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铝棒的精炼过程
作者:admin  日期:2018/8/30 11:40:33 人气:239 评论:0 标签:

       铝棒熔炼过程要对铝液进行变质处理,变质处理在精炼前进行,铝液从熔化炉转入转浇包前,在炉底加入变质剂,以合金的方式加入,不直接加入变质元素,常用铝锶合金杆作为变质剂。Sr 为长效变质剂,变质时间可持续 6~8 h,使得粗大片状硅细化,成为细小组织,进一步改善机械性能,这种变质效果比在熔炼炉里加入进行变质效果好,可以减少烧损及衰退。Sr 在炉底融化后,利用旋转除气进行搅拌均匀,减轻偏析,Sr 变质后的铝液吸氢比较快,产生针孔多,精炼后停留时间不能太长,超过 1h 需要重新测氢合格后才能使用。铝液在转入转浇包后,撒入清渣剂,深度搅拌,打出渣灰。测量铝液温度是否能达到精炼温度,温度过高,需要加入回炉材料降温,温度较低需通电升温,精炼温度控制在 720~740 ℃。直到调整合格后再在表面撒入少量清渣剂,除气精炼主要是除气除氢,由于第一次深度搅拌已经除去大部分夹渣,但内部还有少量铝渣,所以第二次撒入少量清渣剂。

       除气旋转精炼常用的方式是除气精炼和喷粉精炼,原理是向炉底通入惰性气体或者精炼剂,精炼剂很轻,惰性气体或者精炼剂从炉底喷出开始上升,上升过程带走铝液中的氢和浮渣,从而达到净化铝液的目的。除气精炼用到的除气机通过电机带动法兰盘,法兰盘与石墨转子连接转动。一般的石墨转子寿命比较短,容易腐蚀断裂,对此,石墨转子在高温高压下浸入一种介质,再烧结固化,提高其使用寿命,这类石墨主要依靠进口,成本高。

       旋转喷粉精炼效果比较好,但容易堵塞石墨转子,生产中多采用通入干燥惰性气体或者高纯度氮气进行精炼,气体接到法兰盘上,法兰盘在电机带动下开始转动,石墨转子随着法兰盘一起转动,转速为 400~600 r/min,惰性气体(氩气)流量控制在15~25 L/min,氮气为 20~40 L/min,压力(0.4±0.1)MPa。操作过程先打开气阀,然后缓慢下降除气机,直到除气机石墨转子与转浇包炉底距离为 100~150 mm,最后开起电机,开始除气精炼,精炼时间为 10~20 min。为了避免铝液由于石墨转子高速旋转产生漩涡,在石墨转子的一侧或者两侧安放阻流板,减少旋转过程铝液紊流。石墨转子除气时保证气泡细小、分散度高、效果好,这样既可保证除气效果,又不会出现气泡撑破表面氧化膜产生沸腾现象,避免二次吸气。除气完成后,关闭电机,提升石墨转子离开液面,然后关闭气阀。由于除气前表面加入了清渣剂,除气过程产生铝渣漂浮在表面,需要打出渣灰,用专用工具在转浇包中舀出滤液,建议距液面 50 mm 以下,快速平稳倒入两个专用坩埚中。其中一个坩埚在常压下凝固;另一个坩埚快速盖上钟罩抽真空,真空压力必须达到 8 MPa,抽真空时间为 3~4 min,放入水中冷却,取出擦干,按先常压后抽真空进行密度当量测量,密度当量越小,铝液含氢越低,除气精炼效果越好,根据不同产品对密度当量有不同的要求,密度当量不合格需重新精炼。密度当量:DI=(ρ-ρ1)/ρ

式中:ρ 为常压下密度;ρ1为真空下密度。

       精炼过程同时伴随元素的变化,如 A356 在生产过程中,除气前变质剂 Sr 加入量为 0.025%,精炼除气后 Sr 含量在 0.012%~0.02%,在铸件中 Sr 含量为 0.008%~0.018%。精炼后需要进行理化分析,不合格需要进行调整,密度当量及理化分析都合格后撒上覆盖剂。覆盖剂的作用是隔绝空气,防止氧化,在停留时间较短的情况下,可以不需要撒入覆盖剂,最后转入前,把覆盖剂清理干净使用。


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