文档详情

[精品]铝锭铸造技术与管理

cc****pp
实名认证
店铺
DOC
74.50KB
约5页
文档ID:210096187
[精品]铝锭铸造技术与管理_第1页
1/5

铝锭铸造技术与管理一、概述铝电解槽中生产出的原铝,在质量上相差较大另外,还含有一些金属杂质,气体和非金属固态夹杂 物铝锭铸造的任务是提高低品位铝液的利用率,并尽可能除去其中的杂质原铝中的杂质可分为以下三 类:第一类是金属元熟 如铁、硅、铜、钙、镁、钛、锐、硼、鎌、锌、傢、锡、铅、磷等,其中主要元 素是铁和硅;第二类是非金屑固态夹杂物,A12O3, A1N和A14C3;第三类是气体,H2, CO2, CO, CH4, N2,其中主要的是H2在660C F,100g铝液中大约溶解0.2cm3的氢气气体在铝液中的溶解度随温度 升高而增加从电解槽吸出的铝液,都要经过净化处理,清除掉一部分杂质,然后铸成商品铝锭(99.85% Al)o含99.996%A1纯铝(铝丝(p2mm,硬拔者),电阻率为2.668“0 — 80口纯铝中如有朵质元素,则电 阻率增大影响最大者为銘、饥、镒、锂、钛影响较小者为錮、铅、锌、镉、锡、披、铁1. 铝中杂质元索的平衡用拜耳法从铝土矿生产出的工业氧化铝中,杂质的含最相对于原料铝十矿来说人为减少除了从碱液 中帯来的碱以外,杂质元素的分析值总量通常少于1%其中主耍杂质是Si02和Fe203o除了氧化铝给电 解槽带来杂质外,炭阳极和熔剂冰晶石也带来不少杂质。

炭阳极带来的杂质主要是铁和硅,冰晶石也是这 样如果原料的杂质元索全部析出在原铝里,则所得铝的品位只冇99. 7%A1然而,实际生产出来的铝 却具有较高的品位99. 8%Alo这种差别主要是由于杂质元素的蒸发造成的铁、钛、磷、锌和臻从氧化 铝来的占多数,而硅和锐则从炭阳极来的占多数从熔剂来的杂质元素,以磷为多,约占磷总量的20%, 英余硅、铁,钛和锐都很少平衡表的支出,硅和铁都超过了从原料带來的数量,其中硅超过60%左右,铁超过37%左右电解 槽的内衬材料,例如高灰分的槽底炭块和炭糊以及耐火材料,是这些杂质元素的另一个重要來源此外, 由于操作工具和阴极钢棒遭受侵蚀,使铁也进入了平衡其余几种元素,收支接近平衡支出分配在原铝和废气中的杂质元素最是不一样的蒸发最最人的是磷,占收入总最的72%,锐占 64.4%,佚占62.4%,钛占57.7%,镣占49.6%,锌占19.7%最小的是硅,仅占收入总量的13.3%之 所以如此,原因是:①硅和锌在电解质里以比较难蒸发其至不蒸发的化合物形态存在,倒如SiO2, ZnO 或ZnF2o硅和锌明显地积累在铝液里铝液被硅和锌污染的程度,主要是山物料平衡中供入的硅化合物 和锌化合物总量來决定的。

在这种情形下,槽罩的收集效率无关紧要②铁、傢、钛和鎳至少部分地以挥 发性化合物的形态存在于体系中这些化合物大概是在进入电解质Z后才生成的可能的化合物是 Fe(CO)5, Ni(CO)4, TiF3, TiF4和GaF3等如果杷:罩的收集效率提高,则会在一定程度上影响铝的质量③帆和磷只以挥发性化合物形态存在可能的化合物,首先是氟化物(VF3和PF3)和五氧化二磷(P2O5)o 由于电解质中磷含最升高会影响电流效率,而铝中锐最增多则会减小铝的导电性能,所以可以预料到提高 槽罩的收集效率会对原铝质量以及最佳生产效果方面带来损害2. 铝锭的分类铝锭按成分不同分重熔用铝锭、高纯铝锭和铝合金锭三种:按形状和尺寸乂可分为条锭、圆锭、板锭、 T形锭等儿种,下面是儿种常见的铝锭;重熔用铝锭-15kg, 20kg(<99. 80%Al):T 形铝锭-500kg, 1000kg(<99. 80%Al):高纯铝锭-10kg, 15kg(99. 90%〜99・ 999%Al);铝合金锭-10kg, 15kg(Al-Si, Al-Cu, Al-Mg);板锭・・500〜1000kg(制板用);圜锭-30〜60kg(拉丝用)。

3. 铝锭铸造工艺流程岀铝一扒渣一检斤一配料一装炉一精练一浇铸一重熔用铝锭一成品检杳一成品检斤一入库出铝一扒渣一检斤一配料一装炉一精练一浇铸一合金锭一铸造合金锭一成品检查一成品检斤一入库二、原铝净化从电解槽吸出的铝液中含冇各种杂质,因此铸造Z前盂要进行净化工业上主要采用澄清、熔剂、气 体等净化方法,也有的试用定向凝固和过滤方法进行净化1. 熔剂净化熔剂净化是利川加入铝液中的熔剂形成人量的细微液滴,使铝液中的氧化物被这些液滴湿润吸附和溶 解,组成新的液滴升到表曲,冷却后形成浮渣除去净化用的熔剂选用熔点低、密度小,表面张力小、活性大、对氧化渣有很强吸附能力的盐组成使用 时,先将小块熔剂装入铁笼里,再插入混合炉底部來回搅动,至熔剂化完后取出铁笼,静止5〜lOmino捞 出表面浮渣即可浇铸根据需要也可将熔剂撤在表面上起覆盖作用2. 气体净化气体净化是-•种主要的原铝净化法,所用气体是氯气、氮气或氯氮混合气体1) 氯气净化以前采用活性气体氯气作净化剂(氯化法)在氯化法中,把氯气通入铝液内时生成很多 异常细小的A1C13,气泡,充分地混合在铝液内溶解在铝液中的氮,以及一些机械夹朵物便吸附在A1C13 气泡上,随着A1C13气泡上升到铝液表而而排出。

通入氯气吋还能使某些比铝更加负电性的元索氯化,如 钙、钠、镁等均因通入氯气而牛.成和应的氯化物,得以分离出來所以氯化法是一种非常有效的原铝净化 法氯气用量为每吨铝500-700go但因为氧气有毒而且比较贵重,为了避免空气被污染和降低铝锭生产的 成本,故在现代铝工业上已逐渐废去了氯化法改成惰性气体-氮气净化法2) 氮气净化法又称为无烟连续净化法,用氧化铝球(418mm)作过滤介质N2直接通入铝液内铝液 连续送入净化炉内,通过氧化铝球过滤层,并受到氮气的冲洗,于是铝液中的非金属夹朵物以及溶解的氮 得以清除,然后连续排出,从而使细微的氮气泡均匀分布在受处理的铝液内起到净化的作用氮气对大气 无污染,且净化处理量大,每分钟可处理200〜600kg铝液,净化过程中造成的铝损失量相対减少,故现 在广泛应用但它不象氯气那样能够清除铝液中的钙、钠、镁3) 混合气体净化法采用氯气和氮气的混合物来净化铝液,其作用是一方面脱去蛍气和分离氧化物, 另一方面清除铝中某些金属杂质(如镁),常用的组成是90%氮气+10%氯气也有采用10%氯气+10%二 氧化碳+80%氮气这样效果更好,二氧化碳能使氯气与氮气很好的扩散,可缩短操作时间。

四、铸锭工艺现在铝锭铸造工艺一般采用浇铸工艺,就是把铝液直接浇到模子里,待其冷却后取出产品质虽的好坏主要在这一步骤,而整个铸造工艺,也是以这一过程为主铸造过程是一个由液态 铝冷却、结晶成为固体铝锭的物理过程1.连续浇铸连续浇铸可分为混合炉浇铸和外铸两种方式均使用连续铸造机混合炉浇铸是将铝液装入混合炉后, 由混合炉进行浇铸,主要用于生产重熔用铝锭和铸造合金外铸是由抬包肓接向铸造机浇铸,主要是在铸 造设备不能满足工产,或来料质量太差不能直接入炉的情况下使用山于无外加热源,所以要求抬包具有 一定的温度,一般夏季在690〜740C,冬季在700-760C,以保证铝锭获得较好的外观混合炉浇铸,首先要经过配料,然后倒人混合炉中,搅拌均匀,再加入熔剂进行精炼浇铸合金锭必 须澄清30min以上,澄清后扒渣即可浇铸浇铸时,混合炉的炉眼对准铸造机的第二、第三个铸模,这样 可保证液流发牛变化和换模时有一定的机动性炉眼和铸造机用流杷联接,流槽短一些较好,这样可以减 少铝的氧化,避免造成涡旋和飞溅,铸造机停用48h以上时,重新启动前,要将铸模预热4h铝液经流槽 流入铸模中,用铁铲将铝液表面的氧化膜除去,称为扒渣。

流满一模后,将流槽移向下一个铸模,铸造机 是连续而进的铸模依次前进,铝液逐渐冷却,到达铸造机中部时铝液己经凝固成铝锭,由打印机打上熔 炼号当铝锭到达铸造机顶端时,己经完全凝固成铝锭,此时铸模翻转,铝锭脱模而出,落在白动接锭小 车上,由堆垛机自动堆垛、打捆即成为成詁铝锭铸造机由喷水冷却,但必须在铸造机开动转满一圈后方 可给水每吨铝液大约消耗8-10t水,夏季还需附吹风进行表而冷却铸锭属于平模浇铸,铝液的凝固方 向是自下而上的,上部中间最后凝固,留下一条沟形缩陷铝锭各部位的凝固时间和条件不尽相同,因而 其化学成分也将各异,但其整体上是符合标准的重熔用铝锭常见的缺陷有:①气孔主要是市于浇铸温度过高,铝液中含气较多,铝锭表面气孔(针孔) 多,表面发暗,严重吋产生热裂纹主要是由于一是打渣不净,造成表面夹渣;二是铝液温度过 低,造成内部夹渣③波纹和E边主要是操作不楮细,铝锭做的A大,或者是浇铸机运行不平稳造成 ④裂纹冷裂纹主要是浇铸温度过低,致使铝锭结晶不致密,造成疏松甚而裂纹热裂纹则由浇铸温度偏 高引起⑤成分偏析主要是铸造合金时搅拌不均匀引起的2 •竖式半连续铸造竖式半连续铸造主婆用丁•铝线锭、板锭以及供加工型材用的各种变形合金的生产。

铝液经配料后倒入 混合炉,由于电线的特殊要求,铸造前需加入中间合盘A1-B脱岀铝液中的钛、饥(线锭);板锭需加入Al-Ti-B 合金(Ti5%Bl%)进行细化处理使表面组织细密化高镁合金加2#精炼剂,川量5%,搅拌均匀,静置 30min后扒去浮渣,即可浇铸浇铸前先将铸造机底盘升起,用压缩空气吹净底盘上的水分再把底盘上 升入结晶器内,往结晶器内壁涂抹一层润滑油,向水套内放些冷却水,将干燥预热过的分配盘、自动调节 塞和流槽放好,使分配盘每个口位于结晶器的中心浇铸开始时,用手压住口动调节塞,堵住流嘴,切开 混合炉炉眼,让铝液经流槽流入分配盘,待铝液在分配盘内达到2/5时,放开白动调节塞,使铝液流进 结晶器中,铝液即在底盘上冷却当铝液在结晶器内达到30mm高时即可下降底盘,并开始送冷却水,自 动调节寒控制铝液均衡地流入结晶器中,并保持结晶器内的铝液高度不变对铝液表而的浮渣和氧化膜要 及时清除铝锭长度约为6m时,堵住炉眼,取走分配盘,待铝液全部凝固后停止送水,移走水套,用单 轨吊车将铸成的铝锭取出,在锯床上按要求的尺寸锯断,然后准备下一次浇铸浇铸时,混合炉中铝液温度保持在690〜710C,分配盘中的铝液温度保持在685-690C,铸造速度为 190〜210mm/min,冷却水压为0.147〜0.196MPa。

铸造速度与截面为正方形的线锭成比例关系:VD = K式小V为铸造速度,mm / min或m/h; D为锭截面边长,mm或m; K为常值,m2/h,—般为1.2〜 1.5o竖式半连续铸造是顺序结晶法,铝液进入铸孔后,开始在底盘上及结晶器内壁上结晶,由于中心与边 部冷却条件不同,因此结晶形成中间低、周边高的形式底盘以不变速度下降同时上部不断注入铝液, 这样在固体铝与液体铝Z间有一个半凝固区.由于铝液在冷凝时要收缩,加上结晶器内壁有一层润滑油, 随着底盘的下降,凝固的铝退出结晶器,在结品器下部还有一圈冷却水眼,冷却水可以喷到己脱出的铝锭 表而,为二次冷却,一直到整根线锭铸完为止顺序结品可以建立比较满意的凝固条件,对于结品的粒度、机械性能和电导率都较有利比种铸锭其 高度方向上没有机械性能上的差别,偏析也较小,冷却速度较快,可以获得很细的结晶组织铝线锭表面应平整光滑,无夹渣、裂纹、气孔等,表面裂纹长度不人于1. 5mm,表面的渣子和棱部 皱纹裂痕深度不许超过2mm,断面不应有裂纹、气孔和夹渣,小JTmm的夹渣不多于5处铝线锭的缺陷主要冇:①裂纹产生的原因是铝液温度过高,速度过快,增加了残余应力;铝液中含 硅大于0.8%,牛成铝硅同熔体,再牛成一定的游离硅,增加了金属的热裂性:或冷却水量不足。

在结品 器表面粗糙或没冇使用润滑油时,锭的表面和角部也会产生裂纹铝线锭表面夹渣是由于铝液波 动、铝液表面的氧化膜破裂、表而的浮渣。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档