中，惰性气体为氮气；惰性气体的通入量按单位时间内进入缩扩管的惰性气体和铝熔体的体积比为0.003~0.2，惰性气体在气体通入口内的流速为2~6m/s。

6.根据权利要求3所述的一种生产小孔径泡沫铝的方法，其特征在于步骤（3）中，铝熔体在缩扩管入口处的流速，通过储存室和冷却室内物料的高度差以及压力差控制。