CN111455190B - 一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置，包括壳体，所述壳体上设有熔体入口和熔体出口，内部设有溢流器，所述溢流器和壳体之间填充渣液，所述渣液中含有微量合金元素；待处理金属熔体从熔体入口引入溢流器，溢流后与渣液相互作用实现净化、提纯和微合金化，然后从熔体出口排出。本发明装置通过一次或多次对金属熔体净化、提纯和添加微量元素，可以低成本、高效率的清洗和微合金化金属熔体，从而通过提升金属材料的洁净度和微量合金元素含量，进一步提升金属材料的物理化学性能。

Description

一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置及方法
技术领域
本发明涉及金属材料冶金和加工技术，特别是涉及一种金属熔体的净化、提纯和微合金化装置及方法。
背景技术
金属材料是人类社会发展的支柱，人类早期的历史都是以金属材料的出现来区分，比如青铜器时代和铁器时代。如果人类离开金属材料，整个社会的发展将举步维艰。
几乎所有金属都要经历一次或者多次熔融态冶炼和后续的凝固过程。钢铁作为应用最广泛的金属材料，在连铸坯和铸锭生产过程中就要经历高炉转炉冶炼、精炼和连铸或者钢锭浇注等工艺。有色金属铝和铜等具体的生产工艺和钢铁有所不同，但同样要经历熔融态和凝固过程制得铸坯或者铸锭。此外，许多金属材料的铸坯或者铸锭在后续的合金化过程中还要多次熔化再凝固。
在金属熔炼和凝固过程中往往带来很多问题，严重降低金属材料品质和应用。在金属的熔炼过程中会产生很多杂质元素和颗粒，在金属凝固过程中会伴随宏观偏析和缩松缩孔等凝固缺陷。人们已经采用很多工艺或者技术来解决上述问题，但是仍需要开发新的具有低成本优势的方法来去除杂质元素和颗粒、消除宏观偏析和缩松缩孔等问题，实现材料的洁净化和均质化。因此，研究出一种有效的金属洁净化和均质化方法一直是金属材料研究中的最重要的问题之一。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种高效、低成本的金属熔体净化、提纯和微合金化装置及方法。
技术方案：本发明所述的一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置，包括壳体，所述壳体上设有熔体入口和熔体出口，内部设有溢流器，所述溢流器和壳体之间填充渣液；待处理金属熔体从熔体入口引入溢流器，溢流后在溢流器外表面形成的熔体薄层与渣液相互作用实现净化、提纯和微合金化，然后从熔体出口排出。
本申请根据微合金化的要求，可以在所述渣液中添加不同的适宜的微量合金元素。
所述壳体为中空，熔体入口设置在顶部，熔体出口设置在底部。本申请熔体入口和熔体出口处均可以通过设有流速控制器控制金属熔体的流速。
所述溢流器悬空设置在壳体内。所述溢流器可以是单层，也可以设置为多层，从而延长金属熔体和渣液之间相互作用的时间，获得更好的处理效果。所述溢流器的表面可以是光滑、粗糙、台阶或棱状、凸凹不平等形状，外形可以是圆柱体、锥体、球体、碗状、葫芦状、S型、曲面等形状。
进一步的，所述溢流器可以通过设置支架悬空固定在壳体内，也可以直接和壳体连接固定；当设置溢流器为多个或多层时，除上述两种固定方式外，溢流器和溢流器之间或者层与层之间可以通过相互连接实现固定。所述固定方式可以是焊接、烧结等可实现的方式。
根据实际需要，溢流器可以设置为一个，或者在壳体内分布多个。
进一步的，所述装置还包括一熔体流入器，所述熔体流入器通过熔体入口延伸至溢流器底部。进一步，所述金属熔体流入器可以采用入口管方式，也可以采用其他方式，比如自耗电极底部熔体滴落、水槽浇入、喷淋洒入等，优选为入口管方式。
采用入口管方式时，为了便于熔体的正常引入以及避免堵塞，所述熔体流入器可以根据流量大小调整其到溢流器底部的距离，一般设置在溢流器的中下部。
所述壳体外还设有加热保温装置。
所述熔体入口连接金属熔体盛放装置。金属熔体净化、提纯和微合金化装置可放置在金属熔体盛放装置的上面、下面或者里面对金属熔体进行处理。
优选的，可以选择将金属熔体盛放装置套设在壳体上部，使得金属熔体能够通过重力作用自动流入溢流器中进行处理。
所述熔体出口连接有金属熔体盛放装置，盛放处理后的熔体，也可连接冷却装置，进行熔体凝固制备。
实际使用中，可以根据具体情况将所述金属熔体净化、提纯和微合金化装置用在钢包和中间包之间、中间包和结晶器之间等等；相互之间均设有流速控制器。
进一步的，本申请所述金属熔体净化、提纯和微合金化装置可以是单个使用，也可以是多个。对于多个熔体净化、提纯和微合金化装置，每个装置可以并排平行放置、环形放置，也可以上下堆积放置。对于多个金属熔体净化、提纯和微合金化装置，每个装置中的渣液根据净化、提纯和微合金化金属不同、净化的杂质和有害元素不同，以及添加微量元素的不同，可以是相同的，也可以是不同的。
本申请中所述金属熔体可以是纯金属，也可以是合金。
所述渣液的密度和熔点低于金属熔体，铺展和排渣性能良好，且具有吸附金属熔体中夹杂物颗粒以及反应去除金属熔体中杂质和添加微量合金元素的功能。
本申请中没有说明的连接方式等均属于可以通过现有技术实现的。
本发明采用上述装置净化、提纯和微合金化金属熔体的方法，包括以下步骤：设备工作时，金属熔体从熔体流入器流入到熔体净化、提纯和微合金化装置的溢流器中，当金属熔体充满溢流器后，将沿着溢流器的外壁以金属薄层的形式向下流动，由于溢流器的外表面由渣液进行包裹，渣液将对外壁的金属薄层进行夹杂吸附和有害元素去除，同时渣液中添加的微量合金元素会对金属熔体微合金化，净化、提纯和微合金化后的金属熔体会从壳体的熔体出口流出。
进一步，所述金属熔体从熔体流入器进入到金属熔体净化、提纯和微合金化装置的溢流器中速度可以通过在熔体流入器上安装节流阀或者其他方式控制；金属熔体净化、提纯和微合金化装置放置在盛有金属熔体装置上面或下面时，周围可安装保温加热装置对金属熔体净化、提纯和微合金化装置中金属熔体和渣液进行加热保温，根据盛有金属熔体装置中金属熔体的过热度来决定是否使用保温加热装置；装置本体和溢流器之间的渣液密度和熔点低于金属液，铺展和排渣性能良好，具有吸附金属熔体中夹杂物颗粒以及反应去除金属液中杂质元素和添加微量合金元素的功能。
更进一步，所述金属熔体可以是纯金属，也可以是合金；金属熔体净化、提纯和微合金化装置中的金属熔体和渣液的保温温度取决于金属材料及渣液各自的物理化学性质，保温方法可以使用电阻加热，可以是感应加热；金属熔体从熔体流入器流入溢流器的速度控制在0.1mm/s～1000m/s之间；壳体和溢流器之间填充的渣液随着生产的进行产生的消耗可以随时补充。
有益效果：与现有技术相比，本发明装置通过一次或多次对金属熔体净化、提纯和添加微量元素，可以低成本、高效率的清洗和微合金化金属熔体，从而通过提升金属材料的洁净度和微量合金元素含量，进一步提升金属材料的物理化学性能。
附图说明
图1为本发明金属熔体净化、提纯和微合金化装置简单示意图，其中溢流器为圆柱形；
图2为本发明金属熔体净化、提纯和微合金化装置简单示意图，其中溢流器为锥形；
图3为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中金属熔体净化、提纯和微合金化装置放置在金属熔体盛放装置下面；
图4为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中金属熔体净化、提纯和微合金化装置放置在金属熔体盛放装置里面；
图5为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中一个熔体净化、提纯和微合金化装置中有多个溢流器，且多个溢流器水平放置；
图6为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中一个熔体净化、提纯和微合金化装置中有多个溢流器，且多个溢流器嵌套放置；
图7为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中每个溢流器连接多个入口管；
图8为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中冷却装置有多个；
图9为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中金属熔体净化、提纯和微合金化装置有多个，且各装置水平放置；
图10为本发明装置结合熔体盛放装置和冷却装置简单示意图，其中金属熔体净化、提纯和微合金化装置有多个，且各装置上下放置；
图11为本发明装置结合钢包和中间包装置简单示意图。
其中，壳体(1)、渣液(2)、溢流器(3)、熔体流入器(4)、熔体出口(5)，熔体入口(6)、加热保温装置(7)、金属熔体(8)、金属熔体盛放装置(9)、冷却装置(10)、拉杆装置(11)、流速控制器(12)、钢包(13)、中间包(14)。
具体实施例
下面结合附图对本发明的技术方案做出进一步详细说明。
实施例1一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置
如图1所示的一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置，包括中空盒状的壳体1，壳体1顶部设有熔体入口6，底部设有熔体出口5，熔体入口6和熔体出口5处均通过设置流速控制器12控制金属熔体8的流速；壳体1内部设有溢流器3，溢流器3和壳体1之间填充渣液2；待处理金属熔体8从熔体入口6引入溢流器3内，溢流后沿溢流器3外壁流下，与渣液2相互作用实现净化、提纯和微合金化，然后从熔体出口5排出。其中的渣液2密度和熔点低于金属熔体8，铺展和排渣性能良好，且具有吸附金属熔体中夹杂物颗粒以及反应去除金属熔体中杂质和添加微量合金元素的功能，根据微合金化的要求，可以在所述渣液中添加不同的适宜的微量合金元素。
其中，溢流器3可以是单层，也可以设置为多层，从而延长金属熔体8和渣液2之间相互作用的时间，获得更好的处理效果，溢流器3的表面可以是光滑、粗糙、台阶或棱状、凸凹不平等形状，外形可以是如图1所示的圆柱体、如图2所示的锥体、或者球体、碗状、葫芦状、S型、曲面等形状。根据实际需要，如图1、图2、图3和图4所示，溢流器3可以设置为一个，或者如图5和图6所示，也可以设置为两个或者更多个，并且可以采用如图5所示的放置在同一平面上，也可以采用如图6所示的嵌套放置在一起，对于采用两个以上溢流器3，特别是嵌套放置时，溢流器3之间的渣液2可以相同，也可以不同。
如图3所示，熔体入口6连接有金属熔体盛放装置9，并通过入口管式的熔体流入器4将其中的熔体引入溢流器3内，其中，熔体流入器4可以只用一根入口管，也可以采用多根入口管(图7)。如图4所示，金属熔体盛放装置9还可以呈包裹式安置在本申请装置的外面，在这种情况下还可以起到加热保温溢流器的作用。结合图3、图5-图11所示，在其他情况下则可以设置加热保温装置7。熔体出口5还可以连接有一个冷却装置10(图7)，也可以安装多个冷却装置10(图8)。在设置有冷却装置10的情况下，还设置有能够与冷却装置10结合使用的拉杆装置11，其中冷却装置10位于壳体1底部，与壳体1联通，使净化、提纯后的熔体冷却、凝固。
实际使用中，可以采用多个上述金属熔体净化、提纯和微合金化装置同时对金属熔体净化、提纯和微合金化，其中多个装置可以放置在同一平面(图9)，也可以上下堆积放置(图10)；本发明装置也可以运用在连铸过程中的钢包13和中间包14之间(图11)，相互连接处均通过流速控制器12控制流速。
实施例2采用图3所示装置，降低316L不锈钢熔体中杂质元素P和氧化物夹杂含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至1450℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1450℃。然后向装置中加入一定量的渣液40％CaO-8％SiO2-30％Fe2O3-10％FeO-4％CaF2-8％Al2O3，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态316L不锈钢。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在1m/s，入口管内径为5cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的氧化物夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的氧化物夹杂被渣液吸收，同时渣液与钢液中的P元素反应，降低钢液中的P元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素P和氧化物夹杂含量较低的316L不锈钢。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例3采用图4所示装置，降低45#钢熔体中杂质元素P，S和硫化系夹杂物含量。
(1)首先将100Kg固态45#钢加入到熔体盛放装置中，然后将装置加热至至1510℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1510℃。待温度升至1510℃后，向金属熔体装置中加入一定量的能够同时渣液CaO-CaCl2-CaC2-CaF2，渣液高度要高于溢流器。
(2)关闭流速控制器，1510℃保温2小时。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在0.01mm/s，入口管内径为10cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的硫化系夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的硫化系夹杂被渣液吸收，同时渣液与钢液中的P、S元素反应，降低钢液中的P、S元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素P，S和硫化系夹杂物含量较低的45#钢。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例4采用图5所示装置，对45#钢微合金化，同时减低硅酸盐夹杂物含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至1510℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1510℃。然后向装置中加入一定量的含有Ni、Mo元素的渣液40％CaO-8％SiO2-30％Fe2O3-10％FeO-4％CaF2-8％Al2O3，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态45#钢。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在100m/s，入口管内径为5cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的硅酸盐夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的硅酸盐夹杂被渣液吸收，同时渣液中的Ni和Mo颗粒被钢液吸收溶解，从而对钢液微合金化
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出硅酸盐夹杂物含量较低，同时含有Ni、Mo元素的45#钢。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例5采用图6所示装置，对316L不锈钢微合金化，同时减低硫化系夹杂物含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至1450℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1450℃。然后向装置中加入一定量的含有Ni、Mo氧化物颗粒的渣液40％CaO-8％SiO2-30％Fe2O3-10％FeO-4％CaF2-8％Al2O3，渣液高度要高于溢流器。
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态316L不锈钢。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在1m/s，入口管内径为50cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的硫化系夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的硫化系夹杂被渣液吸收，同时渣液中的Ni和Mo氧化物颗粒和钢液中元素发生置换反应，生产单质Ni和Mo，从而对钢液微合金化。
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出硫化系夹杂物含量较低，同时含有Ni、Mo元素的316L不锈钢。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例6采用图7所示装置，净化提纯A356铝合金中的杂质元素Fe和降低氧化物夹杂物含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至700℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至500℃，60min从500℃加热至700℃。然后向装置中加入一定量的渣液NaCl-KCl-Na2B4O7-AlF3，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态A356铝合金。
(3)同时打开两个流速控制器，将铝液经过入口管流入溢流器的流速控制在0.1m/s，入口管内径为5cm。待铝液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入到渣液中，由于熔体中的氧化物夹杂与渣液间的界面张力远远小于与铝液间的界面张力，熔体中的氧化物夹杂被渣液吸收，同时渣液与铝液中的Fe元素反应，降低铝液中的Fe元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的铝液后，启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素Fe和氧化物夹杂含量较低的A356铝合金。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例7采用图8所示装置，净化提纯A356铝合金中的杂质元素Fe和降低硫化系夹杂物含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至700℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至500℃，60min从500℃加热至700℃。然后向装置中加入一定量的渣液NaCl-KCl-Na2B4O7-AlF3，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态A356铝合金。
(3)打开流速控制器，将铝液经过入口管流入溢流器的流速控制在10m/s，入口管内径为5cm。待铝液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入到渣液中，由于熔体中的硫化系夹杂与渣液间的界面张力远远小于与铝液间的界面张力，熔体中的硫化系夹杂被渣液吸收，同时渣液与铝液中的Fe元素反应，降低铝液中的Fe元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的铝液后，同时启动装置底部的冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素Fe和硫化系夹杂含量较低的A356铝合金。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例7采用图9所示装置，净化提纯99.99％铟中的杂质元素镉。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至200℃，升温程序为30min加热至200℃。然后向装置中加入一定量的能吸收元素镉元素的渣液C3H8O3-KI，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态99.99％铟。
(3)打开流速控制器，将铟液经过入口管流入溢流器的流速控制在0.1m/s，入口管内径为5cm。待铟液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入到吸收镉元素的渣液中。
(4)待装置本体底部累积一定量的铟液后，同时启动装置底部的两个冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素镉含量较低的高纯铟。
实施例8采用图10所示装置，制备高纯铟。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至200℃，升温程序为30min加热至200℃。然后向装置中分别加入一定量的能吸收元素镉和元素铊的渣液C3H8O3-KI，渣液高度要高于溢流器，
(2)关闭流速控制器，向熔体盛放装置中加入100Kg液态99.99％铟。
(3)打开流速控制器，将铟液经过入口管流入溢流器的流速控制在10m/s，入口管内径为5cm。待铟液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入到吸收镉元素的渣液中。
(4)待装置本体底部累积一定量的铟液后，启动装置底部的两个冷却装置，逐渐移动拉杆，生产出杂质元素镉含量较低的高纯铟。
实施例9在连铸生产中，将发明装置置于中间包和结晶器之间(图3)，降低316L不锈钢中杂质元素P和氧化物、硫化系夹杂物的含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至1450℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1450℃。然后向装置中加入一定量的渣液40％CaO-8％SiO2-30％Fe2O3-10％FeO-4％CaF2-8％Al2O3，渣液高度要高于溢流器。
(2)关闭流速控制器，向中间包中液态316L不锈钢。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在10m/s，入口管内径为50cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的氧化物夹杂和硫化系夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的氧化物、硫化系夹杂被渣液吸收，同时渣液与钢液中的P元素反应，降低钢液中的P元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，启动装置底部的冷却装置，连续生产出杂质元素P和氧化物、硫化系夹杂含量较低的316L不锈钢。在拉杆下拉过程中，钢液熔池大小保持稳定，以小熔池的方式进行凝固，降低宏观偏析，提高铸坯质量。
实施例10在连铸生产中，将发明装置置于钢包和中间包之间(图11)，降低GCr15轴承钢中杂质元素P、S和氧化物、硫化系夹杂物的含量。
(1)首先将金属熔体净化、提纯和微合金化装置预热至1450℃，升温程序为30min加热至200℃，60min从200℃加热至1000℃，60min从1000℃加热至1500℃。然后向装置中加入一定量的渣液CaO-CaCl2-CaC2-CaF2，渣液高度要高于溢流器。
(2)关闭流速控制器，将10吨重钢包连接上入口管。
(3)打开流速控制器，将钢液经过入口管流入溢流器的流速控制在1m/s，入口管内径为20cm。待钢液充满溢流器后，缓慢的以薄层状从溢流器的外表面进入渣液中，由于熔体中的氧化物夹杂和硫化系夹杂与渣液间的界面张力远远小于与钢液间的界面张力，熔体中的氧化物、硫化系夹杂被渣液吸收，同时渣液与钢液中的P、S元素反应，降低钢液中的P、S元素的含量。
(4)待装置本体底部累积一定量的钢液后，打开流速控制器，杂质元素P、S和氧化物、硫化系夹杂物含量较低的GCr15轴承钢流入中间包中，为后续连铸生产提供高品质钢液。

Claims (10)

1.一种金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)上设有熔体入口(6)和熔体出口(5)，内部设有溢流器(3)，所述溢流器(3)和壳体(1)之间填充渣液(2)；待处理金属熔体(8)从熔体入口(6)引入溢流器(3)，溢流后沿溢流器外表面形成金属薄层，金属薄层与渣液(2)相互作用实现净化、提纯和微合金化，然后从熔体出口排出； 所述溢流器为内凹腔体，表面可以是光滑、粗糙、台阶或棱状、凸凹不平等形状，外形可以是圆柱体、锥体、球体、碗状、葫芦状、S型、曲面中的任一形状。
2.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述壳体(1)中空，熔体入口(6)设置在顶部，熔体出口(5)设置在底部。
3.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述溢流器(3)悬空设置在壳体(1)内。
4.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，还包括一熔体流入器(4)，所述熔体流入器(4)通过熔体入口(6)延伸至溢流器(3)内。
5.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述壳体(1)外设有加热保温装置(7)。
6.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述熔体入口(6)和熔体出口(5)处设有流速控制器(12)。
7.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述熔体入口(6)连接金属熔体盛放装置(9)。
8.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述熔体出口(5)连接有冷却装置(10)。
9.根据权利要求1所述的金属熔体净化、提纯和微合金化装置，其特征在于，所述渣液(2)密度和熔点低于金属熔体。
10.一种利用权利要求1-9中任一所述装置净化、提纯和微合金化金属熔体的方法，其特征在于，包括如下步骤：将待处理金属熔体从熔体入口引入溢流器内，盛满溢流器后沿溢流器外表面溢出形成金属薄层，金属薄层和渣液相互作用，从而起到净化、提纯和微合金化金属熔体的效果。
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