废铝熔炼铝锭的工艺流程

山东省泰市铸友热处理设备山东省泰市铸友热处理设备再生铝熔炼工艺特点再生铝熔炼工艺特点再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件〔以由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件〔以Al-Si为主、废铝锻件〔Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金、型材〔Al-Mn、Al-Mg细，归类得越准确，再生铝的化学成分掌握就越简洁实现。〕废电缆线〔以纯铝为主〕等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金的废零件〔如n、b合金等，这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何把这种多种成分简单的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心细，归类得越准确，再生铝的化学成分掌握就越简洁实现。废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝〔俗称扒铁工序Fe、Cu各地收集来的废杂铝料由于各种缘由其外表不免有污垢，有些还严峻锈蚀，铝的冶金质量。去除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之铝的冶金质量。去除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。 含气量是获得高质量再生铝的重要措施。含气量是获得高质量再生铝的重要措施。再生铝原材料组成 1、废杂铝来源1、废杂铝来源铝，二是国内产生的废杂铝。 进口废杂铝类清楚外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：类清楚外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：①单一品种的废铝①单一品种的废铝且都是批量进口，因此是优质的再生铝原料。且都是批量进口，因此是优质的再生铝原料。②废杂铝切片 炉熔炼，少量的档次较低的切片含不同数量的其他杂质，一般含废铝再80%～欢送，一般大型再生铝厂均以切片为主要原料。欢送，一般大型再生铝厂均以切片为主要原料。种废料。③混杂的废铝料③混杂的废铝料于分选。此类废料在冶炼之前必需经过预分选处理，即人工挑出废钢和其他杂质。于分选。此类废料在冶炼之前必需经过预分选处理，即人工挑出废钢和其他杂质。④燃烧后的含铝碎铝料 此种铝料是档次较低的一种含铝废料，主要是各种报废家用电器等的粉碎此种铝料是档次较低的一种含铝废料，主要是各种报废家用电器等的粉碎40%～60%左右，其余主要是垃圾10其他物料形成外表玻璃状的物料，肉眼难以区分，无法分选。其他物料形成外表玻璃状的物料，肉眼难以区分，无法分选。⑤混杂的碎废铝料⑤混杂的碎废铝料40%～502510%～203～5％。2、国内回收的碎废铝料2、国内回收的碎废铝料国内回收的废杂铝大多纯洁，根本不含杂质〔人为掺杂除外，根本可分为国内回收的废杂铝大多纯洁，根本不含杂质〔人为掺杂除外，根本可分为〔如废电缆、废家用餐具、水壶等。废合金铝〔如废飞机铝、铝框架等。就生产部门而言，可分为生活废铝和工业废铝。工业废铝。①产生于生活领域的废铝 如废家用餐具①产生于生活领域的废铝 如废家用餐具水壶废铸铝锅盆废家用电器中〔如废汽车零部件、废飞机铝、废模具、废内燃机活塞、废电缆、废铝管等。②生产企业产生的废铝料 此种废铝一般称为废料主要包括铝及其合金铝料，假设在企业产生废料时能清楚的分类保存，利用价值极高。铝料，假设在企业产生废料时能清楚的分类保存，利用价值极高。③熔炼铝和铝合金生长过程中产生的浮渣 此种废料即常说的铝灰但凡有1020%以上。3、废杂铝的组成特点3、废杂铝的组成特点少到最低程度。废杂铝的预处理废杂铝的预处理1、国内废杂铝预处理根本原则1、国内废杂铝预处理根本原则废杂铝的组成相当简单因此以其作为主要原料进展合金的二次加工必需对原材料进展必要的预处理。 解决主要冲突。通常的处理原则是：解决主要冲突。通常的处理原则是：的成分。的成分。对已经分类的铝合金废料进展必要的拆解，去除大块的非铝金属或有机杂对已经分类的铝合金废料进展必要的拆解，去除大块的非铝金属或有机杂质。 对原材料进展必要的清洁，包括用水或有机溶剂清洗，喷砂等。 经过以上处理的废杂铝就可以作为合金熔炼的根本原料进展使用。经过以上处理的废杂铝就可以作为合金熔炼的根本原料进展使用。2、废杂铝预处理现状 的炉料，四是使含铝废料中的铝〔含氧化铝〕得到最经济最合理的利用。的炉料，四是使含铝废料中的铝〔含氧化铝〕得到最经济最合理的利用。铝的预处理也没有比较先进的技术。从目前来看，主要承受以下几种预处理技术。术。需要对体积大的废铝裂开成符合入炉规格的料块。 将其分成铸造铝合金、合金铝和纯铝，然后分别利用。 〔后者大型再生铝厂一般不用要心因废铜可增加产值纯铝废料例如废铝线等都是再生熔炼中调整成分的等原料。分出的废铝是混杂的，一般不再细分。 且废铝中的铜等有色金属大局部都被污染手工分选难度大已远远落后急争论先进的废铝预处理技术。 3、先进的废杂铝预处理技术3、先进的废杂铝预处理技术理技术主要有：污染，分选出地废纸，废塑料薄膜一般不宜再连续分选，可作燃料用。污染，分选出地废纸，废塑料薄膜一般不宜再连续分选，可作燃料用。后才能进入磁选工艺。 方法是在专用的熔化炉中加热，使铝熔化后扒出废钢铁。③水为介质的浮选法分选轻质杂质 废杂铝中夹杂的废塑料③水为介质的浮选法分选轻质杂质 废杂铝中夹杂的废塑料废木头废橡种简便易行的方法。种简便易行的方法。④从废铝中分选铜等重有色金属的技术。废铝中的铜等重有色金属根本上④从废铝中分选铜等重有色金属的技术。废铝中的铜等重有色金属根本上效的方法是抛物选矿法。这种方法利用各种体积根本一样的物体在受到一样的承受，但昂贵地价格使人望而生畏。国内正处于争论阶段。承受，但昂贵地价格使人望而生畏。国内正处于争论阶段。法。的旋转使得物料之间相互碰撞和震惊最终炭化物从废铝上脱落脱落的炭物一局部在回转窑的一端收集，还有一局部在收尘器中回收。 率的将废铝依据合金的牌号分类到达废杂铝最有效地综合利用这正是再生铝技术中预处理技术争论的进展方向。 再生铝的熔炼再生铝的熔炼1、熔炼的目的 〔包括主要组元或杂质元素含量〔包括主要组元或杂质元素含量，保证铸件得到适当组织〔晶粒细化〕高质量合金液。个方面加以掌握。个方面加以掌握。2、熔炼工艺铝合金熔炼过程如下：铝合金熔炼过程如下：熔化〔加铜、锌、硅等〕→扒渣→加镁、铍等→搅拌→取样→调整成分→搅拌→精炼→扒渣→转炉→精炼变质及静置→铸造。 装炉 正确的装炉方法对削减金属的烧损及缩短熔炼时间很重要装炉 正确的装炉方法对削减金属的烧损及缩短熔炼时间很重要对于反射坦分布。熔化 熔化过程及熔炼速度对铝锭质量有重要影响熔化 熔化过程及熔炼速度对铝锭质量有重要影响当炉料加热至软化下榻产效率，而且使熔体含气量增加，因此当熔炼时间超长时应对熔体进展二次精产效率，而且使熔体含气量增加，因此当熔炼时间超长时应对熔体进展二次精炼。扒渣 当炉料全部熔化到熔炼温度时即可扒渣。扒渣前应先撒入粉状熔剂〔对高镁合金应撒入无钠熔剂扒渣 当炉料全部熔化到熔炼温度时即可扒渣。扒渣前应先撒入粉状熔剂〔对高镁合金应撒入无钠熔剂。扒渣应尽量彻底，由于有浮渣存在时易污染金属并增加熔体的含气量。加镁与加铍 扒渣后即可向熔体中参加镁锭同时应加熔剂进展掩盖对0.002%～0.02%的铍。铍可利用金属复原0.002%～0.02%的铍。铍可利用金属复原法从铍氟酸钠中获得，铍氟酸钠是与熔剂混合参加。搅拌 和调整成分之后应有足够的时间进展搅拌。搅拌要平稳，不破坏熔体外表氧化膜。 取样 熔体经充分搅拌后，应马上取样，进展炉前分析。取样 熔体经充分搅拌后，应马上取样，进展炉前分析。调整成分 当成分不符合标准要求时，应进展补料或冲淡。 熔体的转炉 成分调整后当熔体温度符合要求时扒出外表浮渣即可转炉。炉。熔体的精炼 变质成分不同，净化变质方法也各有不同。熔体的精炼 变质成分不同，净化变质方法也各有不同。3、成分调整的浓度〔活度的浓度〔活度、生成氧化物的性质、以及所处的温度等因素有关。一般来说，的元素，则能相对的受到“保护”而损耗少些。的元素，则能相对的受到“保护”而损耗少些。行相应的补偿。行相应的补偿。操作技术、特别是生成氧化物的性质的影响。4、熔炼过程中气体和氧化物的防止4、熔炼过程中气体和氧化物的防止浇注过程中留意以下各点：搅入铝液的外表氧化膜上、炉料外表〔特别是受潮气腐蚀的炉料、熔化浇注工浇注过程中留意以下各点：①坩锅和熔化浇注工具 充分预热。充分预热。②炉料 以除去外表腐蚀层。回炉料外表常常粘附砂子以除去外表腐蚀层。回炉料外表常常粘附砂子〔2，局部2和铝液会发生以下反响： 4 Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si所生成的所生成的Al2O3及剩余SiO2均在铝液中形成氧化夹杂，故在加这类料前夹杂物及气体，故其使用量应受到严格的限制，一般不超过炉料总量的夹杂物及气体，故其使用量应受到严格的限制，一般不超过炉料总量的15%，对重要铸件则应完全不用炉料外表也不应有油污切削冷却液等物由于各油脂都是具有简单构造的碳氢化合物，油脂受热而带入氢。 150～180150～180是为防止将气体和夹杂物带入铝液。 ③精炼剂、变质剂③精炼剂、变质剂此，在使用前应经充分烘干，某些物质如 ZnCl2则需经重熔去水份前方能使用。 ④熔化、浇注过程的操作④熔化、浇注过程的操作液中氧化夹杂不断增加。在坩埚底部约液中氧化夹杂不断增加。在坩埚底部约50～100mm深处的铝液中沉积有较多Al2O3⑤熔炼温度、熔炼及浇注过程的持续时间H2OH2OO2760H2OO2为敏感，因此对铝镁合金的熔炼温度限制更严〔0℃。〕越长，〕越长，别较高，或是易产生气孔、夹杂的合金，则浇注时间应限制得更短。再生铝的精炼再生铝的精炼列几种方法：列几种方法：、MnCl2、AlCl3、C2Cl6、TiCl4〕;通气法〔通入2、2 或2 和2 混合物； 真空处理法；真空处理法；添加无毒精炼剂法；添加无毒精炼剂法；超声波处理 用来去除。 1、除气大而很快上浮使精炼效果变差温度过低时铝液的粘度较大不利于铝液中气体充分排出，同样也会降低精炼效果。 真空穴溶于铝液中的氢就快速地逸入这些空穴中成为气泡核心连续长大后呈气泡状逸出铝液，从而到达精炼效果。 2、除杂2、除杂可以在浇注过程中承受过滤网的方法或使熔体通过熔融熔剂层进展机械过滤等来去除。目的。属氧化物不溶于铝液中而进入渣中这样就可以通过撇渣而将其从铝熔体中去除。 850850铅等也与镁一起脱除，除镁后的纯洁铝合金即可铸锭。精炼，吹氩－熔剂联合精炼等方法都能获得比单一精炼更好的效果。精炼，吹氩－熔剂联合精炼等方法都能获得比单一精炼更好的效果。组织掌握与变质处理 1、亚共晶和共晶型铝硅合金的变质处理角形板状硅相，这些形态的硅相将严峻的割裂Al角形板状硅相，这些形态的硅相将严峻的割裂Al基体，在Si引起应力集中，合金简洁沿晶粒的边界处，或者板状Si本身开裂而形成裂纹，使合金变脆机械性能特别是延长率显著降低切削加工功能也不好为了转变硅的存在状态，提高合金的力学性能，长期以来始终承受变质处理技术。 对共晶硅有变质效果的元素有：钠(Na)，锶(Sr)，硫(S)，镧(La)，铈(Ce)，对共晶硅有变质效果的元素有：钠(Na)，锶(Sr)，硫(S)，镧(La)，铈(Ce)，一：钠变质〔Na〕 种。种。0a2℃金属钠 变质剂是金属Na，钠的变质效果最正确，可以有效的细化共晶组织，参加较小的量〔约0a2℃氧化吸气，操作担忧全，其次，a比重小〔7，变质时富集在铝液外表层使上层铝液变质过度，底部则变质缺乏，变质效果极不稳. 水气反响生成氢气，增加铝液的含气量。Na化学性质格外活泼，在空气中极易难度很大的事情，但不除去又会给铝液中带入气体和夹杂。难度很大的事情，但不除去又会给铝液中带入气体和夹杂。钠盐 生产中一般应用的变质剂是含钠盐 生产中一般应用的变质剂是含NaF等卤盐的混合物，利用钠盐和铝成钠而起变质作用但这些钠盐极易带入水气会增大合金吸气氧化倾向，同时这些钠盐对环境具有腐蚀作用，对身体安康有损害。 碳酸钠 以碳酸钠为主的变质剂是应抑制承受上述钠盐变质的环保问题而碳酸钠 以碳酸钠为主的变质剂是应抑制承受上述钠盐变质的环保问题而质作用此反响过程和反响产物都是无毒的同样这类无公害变质剂也存在吸水而增加铝合金吸气氧化倾向的问题。 在不少场合，钠变质正渐渐被一些长效变质方法所取代。二：锶变质〔Sr〕二：锶变质〔Sr〕质方法。目前,对于锶变质，国内外做了不少争论,我国使用锶〔Sr〕代替Na或锶〔Sr〕NaNa变质的缺点,80〔Sr〕变质方法。目前,对于锶变质，国内外做了不少争论,我国使用锶〔Sr〕代替Na或率高,综合经济效益显著。但是，实践说明,变质后的合金易产生缩松，并会增加铸件的针孔度,降低合金的致密性，消灭力学性能衰退的现象。三：锑变质〔Sb〕三：锑变质〔Sb〕锑〔Sb〕可使共晶硅由针状变为层片状。为获得层片状，其最正确参加范围NaSr。加锑变质一个突出优点是变质时间长〔8变质时间长〔8。锑的熔点630.5℃，密度为6.68g/Cm3,所以，比较有较好的变质效果,但对缓冷的厚壁砂型铸件变质效果不明显，所以使用上受到肯定限制。 影响也较大。8影响也较大。五：钡变质五：钡变质参加Ba后，合金的抗拉强度明显提高,连续重熔,变质效果仍能保持,其变质效果BaBaBaSiNa，Sr，Sb,Ba比较长效,参加量范围宽,参加0.017参加Ba后，合金的抗拉强度明显提高,连续重熔,变质效果仍能保持,其变质效果BaBa用氯气或氯盐来精炼。 六：稀土变质六：稀土变质5～7La10效果。效果。稀土由于其化学性质的活泼性，极易与O2 而起到脱氢、脱氧、去氧化皮等作用，因而可以净化铝液。长效性和重熔稳定性.稀土元素的参加提高了合金的流淌性,改善了合金的铸造性能,优化了合金的内在质量。还有一个最大的优点就是参加稀土不产生烟气，对长效性和重熔稳定性.稀土元素的参加提高了合金的流淌性,改善了合金的铸造性能,优化了合金的内在质量。还有一个最大的优点就是参加稀土不产生烟气，对环境不造成污染，顺应了时代进展的需要。2、变质剂的选择2、变质剂的选择目前铝合金铸造生产中应用最广的是钠盐变质剂，由钠和钾的卤素盐类组目前铝合金铸造生产中应用最广的是钠盐变质剂，由钠和钾的卤素盐类组NaF能起变质作用。与铝液接触后发生如下反响：3NaF + Al → AlF3 + 3Na3NaF + Al → AlF3 + 3Na熔融状态的变质剂简洁在液面形成一层连续的掩盖层，提高了变质剂的掩盖作F2℃，为NaClKCl。参加肯定量的NaCl、KCl组成的三元变质剂，其熔点在800℃以下，在一般变熔融状态的变质剂简洁在液面形成一层连续的掩盖层，提高了变质剂的掩盖作用。为此， 、KCl又称为助熔剂。 有的变质剂中参加肯定量的冰晶石〔6， 这种变质剂具有变质、要求较高时常承受此变质剂。要求较高时常承受此变质剂。把残留的熔剂浇入铸型中，形成熔剂夹渣。把残留的熔剂浇入铸型中，形成熔剂夹渣。选择变质剂时，一般依据所要求的浇注温度来确定变质剂的熔点和变质温度，接着就可以依据所选的变质剂熔点选择适宜的变质剂成分。 3、变质工艺因素的影响3、变质工艺因素的影响变质工艺因素主要为：变质温度、变质时间、变质剂种类及用量。 变质温度 果和铝液的冶金质量。果和铝液的冶金质量。变质时间变质时间变质温度越高以及铝液和变质剂接触的状况越好，则所需的变质时间就越变质时间由两局部组成：变质剂掩盖时间一般为10～15变质时间由两局部组成：变质剂掩盖时间一般为10～15般为2～3分钟。 变质剂种类及用量变质剂种类及用量剂种类及用量选择无毒无污染并有长效变质效果的变质剂是目