本实用新型属于冶金设备技术领域，特别涉及一种泡沫陶瓷除气装置。
背景技术：
铝合金熔体(铝水)具有较强的吸氢倾向，铝水中往往具有较高的氢含量。由于氢在液态铝中和固态铝中的固溶度相差很大。液态铝中吸附的氢在凝固时会析出形成气孔，严重影响铸件的力学性能；因此，在浇注前，要对铝水进行除气处理，降低铝水中的氢含量；目前，一般要求铝水的氢含量低于0.20ml/100g铝。对于高等级的铝铸件，氢含量的要求更低。
根据气泡浮游原理，向铝水中通入氩气是最常用的除气方法；氩气进入铝水中形成气泡并上浮，由铝水表明浮出到大气中；铝水中的氢会扩散到氩气泡中，并随氩气泡上浮，这样就将铝水中的氢去除掉。通氩气除氢的效果取决于氩气形成的气泡的尺寸和数量，以及气泡在铝水中停留的时间；形成的气泡的越小，数量越多，停留时间越长，则除氢效果越好。将氩气喷吹到铝水中，是最简单方便的精炼方法，设备也十分简单；使用一根喷管，利用氩气的气压将氩气喷吹到铝水中；但是，对于比较浅的坩埚炉，由于气泡太大，而且气泡在铝液中停留时间过短，这种方法效率不高；作为补偿，通常做法是提高氩气的喷入量，大大高于额定要求；但是，这种处理工艺会产生严重的副作用。由于氩气的通入量大大高于额定要求，大量的氩气泡将冲破氧化膜向外溢出，增加渣量；
目前，常用的除氢方法是利用一个旋转喷嘴将氩气喷入铝水中；旋转喷吹系统由一根空心旋转管和一个旋转的具有多个出气口的喷嘴组成；另外还有一个电气和气体控制板，这项技术可以将准确数量的氩气喷吹到熔池里面，旋转喷嘴在铝水中高速旋转，具有很高的剪切力，喷吹的氩气产生的气泡非常细小；喷嘴在铝水中旋转也带动铝水循环流动，大大延长了气泡在铝水中的停留时间，从而大大提高了精炼效率。
旋转喷吹虽然能提高除气效果，但设备比较复杂，也不适合小型熔池的情况，比如铝合金铸造行业用的小型坩埚，实验室用的公斤级坩埚。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种可用于小型坩埚的铝水的泡沫陶瓷除气装置，采用泡沫陶瓷作为分散头，利用泡沫陶瓷的多孔结构作为气体出口，形成大量小尺寸氩气气泡，提高除气效果。
本实用新型的泡沫陶瓷除气装置由喷气管(1)和氩气分散头(2)组成，喷气管(1) 插入并固定在氩气分散头(2)内部，其中氩气分散头(2)为泡沫陶瓷材质，氩气分散头(2) 内部的互相贯通的孔隙与喷气管(1)内部及氩气分散头(2)外壁连通。
上述装置中，氩气分散头(2)为圆柱状，上表面中心有一进气圆孔，深度10-50mm，与喷气管(1)配合。
上述装置中，喷气管(1)与上述进气圆孔之间的缝隙用石棉绳、耐火水泥或耐火胶泥填实，将喷气管(1)与氩气分散头(2)固定，使之结合牢靠。
上述装置中，构成氩气分散头(2)的泡沫陶瓷的孔隙参数选用5～20PPI。
上述装置中，喷气管(1)与氩气分散头(2)通过螺纹连接固定；喷气管(1)外表面设有外螺纹，氩气分散头(2)进气圆孔设有内螺纹。
上述装置中，喷气管(1)的材质是陶瓷、刚玉、石墨或金属。
上述装置中，喷气管(1)外表面用保护套(3)包裹，用于防止金属材质的喷气管(1) 在铝水中熔蚀；所述的保护套(3)的材质为石墨、陶瓷或耐火材料。
上述装置中，喷气管(1)外表面涂覆耐高温涂料作为保护层。
上述的泡沫陶瓷为孔隙率80～90％的氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、碳化硅陶瓷或氧化锆陶瓷。
本实用新型的装置采用泡沫陶瓷作为氩气分散头，泡沫陶瓷是由陶瓷构成的泡沫体，空隙细小均匀，通道曲折,四通八达，且互相贯通；泡沫陶瓷表面有大量喷口；氩气由喷管引入，经泡沫陶瓷喷口分散，从大量喷口中喷出进入铝水，形成多而细小的气泡，能够顺利达到去除氢气的目的；泡沫陶瓷圆片是铸造行业常用的过滤器，用来过滤金属液体中的杂质；泡沫陶瓷圆片的生产工艺很成熟；本实用新型中的泡沫陶瓷圆柱使用泡沫陶瓷圆片的生产工艺来生产。
本实用新型的装置无需电机带动，体积小、结构简单，生产成本低，操作方便；该除气装置喷出的惰性气体气泡小，数量多，可比较彻底的将铝合金熔液内氢气带出，达到净化铝合金熔液，提高铝合金铸件质量的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中的泡沫陶瓷除气喷头剖面结构示意图；
图中，1、喷管，2、氩气分散头，3、耐火水泥。
图2为本实用新型实施例2中的泡沫陶瓷除气喷头的喷气管和氩气分散头结构示意图；
图3为本实用新型实施例3中的泡沫陶瓷除气喷头的喷气管和氩气分散头结构示意图；
图4为本实用新型实施例4中的泡沫陶瓷除气喷头的喷气管和氩气分散头结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例中的泡沫陶瓷的孔隙参数选用5～20PPI，孔径1～5mm。
本实用新型实施例中喷气管的外径5～50mm。
本实用新型实施例中氩气分散头的外径20～250mm，高20～150mm。
本实用新型实施例中喷气管在氩气分散头内的插入深度占氩气分散头总高度的1/5～4/5。
本实用新型实施例中的泡沫陶瓷除气装置的使用方法为：铝水除气时，将泡沫陶瓷除气装置插入铝水中，且喷气管与氩气源连通，通过氩气源向铝水通入氩气，氩气经过喷气管和氩气分散头后，在铝水中形成大量细小的气泡，充分去除氢气。
实施例1
泡沫陶瓷除气装置结构如图1所示，由喷气管(1)和氩气分散头(2)组成，喷气管(1) 插入并固定在氩气分散头(2)内部，其中氩气分散头(2)为泡沫陶瓷材质，氩气分散头(2) 内部的互相贯通的孔隙与喷气管(1)内部及氩气分散头(2)外壁连通；
喷气管(1)的材质为陶瓷，外径10mm,内径7mm；氩气分散头(2)为圆柱状，材质为氧化铝陶瓷,外径25mm，高25mm，进气孔直径11mm，深12.5mm,孔隙尺寸为10PPI；喷气管(1)与进气圆孔之间的缝隙用耐火水泥填实，将喷气管(1)与氩气分散头(2)固定牢靠；
本实施例适合公斤级的坩埚熔炼的除气。
实施例2
泡沫陶瓷除气装置结构如图2所示，由喷气管(1)和氩气分散头(2)组成，喷气管(1) 插入并固定在氩气分散头(2)内部，其中氩气分散头(2)为泡沫陶瓷材质，氩气分散头(2) 内部的互相贯通的孔隙与喷气管(1)内部及氩气分散头(2)外壁连通；
喷气管(1)的材质为不锈钢管，外径20mm,内径16mm；氩气分散头(2)为圆柱状，材质氧化锆陶瓷,外径60mm，高50mm，进气孔直径20mm，深20mm；孔隙尺寸为10PPI；在喷气管(1)与进气孔结合部位制备外螺纹，在氩气分散头的进气孔内预制内螺纹。将喷气管(1)与氩气分散头(2)用螺纹连接，固定牢靠；喷气管(1)外表面涂覆耐高温涂料作为保护层；
本实施例适合熔炼50公斤左右的铝水的除气。
实施例3
泡沫陶瓷除气装置结构如图3所示，由喷气管(1)和氩气分散头(2)组成，喷气管(1) 插入并固定在氩气分散头(2)内部，其中氩气分散头(2)为泡沫陶瓷材质，氩气分散头(2) 内部的互相贯通的孔隙与喷气管(1)内部及氩气分散头(2)外壁连通；
喷气管(1)的材质为铸铁管，外径30mm,内径24mm；氩气分散头(2)为圆柱状，材质氧化锆陶瓷,外径120mm，高60mm；其中下面部分为泡沫结构，上面部分为实心陶瓷结构。进气孔开在上面实心部分，增加强度；进气孔与下面的泡沫孔隙相通，保证气体能加入泡沫体中；进气孔直径30mm，深25mm；孔隙尺寸为5PPI；在喷气管(1)与进气孔结合部位制备外螺纹，在氩气分散头的进气孔内预制内螺纹；将喷气管(1)与氩气分散头(2)用螺纹连接，固定牢靠；喷气管(1)外表面涂覆耐高温涂料作为保护层；
本实施例适合熔炼100公斤左右的铝水的除气。
实施例4
泡沫陶瓷除气装置结构如图4所示，由喷气管(1)和氩气分散头(2)组成，喷气管(1) 插入并固定在氩气分散头(2)内部，其中氩气分散头(2)为泡沫陶瓷材质，氩气分散头(2) 内部的互相贯通的孔隙与喷气管(1)内部及氩气分散头(2)外壁连通；
喷气管(1)的材质为铸铁管，外径50mm,内径40mm；氩气分散头(2)为圆柱状，材质碳化硅陶瓷,直径180mm，高50mm；其中下面部分为泡沫结构，上面部分为实心陶瓷结构，比下面的泡沫结构部分小，形成一个突台。上面实心部分的直径为80mm，高30mm；进气孔开在上面实心部分，增加强度；进气孔与下面的泡沫孔隙相通，保证气体能加入泡沫体中。进气孔直径50mm，深30mm；孔隙尺寸为5PPI；在喷气管(1)与进气孔结合部位制备外螺纹，在氩气分散头的进气孔内预制内螺纹；将喷气管(1)与氩气分散头(2)用螺纹连接，固定牢靠；喷气管(1)外表面套一个石墨管作为保护层；石墨管与陶瓷体结合部位用耐火胶泥密封，防止铝水渗入喷气管与石墨管之间的缝隙中；
本实施例适合较大坩埚的熔炼除气。