铝锂合金熔体深度净化的装置与方法
阅读说明：本技术 铝锂合金熔体深度净化的装置与方法 (Device and method for deeply purifying aluminum-lithium alloy melt ) 是由 崔建忠 王向杰 王复越 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：一种铝锂合金熔体深度净化的装置与方法,装置中的净化炉包括净化炉坩埚、净化炉炉体、上、下板；上板上装配有上、下液位杆、净化炉热电偶和真空管；下板上装配有保温炉热电偶、保温炉液位杆及测量管；保温炉包括上炉体,保温炉坩埚和下炉体；方法为：(1)净化炉坩埚和保温炉坩埚升温；(2)上、下液位杆及保温炉液位杆分别构成液位测量电路；(3)铝锂合金熔体通入保温炉坩埚；(4)抽真空使铝锂合金熔体进入净化炉坩埚；(5)通入氩气混入铝锂合金熔体进行脱氢；(6)控制铝锂合金熔体液面；(7)保温炉坩埚的铝锂合金熔体进入净化炉坩埚形成循环净化；(8)当氢含量≤0.10ppm时,完成深度净化。本发明的装置及方法能够将铝锂合金的氢含量降低20倍以上。(A device and a method for deeply purifying an aluminum-lithium alloy melt, wherein a purifying furnace in the device comprises a purifying furnace crucible, a purifying furnace body, an upper plate and a lower plate; the upper plate is provided with an upper liquid level rod, a lower liquid level rod, a purification furnace thermocouple and a vacuum tube; the lower plate is provided with a heat preservation furnace thermocouple, a heat preservation furnace liquid level rod and a measuring pipe; the heat preservation furnace comprises an upper furnace body, a heat preservation furnace crucible and a lower furnace body; the method comprises the following steps: (1) heating a purification furnace crucible and a heat preservation furnace crucible; (2) the upper liquid level rod, the lower liquid level rod and the heat preservation furnace liquid level rod respectively form a liquid level measuring circuit; (3) introducing the aluminum-lithium alloy melt into a crucible of a holding furnace; (4) vacuumizing to enable the aluminum lithium alloy melt to enter a purification furnace crucible; (5) introducing argon, mixing the argon with the aluminum-lithium alloy melt, and dehydrogenating; (6) controlling the liquid level of the aluminum lithium alloy melt; (7) the aluminum lithium alloy melt of the crucible of the holding furnace enters a crucible of a purifying furnace to form circulating purification; (8) when the hydrogen content is less than or equal to 0.10ppm, the deep purification is completed. The device and the method can reduce the hydrogen content of the aluminum lithium alloy by more than 20 times.)
技术领域
本发明属于材料加工成型制造技术领域，具体涉及一种铝锂合金熔体深度净化的装置与方法。
背景技术
铝锂合金由于高比强和高比刚度，在航天、航空领域的飞行器中得到大量应用。铝锂合金制备的关键技术是合金的熔铸；由于液态的铝锂合金活性高，极易与空气中的水汽反应，与氧反应形成氧化物夹渣，而氢吸入熔体内；液态铝锂合金表面形成的氧化物，疏松且脆，空气从其微孔和裂纹浸入，加速了氧化，加剧了吸氢，所以，铝锂合金液的纯净化是制备高质量铝锂合金锭坯的基础。
由于液态铝锂合金溶蚀现有工业上应用的耐火材料，所以现代铝加工行业常用的净化方法，如采用石墨转子的炉外精炼，采用陶瓷过滤片的过滤等方法都不能用于铝锂合金；目前，铝锂合金熔体净化的主要方法是净置炉内抽低真空，然后充氩，熔体吹氩搅拌，这种方法净化效率低，除氢、尤其排渣效率低，氩气耗量大；因此，铸锭的冶金质量不能保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝锂合金熔体深度净化的装置与方法，采用净化和保温分层的双层结构，通过在线控制液位和温度，采用均匀吹氩的方法，并配合防止锂腐蚀的部件，对铝锂合金熔体进行深度净化，大幅降低夹杂物和氢含量。
本发明的铝锂合金熔体深度净化的装置由净化炉A、保温炉密封垫B和保温炉C组成；净化炉A包括净化炉坩埚A11、净化炉炉体A10、上板A27和下板A31；净化炉炉体A10套在净化炉坩埚A11的侧壁外部，净化炉坩埚A11顶端与上板A27密封连接，净化炉坩埚A11的底板上设有导流管A1和泄流管A33将净化炉坩埚A11的底板上下连通，并且导流管A1和泄流管A33穿过净化炉坩埚A11下方的下板A31，泄流管A33顶端设有网架A29，网架A29外包覆过滤网A30；氩气箱A9套在导流管A1外部，位于氩气箱A9内部的导流管A1的侧壁上设有若干个通气孔；氩气箱A9内部与氩气管A8连通，氩气管A8与氩气气源连通；上板A27上装配有下液位杆A15、上液位杆A23、净化炉热电偶A19和真空管A20；真空管A20将净化炉坩埚A11内部与真空系统连通，下液位杆A15、上液位杆A23和净化炉热电偶A19插入净化炉坩埚A11内部，上液位杆A23的底端高于下液位杆A15的底端，上液位杆A23的底端与下液位杆A15的底端的高度差为净化炉坩埚A11内部空间高度的70～80％，下液位杆A15的底端高于导流管A1和泄流管A33，下液位杆A15的底端高于净化炉热电偶A19的底端；下板A31上装配有保温炉热电偶A2、保温炉液位杆A3及测量管A32，测量管A32用于放置测氢仪探头；保温炉C包括上炉体C1，保温炉坩埚C3和下炉体C9；上炉体C1套在保温炉坩埚C3侧壁外部，下炉体C9位于保温炉坩埚C3底板下方；保温炉坩埚C3侧壁上设有进液管C2和出流口C5，出流口C5内装配有控流钎子C8；保温炉坩埚C3通过保温炉密封垫B与下板A31密封连接；保温炉热电偶A2和保温炉液位杆A3插入保温炉坩埚C3内部；导流管A1和泄流管A33的底端位于保温炉坩埚C3内部；保温炉液位杆A3的底端高于保温炉热电偶A2的底端，保温炉热电偶A2的底端高于导流管A1的底端；泄流管A33的底端高于导流管A1的底端，且低于保温炉液位杆A3的底端；其中上液位杆A23和下液位杆A15分别与上板A27绝缘，保温炉液位杆A3与下板A31绝缘；保温炉坩埚C3内设有挡板C4，挡板C4顶边低于保温炉坩埚C3顶边20～30mm，挡板C4顶边高于保温炉热电偶A2的底端，挡板C4的底边上开设有通道口将挡板C4的两侧连通；挡板C4底边焊接固定在炉坩埚C3的底板上，挡板C4侧边焊接固定在保温炉坩埚C3的侧壁上，挡板C4将保温炉坩埚C3的内部空间分隔为容积相等的两部分；进液管C2和出流口C5分别位于挡板C4两侧，导流管A1和泄流管A33分别位于挡板C4两侧，并且进液管C2和导流管A1位于挡板C4的同一侧。
上述装置中，净化炉炉体A10的内侧设有加热电阻丝，上炉体C1的内侧设有加热电阻丝，下炉体C9的上部设有加热电阻丝。
上述装置中，泄流管A33的顶端设有网架A29，过滤网A30包覆在网架A29外部；其中泄流管A33顶端外壁上固定有3个翼片A33-1，网架A29由网架顶板A29-1，网架底板A29-2和若干个网架支杆A29-3构成，网架支杆A29-3的上下两端分别与网架顶板A29-1和网架底板A29-2固定连接，网架底板A29-2上设有缺口，该缺口分别与泄流管A33的外壁和翼片A33-1相配合，用于使网架A29套在泄流管A33外并通过旋转网架A29使翼片A33-1位于网架底板A29-2非缺口处的上方，以及用于通过旋转网架A29将网架A29拆除；网架底板A29-2位于翼片A33-1与净化炉坩埚A11的底板之间。
上述装置中，过滤网A30的孔径20～30目。
上述装置中，通气孔的数量至少20个，在氩气箱A9内的导流管A1的侧壁上从上到下排成至少1排，各排的通气孔沿导流管A1周向均匀分布，通气孔的孔径0.5～1.5mm。
上述装置中，保温炉液位杆A3通过第一螺管A5和第一压帽A6固定在下板A31上，保温炉液位杆A3与第一螺管A5之间填充有石棉绳用于密封和绝缘。
上述装置中，保温炉热电偶A2通过第二螺管A4和第二压帽A7固定在下板A31上。
上述装置中，净化炉坩埚A11顶端与上板A27通过上板密封垫A28密封，并通过紧固楔A12压紧固定在一起。
上述装置中，下液位杆A15通过第三螺管A13和第三压帽A14固定在上板A27上，下液位杆A15与第三螺管A13之间填充有石棉绳用于密封和绝缘。
上述装置中，净化炉热电偶A19通过第四螺管A16和第四压帽A17固定在上板A27上，第四螺管A16和第四压帽A17间填充有石棉绳用于密封。
上述装置中，上板A27上设有观察窗A21，观察窗A21通过压盖A22和紧固螺栓A18固定在观察管A24上，观察管A24焊接固定在上板A27上。
上述装置中，上液位杆A23通过第五螺管A26和第五压帽A25固定在上板A27上，上液位杆A23与第五螺管A26之间填充有石棉绳用于密封和绝缘。
上述装置中，出流口C5外套有出流管C7，出流管C7穿过上炉体C1；出流管C7外壁上固定连接有紧固板C6，紧固板C6通过第二紧固螺母C10和第二紧固螺栓C11固定在上炉体C1的外壁上；控流钎子C8穿过出流管C7插入出流口C5；其中控流钎子C8在水平方向向下倾斜5°～10°。
上述装置中，净化炉坩埚A11的内壁、泄流管A33的内壁和导流管A1的内壁涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；泄流管A33的上下端面以及导流管A1的上下端面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；泄流管A33外壁位于净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；导流管A1外壁位于净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料。
上述装置中，保温炉坩埚C3的内壁和挡板C4的外表面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；进液管C2的内壁、出流口C5的内壁、出流管C7的内壁和控流钎子C8的外表面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；进液管C2位于保温炉坩埚C3内的端面和进液管C2外壁位于保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料。
上述的防铝锂合金腐蚀的涂料及其涂覆方法为公开号CN 110172627A的专利申请记载的涂料及涂覆方法。
本发明的铝锂合金熔体深度净化的方法是采用上述装置，按以下步骤进行：
1、通过净化炉炉体A10对净化炉坩埚A11升温，通过上炉体C1和下炉体C9对保温炉坩埚C3升温，将净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3预热至700～750℃；
2、将上液位杆A23与第一液位电源的一极连通，第一液位电源的另一极接地，构成第一液位测量电路，第一液位测量电路上设有第一指示灯；将下液位杆A15与第二液位电源的一极连通，第二液位电源的另一极接地，构成第二液位测量电路，第二液位测量电路上设有第二指示灯；将保温炉液位杆A3与第三液位电源的一极连通，第三液位电源的另一极接地，构成第三液位测量电路，第三液位测量电路上设有第三指示灯；
3、将熔炼完成的温度700～725℃的铝锂合金熔体通过进液管C2通入保温炉坩埚C3内；当入保温炉坩埚C3内的铝锂合金熔体液面与保温炉液位杆A3接触时，第三液位测量电路被连通，第三指示灯被点亮，然后停止向保温炉坩埚C3输送铝锂合金液，此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1和泄流管A33的底端；
4、将真空管A20与真空系统连通，启动真空系统对净化炉坩埚A11内抽真空，随着净化炉坩埚A11内真空度升高，铝锂合金熔体沿导流管A1进入净化炉坩埚A11；当净化炉坩埚A11内的铝锂合金熔体液面高于下液位杆A15的底端时，第二液位测量电路被连通，第二指示灯被点亮，此时净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面高于导流管A1和泄流管A33；此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1的底端，低于泄流管A33的底端；
5、在氩气管A8与氩气气源连通的情况下，通过氩气管A8向氩气箱A9通入氩气，氩气经通气孔进入导流管A1，并形成细小的氩气气泡混入铝锂合金熔体，铝锂合金熔体在真空和氩气气泡作用下脱氢，铝锂合金熔体内的夹杂氧化物上浮至净化炉坩埚A11内；净化炉坩埚A11内的铝锂合金熔体在重力作用下，经过滤网A30和网架A29进入泄流管A33，流回保温炉坩埚C3，夹杂氧化物被截留在过滤网A30表面；
6、在持续抽真空和通入氩气的情况下，当净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面接触到上液位杆A23时，第一液位测量电路被连通，第一指示灯被点亮；通过降低真空度使净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面降低，使第一液位测量电炉断开，通过调节真空度控制净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面位于下液位杆A15底端和上液位杆A23底端之间；此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1的底端，低于泄流管A33的底端；
7、从泄流管A33流入保温炉坩埚C3的铝锂合金熔体位于挡板C4的一侧；在持续抽真空条件下，从挡板C4底部的通道口进入挡板C4的另一侧，再从导流管A1进入净化炉坩埚A11，形成循环净化；
8、测氢仪探头穿过测量管A32并插入铝锂合金熔体中；通过测氢仪探头测量保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体中氢含量，当氢含量≤0.10ppm时，停止抽真空和通入氩气，完成深度净化；拉开控流钎子C8将铝锂合金熔体从出流口C5放出，通入结晶器进行连铸。
上述方法中，在泄流管A33顶端设置网架A29，网架A29上覆盖有过滤网A30，泄流管A33顶端固定有翼片A33-1，网架A29套在泄流管A33和翼片A33-1外，旋转网架A29，使网架底板A29-2的缺口与翼片A33-1错开，完成铝锂合金熔体深度净化的装置安装。
本发明的装置及方法借鉴钢液净化的RH方法，利用真空和氩气的联合作用，同时进一步改进净化装置和方法，开发了适合铝锂合金液深度净化的方法和装置，能够实现铝锂合金熔体深度除氢、除渣，从而为铝锂合金高质量锭坯的制备奠定基础。
本发明的装置采用双层结构，上层净化和下层保温组合的方式，同时设置上下液位杆，方便控制炉内铝锂合金液位，保证净化过程顺利进行；采用小孔吹氩的方式，可沿周向吹入氩气，形成细小均匀的氩气气泡，便于除去熔体中的氢；在泄流管上设置过滤网能够过滤夹杂物；同时本申请的坩埚等部件可以通过涂覆涂料的方式避免铝锂合金的腐蚀；本发明的装置及方法能够将铝锂合金的氢含量降低20倍以上，铸造后形成的铝锂合金最大夹杂尺寸明显降低，探伤结果良好，氧化物含量也大幅降低。
附图说明
图1为本发明实施例中的铝锂合金熔体深度净化的装置结构示意图；
图中，A、净化炉，B保温炉密封垫，C、保温炉；
图2为图1中的净化炉结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的A-A向示意图；
图5为本发明实施例中的网架和泄流管连接结构示意图；
图6为本发明实施例中的网架结构示意图；
图7为图6的E-E向示意图；
图8为图5的F向示意图；
图9为图1中的保温炉结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为图9的H向示意图；
图中，A1、导流管，A2、保温炉热电偶，A3、保温炉液位杆，A4、第二螺管，A5、第一螺管，A6、第一压帽，A7、第二压帽，A8、氩气管，A9、氩气箱，A10、净化炉炉体，A11、净化炉坩埚，A12、紧固楔，A13、第三螺管，A14、第三压帽，A15、下液位杆，A16、第四螺管，A17、第四压帽，A18、紧固螺栓，A19、净化炉热电偶，A20、真空管，A21、观察窗，A22、压盖，A23、上液位杆，A24、观察管，A25、第五压帽，A26、第五螺管，A27、上板，A28、上板密封垫，A29、网架，A29-1、网架顶板，A29-2、网架底板，A29-3、网架支杆，A30、过滤网，A31、下板，A32、测量管，A33、泄流管，A33-1、翼片，C1、上炉体，C2、进液管，C3、保温炉坩埚，C4、挡板，C5、出流口，C6、紧固板，C7、出流管，C8、控流钎子，C9、下炉体，C10、第二紧固螺母，C11、第二紧固螺栓。
具体实施方式
本发明实施例中导流管A1、净化炉坩埚A11、网架A28和泄流管A31的材质为纯钛或TC4钛合金。
本发明实施例中，第二螺管A4、第一螺管A5、第一压帽A6、第二压帽A7、氩气管A8、氩气箱A9、第三螺管A13、第三压帽A14、第四螺管A16、第四压帽A17、紧固螺栓A18、压盖A22、第五压帽A24、第五螺管A25和下板A31的材质为304不锈钢。
本发明实施例中保温炉液位杆A3、下液位杆A15和上液位杆A23的材质为钨。
本发明实施例中净化炉热电偶A19和保温炉热电偶A2为铠装热电偶。
本发明实施例中氩气箱A9与氩气管A8焊接固定，上板A26与真空管A20焊接固定。
本发明实施例中氩气箱A9、导流管A1和净化炉坩埚A11相互焊接固定。
本发明实施例中上板A26分别与第三螺管A13、第四螺管A16和第五螺管A25焊接固定。
本发明实施例中下板A30分别与第二螺管A4和第一螺管A5焊接固定。
本发明实施例中各螺管内壁与所固定的热电偶或液位杆通过螺纹连接并填充石棉绳密封绝缘，外壁与相应的压帽通过螺纹连接压紧。
本发明实施例中的保温炉密封垫B的材质为石墨盘根。
本发明实施例中第二紧固螺栓C11与上炉体C1焊接固定，两个第二紧固螺栓C11穿过紧固板6，两个第二紧固螺母C10分别与一个第二紧固螺栓C11螺纹连接将紧固板6压紧固定。
本发明实施例中进液管C2、保温炉坩埚C3、挡板C4、出流口C5、紧固板C6和出流管C7的材质为纯钛或TC4钛合金。
本发明实施例中控流钎子C8、第二紧固螺母C10和第二紧固螺栓C11的材质为304不锈钢。
本发明实施例中观察窗A21的材质为钢化耐热玻璃。
本发明实施例中过滤网A29孔径20～30目，材质为钛。
本发明实施例中导流管A1与泄流管A31的内径均为40～60mm。
本发明实施例中通气孔从上到下总共4排，每排通气孔沿导流管A1周向均匀分布，每排通气孔相邻的两个通气孔的间距5mm。
本发明实施例中进行循环净化时，控制铝锂合金熔体深度净化的装置内的铝锂合金熔体的温度在680～750℃，优选700～720℃。
本发明实施例中电源的一极接地是指与铝锂合金熔体深度净化的装置导电连接。
本发明实施例中处理的铝锂合金为2A97Al-Li合金、2195铝锂合金或1420Al-Li合金。
本发明实施例中的挡板C4下的通道口高度为20～40mm，宽度为50～80mm。本发明实施例中翼片A33-1的数量为三个，翼片A33-1为扇环形，弧度60°，在泄流管A33顶端圆周均匀分布。
本发明实施例中，网架A29由网架顶板A29-1，网架底板A29-2和三个网架支杆A29-3构成，网架支杆A29-3的上下两端分别与网架顶板A29-1和网架底板A29-2固定连接，过滤网A30覆盖在网架A29外部，固定在网架顶板A29-1和网架底板A29-2上；网架底板A29-2上设有通孔和缺口，该通孔和缺口位于网架支杆A29-3内部，该通孔和缺口分别与泄流管A33的外壁和翼片A33-1相配合。
本发明实施例中安装网架时，将网架A29的三个缺口与三个翼片A33-1对齐后插入，使翼片A33-1位于网架底板A29-2的上方；然后将网架A29旋转60°，使三个翼片之间的空隙与三个缺口对齐。
本发明实施例中，控制铝锂合金在净化炉坩埚A11内的高度为200～400mm，此时真空度500～1000Pa。
本发明实施例中铝锂合金在导流管A1内的流速为5～10Kg/min，此时氩气管A8内的氩气流速为50～100L/min.
以下为本发明优选实施例。
实施例1
铝锂合金熔体深度净化的装置结构如图1所示，由净化炉A、保温炉密封垫B和保温炉C组成；
净化炉A结构如图2所示，俯视图如图3所示，A-A向结构如图4所示，包括净化炉坩埚A11、净化炉炉体A10、上板A27和下板A31；净化炉炉体A10套在净化炉坩埚A11的侧壁外部，净化炉坩埚A11顶端与上板A27密封连接，净化炉坩埚A11的底板上设有导流管A1和泄流管A33将净化炉坩埚A11的底板上下连通，并且导流管A1和泄流管A33穿过净化炉坩埚A11下方的下板A31，泄流管A33顶端设有网架A29,网架A29外包覆过滤网A30；氩气箱A9套在导流管A1外部，位于氩气箱A9内部的导流管A1的侧壁上设有若干个通气孔；氩气箱A9内部与氩气管A8连通，氩气管A8与氩气气源连通；上板A27上装配有下液位杆A15、上液位杆A23、净化炉热电偶A19和真空管A20；真空管A20将净化炉坩埚A11内部与真空系统连通，下液位杆A15、上液位杆A23和净化炉热电偶A19插入净化炉坩埚A11内部，上液位杆A23的底端高于下液位杆A15的底端，上液位杆A23的底端与下液位杆A15的底端的高度差为净化炉坩埚A11内部空间高度的70～80％，下液位杆A15的底端高于导流管A1和泄流管A33，下液位杆A15的底端高于净化炉热电偶A19的底端；下板A31上装配有保温炉热电偶A2、保温炉液位杆A3及测量管A32，测量管A32用于放置测氢仪探头；
保温炉C结构如图9所示，俯视图如图10所示，H向结构如图11所示，包括上炉体C1，保温炉坩埚C3和下炉体C9；上炉体C1套在保温炉坩埚C3侧壁外部，下炉体C9位于保温炉坩埚C3底板下方；保温炉坩埚C3侧壁上设有进液管C2和出流口C5，出流口C5内装配有控流钎子C8；保温炉坩埚C3通过保温炉密封垫B与下板A31密封连接；保温炉热电偶A2和保温炉液位杆A3插入保温炉坩埚C3内部；导流管A1和泄流管A33的底端位于保温炉坩埚C3内部；保温炉液位杆A3的底端高于保温炉热电偶A2的底端，保温炉热电偶A2的底端高于导流管A1的底端；泄流管A33的底端高于导流管A1的底端，且低于保温炉液位杆A3的底端；其中上液位杆A23和下液位杆A15分别与上板A27绝缘，保温炉液位杆A3与下板A31绝缘；保温炉坩埚C3内设有挡板C4，挡板C4顶边低于保温炉坩埚C3顶边20～30mm，挡板C4顶边高于保温炉热电偶A2的底端，挡板C4的底边上开设有通道口将挡板C4的两侧连通；挡板C4底边焊接固定在炉坩埚C3的底板上，挡板C4侧边焊接固定在保温炉坩埚C3的侧壁上，挡板C4将保温炉坩埚C3的内部空间分隔为容积相等的两部分；进液管C2和出流口C5分别位于挡板C4两侧，导流管A1和泄流管A33分别位于挡板C4两侧，并且进液管C2和导流管A1位于挡板C4的同一侧；
净化炉炉体A10的内侧设有加热电阻丝，上炉体C1的内侧设有加热电阻丝，下炉体C9的上部设有加热电阻丝；
泄流管A33的顶端设有网架A29，过滤网A30覆盖在网架A29外部；其中泄流管A33顶端外壁上固定有若干翼片A33-1，网架A29由网架顶板A29-1，网架底板A29-2和若干个网架支杆A29-3构成，网架支杆A29-3的上下两端分别与网架顶板A29-1和网架底板A29-2固定连接，网架底板A29-2上设有通孔和缺口，该通孔和缺口分别与泄流管A33的外壁和翼片A33-1相配合，用于使网架A29套在泄流管A33外并通过旋转网架A29使翼片A33-1位于网架底板A29-2非缺口处的上方，以及用于通过旋转网架A29将网架A29拆除；网架底板A29-2位于翼片A33-1与净化炉坩埚A11的底板之间；连接结构如图5所示，网架A29结构如图6所示，E-E向结构如图7所示，F向结构如图8所示；
保温炉液位杆A3通过第一螺管A5和第一压帽A6固定在下板A31上，保温炉液位杆A3与第一螺管A5之间填充有石棉绳用于密封和绝缘；
保温炉热电偶A2通过第二螺管A4和第二压帽A7固定在下板A31上；
净化炉坩埚A11顶端与上板A27通过上板密封垫A28密封，并通过紧固楔A12压紧固定在一起；
下液位杆A15通过第三螺管A13和第三压帽A14固定在上板A27上，下液位杆A15与第三螺管A13之间填充有石棉绳用于密封和绝缘；
净化炉热电偶A19通过第四螺管A16和第四压帽A17固定在上板A27上，第四螺管A16和第四压帽A17间填充有石棉绳用于密封；
上板A27上设有观察窗A21，观察窗A21通过压盖A22和紧固螺栓A18固定在观察管A24上，观察管A24焊接固定在上板A27上；
上液位杆A23通过第五螺管A26和第五压帽A25固定在上板A27上，上液位杆A23与第五螺管A26之间填充有石棉绳用于密封和绝缘；
出流口C5外套有出流管C7，出流管C7穿过上炉体C1；出流管C7外壁上固定连接有紧固板C6，紧固板C6通过第二紧固螺母C10和第二紧固螺栓C11固定在上炉体C1的外壁上；控流钎子C8穿过出流管C7插入出流口C5；控流钎子C8在水平方向向下倾斜5°～10°；
净化炉坩埚A11的内壁、泄流管A33的内壁和导流管A1的内壁涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；泄流管A33的上下端面以及导流管A1的上下端面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；泄流管A33外壁位于净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；导流管A1外壁位于净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；
保温炉坩埚C3的内壁和挡板C4的外表面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；进液管C2的内壁、出流口C5的内壁、出流管C7的内壁和控流钎子C8的外表面涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；进液管C2位于保温炉坩埚C3内的端面和进液管C2外壁位于保温炉坩埚C3内的部分涂覆防铝锂合金腐蚀的涂料；
方法为：
通过净化炉炉体A10对净化炉坩埚A11升温，通过上炉体C1和下炉体C9对保温炉坩埚C3升温，将净化炉坩埚A11和保温炉坩埚C3预热至700～750℃；
将上液位杆A23与第一液位电源的一极连通，第一液位电源的另一极接地，构成第一液位测量电路，第一液位测量电路上设有第一指示灯；将下液位杆A15与第二液位电源的一极连通，第二液位电源的另一极接地，构成第二液位测量电路，第二液位测量电路上设有第二指示灯；将保温炉液位杆A3与第三液位电源的一极连通，第三液位电源的另一极接地，构成第三液位测量电路，第三液位测量电路上设有第三指示灯；
将熔炼完成的温度700～725℃的铝锂合金熔体通过进液管C2通入保温炉坩埚C3内；当入保温炉坩埚C3内的铝锂合金熔体液面与保温炉液位杆A3接触时，第三液位测量电路被连通，第三指示灯被点亮，然后停止向保温炉坩埚C3输送铝锂合金液，此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1和泄流管A33的底端；
将真空管A20与真空系统连通，启动真空系统对净化炉坩埚A11内抽真空，随着净化炉坩埚A11内真空度升高，铝锂合金熔体沿导流管A1进入净化炉坩埚A11；当净化炉坩埚A11内的铝锂合金熔体液面高于下液位杆A15的底端时，第二液位测量电路被连通，第二指示灯被点亮，此时净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面高于导流管A1和泄流管A33；此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1的底端和泄流管A33的底端；
在氩气管A8与氩气气源连通的情况下，通过氩气管A8向氩气箱A9通入氩气，氩气经通气孔进入导流管A1，并形成细小的氩气气泡混入铝锂合金熔体，铝锂合金熔体在真空和氩气气泡作用下脱氢，铝锂合金熔体内的夹杂氧化物上浮至净化炉坩埚A11内；净化炉坩埚A11内的铝锂合金熔体在重力作用下，经过滤网A30进入泄流管A33，流回保温炉坩埚C3，夹杂氧化物被截留在过滤网A30表面；
在持续抽真空和通入氩气的情况下，当净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面接触到上液位杆A23时，第一液位测量电路被连通，第一指示灯被点亮；通过降低真空度使净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面降低，使第一液位测量电炉断开，通过调节真空度控制净化炉坩埚A11内铝锂合金熔体液面位于下液位杆A15底端和上液位杆A23底端之间；此时保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体的液面高于导流管A1的底端和泄流管A33的底端；
从泄流管A33流入保温炉坩埚C3的铝锂合金熔体位于挡板C4的一侧；在持续抽真空条件下，从挡板C4底部的通道口进入挡板C4的另一侧，再从导流管A1进入净化炉坩埚A11，形成循环净化；
测氢仪探头穿过测量管A32并插入铝锂合金熔体中；通过测氢仪探头测量保温炉坩埚C3内铝锂合金熔体中氢含量，当氢含量≤0.10ppm时，停止抽真空和通入氩气，完成深度净化；拉开控流钎子C8将铝锂合金熔体从出流口C5放出，通入结晶器进行连铸；
所处理的铝锂合金为2A97Al-Li合金，其成分按质量百分比为Cu 4.19％，Mg0.41％，Li1.43％，Zr 0.12％，Mn 0.38％，Fe 0.11％，Si0.04％，余量为Al；
采用的净化炉坩埚尺寸Φ300(内径)×520mm，保温炉坩埚尺寸Φ600(内径)×300mm，导流管尺寸Φ50(内径)×450mm，泄流管尺寸Φ50(内径)×400mm；
进行深度净化时，铝锂合金通入保温炉坩埚C3时的温度720℃，从出流口C5放出的温度708℃，净化时间20min；进行连铸时，铸造速度为90mm/min，制成的铸锭直径176mm，最大夹渣尺寸0.15mm，夹杂物面积分数0.02％，超声探伤结果为A，氢含量0.08ppm；
采用传统的溜槽氩气保护连铸方法，对相同材质的铝锂合金进行连铸，获得的铸锭的最大夹渣尺寸2.8mm，夹杂物面积分数0.1％，超声探伤结果为B，氢含量2ppm；
与传统溜槽氩气保护连铸方法比较，本实施例获得的2A97合金铸锭大块氧化物尺寸减少，氢含量降低，探伤结果良好。
实施例2
铝锂合金熔体深度净化的装置结构同实施例1,；
方法同实施例1，不同点在于：
(1)所处理的铝锂合金为2195Al-Li合金，其成分按质量百分比为Cu 4.2％，Mg0.43％，Li 1.28％，Zr 0.13％，Ag 0.38％，Fe 0.09％，Si0.04％，余量为Al；
(2)进行深度净化时，铝锂合金通入保温炉坩埚C3时的温度712℃，从出流口C5放出的温度702℃，净化时间20min；进行连铸时，铸造速度为70mm/min，制成的铸锭直径200mm；最大夹渣尺寸0.9mm，夹杂物面积分数0.03％，超声探伤结果为A，氢含量0.08ppm；
采用传统的溜槽氩气保护连铸方法，对相同材质的铝锂合金进行连铸，获得的铸锭的最大夹渣尺寸3.2mm，夹杂物面积分数0.12％，超声探伤结果为B，氢含量2.6ppm；
与传统溜槽氩气保护连铸方法比较，本实施例获得的2195合金铸锭大块氧化物尺寸减少，氢含量降低，探伤结果良好。
实施例3
铝锂合金熔体深度净化的装置结构同实施例1,；
方法同实施例1，不同点在于：
(1)所处理的铝锂合金为1420Al-Li合金，其成分按质量百分比为Mg 4.88％，Li2.05％，Zr 0.13％，Fe 0.12％，Si0.11％，余量为Al；
(2)进行深度净化时，铝锂合金通入保温炉坩埚C3时的温度710℃，从出流口C5放出的温度697℃，净化时间30min；进行连铸时，铸造速度为50mm/min，制成的铸锭直径300mm；最大夹渣尺寸1.3mm，夹杂物面积分数0.08％，超声探伤结果为A，氢含量0.10ppm；
采用传统的溜槽氩气保护连铸方法，对相同材质的铝锂合金进行连铸，获得的铸锭的最大夹渣尺寸5.4mm，夹杂物面积分数0.22％，超声探伤结果为B，氢含量2.8ppm；
与传统溜槽氩气保护连铸方法比较，本实施例获得的1420合金铸锭大块氧化物尺寸减少，氢含量降低，探伤结果良好。
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