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鋁棒的精煉過程

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  • 發(fā)布時間:2022-10-24 14:14

【概要描述】鋁棒熔煉過程要對鋁液進(jìn)行變質(zhì)處理,變質(zhì)處理在精煉前進(jìn)行,鋁液從熔化爐轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包前,在爐底加入變質(zhì)劑,以合金的方式加入,不直接加入變質(zhì)元素,常用鋁鍶合金桿作為變質(zhì)劑。

鋁棒的精煉過程

【概要描述】鋁棒熔煉過程要對鋁液進(jìn)行變質(zhì)處理,變質(zhì)處理在精煉前進(jìn)行,鋁液從熔化爐轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包前,在爐底加入變質(zhì)劑,以合金的方式加入,不直接加入變質(zhì)元素,常用鋁鍶合金桿作為變質(zhì)劑。

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鋁棒熔煉過程要對鋁液進(jìn)行變質(zhì)處理,變質(zhì)處理在精煉前進(jìn)行,鋁液從熔化爐轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包前,在爐底加入變質(zhì)劑,以合金的方式加入,不直接加入變質(zhì)元素,常用鋁鍶合金桿作為變質(zhì)劑。Sr 為長效變質(zhì)劑,變質(zhì)時間可持續(xù) 6~8 h,使得粗大片狀硅細(xì)化,成為細(xì)小組織,進(jìn)一步改善機(jī)械性能,這種變質(zhì)效果比在熔煉爐里加入進(jìn)行變質(zhì)效果好,可以減少燒損及衰退。Sr 在爐底融化后,利用旋轉(zhuǎn)除氣進(jìn)行攪拌均勻,減輕偏析,Sr 變質(zhì)后的鋁液吸氫比較快,產(chǎn)生針孔多,精煉后停留時間不能太長,超過 1h 需要重新測氫合格后才能使用。鋁液在轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包后,撒入清渣劑,深度攪拌,打出渣灰。測量鋁液溫度是否能達(dá)到精煉溫度,溫度過高,需要加入回爐材料降溫,溫度較低需通電升溫,精煉溫度控制在 720~740 ℃。直到調(diào)整合格后再在表面撒入少量清渣劑,除氣精煉主要是除氣除氫,由于第一次深度攪拌已經(jīng)除去大部分夾渣,但內(nèi)部還有少量鋁渣,所以第二次撒入少量清渣劑。

除氣旋轉(zhuǎn)精煉常用的方式是除氣精煉和噴粉精煉,原理是向爐底通入惰性氣體或者精煉劑,精煉劑很輕,惰性氣體或者精煉劑從爐底噴出開始上升,上升過程帶走鋁液中的氫和浮渣,從而達(dá)到凈化鋁液的目的。除氣精煉用到的除氣機(jī)通過電機(jī)帶動法蘭盤,法蘭盤與石墨轉(zhuǎn)子連接轉(zhuǎn)動。一般的石墨轉(zhuǎn)子壽命比較短,容易腐蝕斷裂,對此,石墨轉(zhuǎn)子在高溫高壓下浸入一種介質(zhì),再燒結(jié)固化,提高其使用壽命,這類石墨主要依靠進(jìn)口,成本高。

旋轉(zhuǎn)噴粉精煉效果比較好,但容易堵塞石墨轉(zhuǎn)子,生產(chǎn)中多采用通入干燥惰性氣體或者高純度氮?dú)膺M(jìn)行精煉,氣體接到法蘭盤上,法蘭盤在電機(jī)帶動下開始轉(zhuǎn)動,石墨轉(zhuǎn)子隨著法蘭盤一起轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為 400~600 r/min,惰性氣體(氬氣)流量控制在15~25 L/min,氮?dú)鉃?20~40 L/min,壓力(0.4±0.1)MPa。操作過程先打開氣閥,然后緩慢下降除氣機(jī),直到除氣機(jī)石墨轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)澆包爐底距離為 100~150 mm,最后開起電機(jī),開始除氣精煉,精煉時間為 10~20 min。為了避免鋁液由于石墨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生漩渦,在石墨轉(zhuǎn)子的一側(cè)或者兩側(cè)安放阻流板,減少旋轉(zhuǎn)過程鋁液紊流。石墨轉(zhuǎn)子除氣時保證氣泡細(xì)小、分散度高、效果好,這樣既可保證除氣效果,又不會出現(xiàn)氣泡撐破表面氧化膜產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,避免二次吸氣。除氣完成后,關(guān)閉電機(jī),提升石墨轉(zhuǎn)子離開液面,然后關(guān)閉氣閥。由于除氣前表面加入了清渣劑,除氣過程產(chǎn)生鋁渣漂浮在表面,需要打出渣灰,用專用工具在轉(zhuǎn)澆包中舀出濾液,建議距液面 50 mm 以下,快速平穩(wěn)倒入兩個專用坩堝中。其中一個坩堝在常壓下凝固;另一個坩堝快速蓋上鐘罩抽真空,真空壓力必須達(dá)到 8 MPa,抽真空時間為 3~4 min,放入水中冷卻,取出擦干,按先常壓后抽真空進(jìn)行密度當(dāng)量測量,密度當(dāng)量越小,鋁液含氫越低,除氣精煉效果越好,根據(jù)不同產(chǎn)品對密度當(dāng)量有不同的要求,密度當(dāng)量不合格需重新精煉。密度當(dāng)量:DI=(ρ-ρ1)/ρ

式中:ρ 為常壓下密度;ρ1為真空下密度。

精煉過程同時伴隨元素的變化,如 A356 在生產(chǎn)過程中,除氣前變質(zhì)劑 Sr 加入量為 0.025%,精煉除氣后 Sr 含量在 0.012%~0.02%,在鑄件中 Sr 含量為 0.008%~0.018%。精煉后需要進(jìn)行理化分析,不合格需要進(jìn)行調(diào)整,密度當(dāng)量及理化分析都合格后撒上覆蓋劑。覆蓋劑的作用是隔絕空氣,防止氧化,在停留時間較短的情況下,可以不需要撒入覆蓋劑,最后轉(zhuǎn)入前,把覆蓋劑清理干凈使用。

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