熔铸工艺流程图

铸轧、铸造的相关知识

——肖立隆（晟通技术总顾问）

1 熔铸工艺流程图：

电解铝液

调温调成分

交货

2 炉子准备：

烘炉

烘炉曲线

升温过程中不损害炉子寿命

3 炉料要求和加料顺序： 炉料要求: 无吸水，无油污

加料顺序：废料 中间合金 铝锭 化平后

铜、锌等 镁 添加剂 取样

4 熔化： Q=dT C TM ⎰

20

1+L+dT C T

TM

⎰2

C 1——固体比热：0.215卡/克0C ； C 2——液体比热：0.198卡/克0C L ——熔化潜热：94.6卡/克0C 黑度：0.2

5 熔化时的增气反应：

铝和水发生反应： 2Al+3H 2O=Al 2O 3+6[H]

火焰炉燃烧时发反应： C m H n +O 2 CO+CO 2+H 2O 6 熔体中氢的平衡溶解度：

S=K 2

H P

7 影响熔体含气量的因素：1) 合金元素影响：

V MeO / V

Me

＞ 1 ＜ 1 = 1

α氧化铝膜密度3.47克/㎝3，致密，可防止继续氧化：

γ氧化铝膜表面疏松，存在φ50—100×10-10 m的小孔，在熔炼温度下含有1—2%的水分；

在9000C以上时，γ完全变成α氧化铝，密度增到3.97克/㎝3，体积收缩13%，氧化铝易被搅入铝液中。

2) 熔体温度影响： 3) 熔体停留时间影响： 4) 空气湿度影响：

8 熔化时的造渣反应：

有关化学元素的氧化物生成自由能

几种氧化物和熔融铝可能发生的化学反应式：

3SiO

2 + 4Al = 2Al

2

O

3

+ 3Si 3FeO + 2Al = Al

2

O

3

+ 3Fe

Cr

2O

3

+ 2Al = Al

2

O

3

+ 2Cr SiO

2

+ 2Mg = 2MgO + Si

9 电解铝液的情况：

温度高：900——9300C

炉内停留时间长：24小时以上

含气量高，氧化夹渣多，结晶核心钝化

10 调成分调温：

1）加入废料、中间合金、铝锭； 2）加入铜、锌等其他金属

3）加入镁和其他添加剂； 4）快速升温

5) 取样分析

11 精炼：

基本原理：

1）吸附净化：依靠精炼剂产生的吸附作用达到去氧化夹杂和气体的目的。Ⅰ惰性气体吹洗：

Ⅱ活性气体（氯气）吹洗：

Cl

2 + 2H = 2HCl↑ 3Cl

2

+ 2Al = 2AlCl

3

↑

Ⅲ混合气体（惰性气体 + 氯气、惰性气体 + 氯气 + 一氧化碳）吹洗刷：

2Al

2O

3

+6Cl

2

= 4AlCl

3

+ 3O

2

3O

2 + 6CO = 6CO

2

Ⅳ熔剂法：

30%NCal + 47%KCl + 23%Na

3AlF

6

（高镁合金除外）

60%（KCl+MgCl

2） + 40%CaF

2

（用于高镁合金）

其中一部分可能发生如下反应：

3KCl + Al = AlCl

3

↑ + K

3NaCl + Al = AlCl

3

↑ + 3Na

2Na

3AlF

6

+ 4Al

2

O

3

= 3Na

2

O·Al

2

O

3

+4AlF

3

↑

Ⅴ四氯化碳精炼（将预热好的泡沫轻质砖浸泡在CCl

4

中）：

3CCl

4 + 4Al = 4AlCl

3

↑ + 3C

CCl

4

+ 4H = 4HCl↑ + C

2）非吸附法：

真空去气、静态真空去气、静态真空加电磁搅拌去气、动态真空去气

12 精炼操作：

1) 精炼温度：铸造（或铸轧）温度+100C左右

2) 精炼时间：8—20分钟（气体精炼）

3) 熔剂精炼：5—6千克/吨

4) 静置时间：15—30分钟

13 精炼须注意的几个问题：

1）工具预热5分钟以上； 2）熔剂、通气管道不得吸潮3）惰性气体中的水汽和氧含量≤20ppm； 4）通气掀起浪高在50㎜左右14 泡沫陶瓷过滤等：

泡沫陶瓷过滤原理：

η=（C

i －C

）/C

=1－exp(－K

L/U

m

)

C i ——熔体中夹杂物的初始浓度C

——过滤后熔体中夹杂物的浓度

η——过滤效率 K

0——动力学参数系数 U

m

——过滤速度

L——过滤器厚度

不同流速对夹杂物流向的影响15 炉外在线精炼：

SNIF法

16 气体分析：