Research and Development of Advanced Refining Technologies of Aluminium Melts for Increase of Products Quality
Project goals
The aim of this project is development and innovation of technology of aluminium melts refining at the application of graphite components (rotors and baffle plates) in the refining ladle. It should lead to improve the refining process by removing the gas (hydrogen), metallic impurities (sodium, calcium, lithium, etc.) and non-metallic impurities (oxides, nitrides, carbides, etc.). Hot model, physical and numerical modelling and the operational verification will be used for development of advanced production technology. The unique hot model for real operational conditions will be made. Research and development aimed at optimization of the way of aluminium melts refining presenting the influence of the quality of batch raw materials, influence of used refining gases and melting salts will be realised on this model. Obtained laboratory results and procedures will be verified and completed with the physical and numerical modelling. Physical modelling will be used for gaining of information about inner flow pattern and about the behaviour of blown refining gas. The unique physical model with the application of theory of physical similarity will be built. Numerical modelling will be realised by usage of CFD program ANSYS FLUENT which enables to verify the results from the physical modelling and further to determine the flow pattern of inert gas bubbles, the speed or temperature field in the refining ladle. Plant experiments present an inseparable part of the project solving and they will be realised at the treatment of aluminium melts in the cooperating industrial companies. These experiments will be used for verification of laboratory and modelling results. Obtained results enable to propose the most suitable applications of graphite components and also to recommend the optimum plant conditions for the specific refining vessels with the aim to create advanced production technologies presenting complex refining technology for plant conditions.
Keywords
refining of aluminiumhydrogen in aluminiummicrocleannesslaboratory testshot modelphysical modellingnumerical modellingplant tests
Public support
Provider
Ministry of Industry and Trade
Programme
TRIO
Call for proposals
TRIO 1 (SMPO201600001)
Main participants
JAP INDUSTRIES s.r.o.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
2016FV10080
Alternative language
Project name in Czech
Výzkum a vývoj pokročilých rafinačních technologií hliníkových tavenin pro zvýšení kvality výrobků
Annotation in Czech
Cílem projektu je vývoj a inovace technologie rafinace hliníkových tavenin při aplikaci grafitových komponentů (rotorů a vlnolamů) v rafinační pánvi. Dojde zejména ke zlepšení procesu rafinace odstraněním plynů (vodíku), kovových nečistot (sodíku, vápníku, lithia atd.) a nekovových nečistot (oxidů, nitridů, karbidů atd.). K vyvinutí pokročilé výrobní technologie bude využito teplého modelu, fyzikálního a numerického modelování spolu s provozní verifikací. Bude vybudován unikátní teplý model simulující reálné provozní podmínky. Na tomto modelu bude realizován výzkum a vývoj zaměřený na optimalizaci způsobu rafinace hliníkových tavenin představující vliv jakosti vsázkových surovin, vliv používaných rafinačních plynů a tavicích solí s případným nahrazením ekologicky závadného chlóru. Získané laboratorní výsledky a postupy budou ověřeny a doplněny fyzikálním a numerickým modelováním. Fyzikální modelování bude sloužit k získání informací o charakteru vnitřního proudění a chování dmýchaného rafinačního plynu. K tomuto účelu bude vybudován unikátní fyzikální model s aplikací teorie fyzikální podobnosti. Numerické modelování bude realizováno pomocí CFD programu ANSYS FLUENT, který umožní ověřit výsledky z fyzikálního modelování a dále charakter proudění vznikajících a následně vynášených bublin inertního plynu taveninou, a rovněž stanovit rychlostní a teplotní pole v rafinační pánvi. Provozní experimenty představují nedílnou součást řešení projektu a budou realizovány při zpracování hliníkových tavenin u spolupracujících průmyslových podniků. Tyto experimenty budou sloužit k verifikaci výsledků z teplého modelu, fyzikálního a numerického modelování s cílem optimalizace technologických podmínek. Získané výsledky umožní navrhnout nejvhodnější aplikace grafitových komponentů, ale také doporučit optimální provozní podmínky pro konkrétní rafinační nádoby s cílem vytvoření pokročilé výrobní technologie představující komplexní rafinační technologii pro provozní podmínky.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
CEP classification - main branch
JG - Metallurgy, metal materials
CEP - secondary branch
JP - Industrial processes and processing
CEP - another secondary branch
—
20501 - Materials engineering
20705 - Remote sensing
20706 - Marine engineering, sea vessels
20707 - Ocean engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project has achieved the set objectives and outputs of the project. The project resulted in a unique thermal model for aluminium melt refining, a physical model for the study of aluminium melt refining and advanced technology for aluminium melt refining in the application of graphite components.
Solution timeline
Realization period - beginning
Aug 1, 2016
Realization period - end
Nov 30, 2020
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 27, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data delivery code
CEP21-MPO-FV-U
Data delivery date
Apr 11, 2024
Finance
Total approved costs
24,952 thou. CZK
Public financial support
18,823 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
6,129 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
24 952 CZK thou.
Public support
18 823 CZK thou.
75%
Provider
Ministry of Industry and Trade
CEP
JG - Metallurgy, metal materials
Solution period
01. 08. 2016 - 30. 11. 2020