熔铸工艺流程图

1、铸造，铸造相关知识肖立龙(升通技术高级顾问)1铸造工艺流程图：电解铝液铝锭(包括废料、中间合金等)熔渣温度调节成分其他固体金属精制转炉温度调节的取样分析精制静态在线精制变质过滤取成品样品分析铸造或铸造表面检查低倍率检查或缺陷检测锯切机加检验成品交货2准备炉子：烤箱烤箱曲线加热过程中不损伤炉体寿命3电荷要求和供给顺序：电荷要求：吸水，无油污染供应顺序：后废料主合金铝锭平整铜、锌和其他镁添加剂取样4熔体：Q=LC1固体比热：0.215卡/克0c；C 23354液体比热：0.198卡/克0CL熔体潜热：94.6卡/克0C黑色：0.25熔化过程中的气体增加反应：铝和水的反应：2Al 3H2O=Al2O

2、3 6H火焰炉燃烧反应：CmHn O2 CO CO2 H2O6氢在熔体中的平衡溶解度：S=K7影响熔融气体含量的因素：1)合金元素影响：Vmeo/VME 1 1=1alpha氧化铝膜密度3.47g/A5;氧化铝膜的表面松散，有 50-10010-10m的小洞，在熔体温度下含有1-2%的水分。如果超过9000C，将完全成为alpha氧化铝，密度增加到3.97克/3，体积收缩13%，氧化铝在铝溶液中容易挥发。(2)熔体温度影响：3)熔体停留时间影响：4)空气湿度影响：8熔化时的渣反应：化学元素的氧化物产生自由能。几种氧化物和热铝可能发生的化学反应：3si O2 4al=2al 2o 3 3si 3

3、 FeO 2al=al2o 3 3feCr2o3 2al=Al2O3 2cr SiO2 2m=2 MgO si9电解铝液情况：高温：9009300C炉停留时间：24小时以上气体含量、氧化渣、结晶芯钝化10成分温度调节：1)添加废物、中间合金、铝锭；2)添加铜、锌和其他金属3)添加镁和其他添加剂。4)快速加热5)抽样分析11优化：基本原则：1)吸附净化：净化剂吸附达到氧化夹杂和气体的目的。类惰性气体吹：活性气体(氯)吹：Cl2 2h=2 HCl 3c L2 2al=2 AlCl3 洗涤混合气体(惰性气体氯、惰性气体氯一氧化碳):2al2o3 6cl2=4a LCL 3 O23O2 6CO=6CO

4、2通量方法：30%NCal 47%KCl 23%Na3AlF6(不含高镁合金)60% (KCl MGC L2) 402(高镁合金)其中一些人可能会有以下反应：3kcl al=AlCl3 k3nacl=AlCl3 3na2n a3 alf6 4al2o3=3n a2 oal2o3 4 al F3，四氯化碳精制(将预热后的泡沫轻质砖浸入CCl4中):3c cl4 4al=4a LCL 3 3cCcl 4 4h=4 HCl c2)非吸附方法：真空脱气，静态真空脱气，静态真空加电磁搅拌气体，动态真空脱气12优化操作：1)精炼温度：铸造(或铸造)温度100C左右(2)精炼时间：8-20分钟(气体精炼)3

5、)通量精炼：5-6公斤/吨(4)准时：15-30分钟13精炼中需要注意的几个问题：1)工具预热5分钟以上；2)通量、通风管不能吸收湿气。3)惰性气体中水蒸气和氧含量4)换气次数约为50 321，掀起了巨浪。(14泡沫陶瓷过滤器等：泡沫陶瓷过滤器原理：=(ci-c0)/c0=1-exp (-k0l/um)Ci熔体中夹杂物的初始浓度C0过滤后熔体中夹杂物的浓度3354过滤效率K0动态参数系数Um过滤速度L过滤器厚度不同流速对泥石流的影响15炉外在线精炼：SNIF方法16气体分析：氢测量原理图1气体减压阀23354干气装置3调节阀43转子流量计5压力表6列导芯参数化电池7六通阀83354分钟自身9列

6、导芯气体检测电池103354记录器113354氮气减压阀12针形阀133转子流量计14三通阀15探头163循环水泵173354采样管18热浸铝17结晶和变质：结晶过程：核生长结晶完成决定晶粒大小的因素：晶核数、晶粒生长速度18成核：均质核(自发核)核能：自发成核条件：亚稳定流体(过冷状态下的铝熔体)能量的起伏面自由能量上升，常数正主体自由能量减少，负值 g g *成分起伏依靠自发核结晶的粒子异种核在模具壁上形成球形管状型芯球冠形成核能量 g *=(16 S2 SF/3 G2) f (m)F (m)=(2 cos ) (1-cos )19添加外部核心：添加精炼剂：电磁振动、超声波振动、机械振动，

7、粉碎树突，成为核心变质剂精制：铝合金常用的改性剂是al-ti al-Zr al-ti-bAl-ti-b-re铸轧生产中最常用的改性剂包括Al (50.15)%Ti (.10.07)%BTiAl3需要大小在9-125 m之间、大小在20-27.5m之间的多个TiB2块大小在7.5m以下的均匀分布。变质处理工艺：添加时的熔体温度：70550C添加后的熔体停留时间：30分钟添加位置：通常在过滤之前添加改性剂附加机制：铸造20双辊：双辊铸造形式：底部注射、倾斜、水平底部注入式坡度样式水平式21铸造基础：铸造分为三个区域：L1 冷却区域L2 结晶区域L3 轧制区域铸造区域L=L！L2 L3(超级铸造机通

8、常为6075mm)铸造温度：(6957050C)，铸造速度，前盒级高度，线圈张力，冷却强度22铸造参数选择：1)确定铸造区域：2)确定铸造温度：3)确定铸造速度：4)确定冷却强度：主要通过调节冷却水(调节内外流动水的温差)调节冷却强度，一般将进出水的温差控制在50C以下。23铸造练习：铸造口结构：铸造口生产，铸造口组装，渣热前箱，立板24铸轧板质量缺陷分析：1)粗颗粒、粗结晶面、粗皮带2)尺寸公差(3)裂缝4)热带5)气道6)粘板(7)裂缝8)通沟9)表面夹杂物10)裂缝25个角色：一、铸造方法分类：铸造方法一般分为铸锭、半连铸。(1)铸锭模具：分铁模具和水冷模具。生铁模型模型是用生铁制造的，

9、例如在电解铝厂浇注熔化的铝锭的铁模。水冷模式模型的外壁可以由水冷冷却制成，结晶时可以提高冷却强度。可以是生铁铸型，也可以不是生铁铸型。(2)半连续铸造：以一定的铸造速度将熔化的金属持续注入模具，将水箱附着在模具上，通过一定的冷却剂，结晶的锭继续以一定的速度拉动。半圆铸造厂3#，临时用于生产可在半连续铸造中用于水平铸造的客车半连续铸造分为水平铸造和垂直铸造。水平铸造通常用于铜和铜合金生产，不太适用于铝合金生产。二、半连铸特性：半连续铸造是将铝熔体引入铜或铝的模子，模具的外墙配备有水箱，有水冷冷却。熔体导入模具时，首先通过浮动漏斗将熔体均匀分配给模具，形成空腔(请参见图)。图半连续铸造型腔形态圆锭

10、直径：250mmb平锭：200950 mm三、半连续铸锭铸造组织：典型的铸造组织有三个区域：外圆的小等轴晶体区域、中心的圆周晶体区域和中心的大等轴晶体区域。横截面中颗粒的形状和大小不同。四、锭截面颗粒结构不同的主要原因：当确定半连续铸造(也称为直接水冷铸造)表面时，模具壁附近的熔体冷却大，可以在装置壁上形成足够的核心，内核成长为小的等轴模具，微小的等轴晶体形成壳体，外壳冷却，形成壳体和模具壁之间的缝隙，间隙的热阻力急剧增加，晶体前端的温度梯度减小，过冷度降低，结晶核生长速度减慢，晶体前端前端继续成为核心的机会。出现了内核多、增长速度慢的薄等轴测波段。铸锭结晶后从模具中拉出。此时，冷却剂直接喷射

11、到铸锭表面，消除热阻层，增加冷却强度，提高晶粒生长速度，晶界线还来不及形成核心，粒子迅速成长，形成了柱状晶界。如果锭直径(或厚度)足够大，则中心区域尚未确定。随着固形层变厚，热导率下降，过冷度下降，中心部分晶粒生长速度减慢，还有形成新晶体核心的条件，但由于过冷度小，晶体芯数大幅减少，形成了更大的等轴晶体区域。五、影响铸锭质量的主要因素：1)化学成分：一般来说，合金成分越复杂，粒子就越小。纯度越高，颗粒越粗。铝合金的情况下，杂质铁和硅必须按一定比例配合。否则，铸造工艺性能会恶化，造成铸造裂纹。2)铸造时的型腔形状和深度：模穴由一个等温面组成。等温表面越平坦，深度越小。也就是说，孔越平，深度越浅，

12、铸造性能好，获得了小、均匀的铸造组织。3)流程参数：铸造温度：铸造温度越高，熔体流动性越好，有助于提高表面质量，但提高空腔深度，容易发生铸造裂纹。铸造温度低，表面容易产生冷，内部容易变松。铸造速度：速度快，空腔深度增加，容易产生裂纹，速度慢，表面质量恶化，容易出现偏振片、冷害等；冷却强度：冷却强度大，表面质量好，但容易出现裂纹。冷却强度低时，熔体产生的过冷度小，粘度大，容易产生粗糙颗粒和松散部分，表面质量恶化。4)润滑条件：润滑不良时，会发生止裂。六、铸锭组织和控制：主要是在凝固时增加熔体中原子核的比例，控制粒子以适当的速度生长，最有效的手段是通过添加晶粒细化剂(即变质剂)增加外芯；控制铸造工

13、艺参数，降低铸造温度，抑制柱状晶生长。七、铸造缺陷：1)羽毛晶2)浮游生物3)冷杉组织4)卸下：铸锭各部分化学成分的不均匀性称为成分分离。分离分为宏观分离和微观分离。一般的宏观分离包括比重分离、逆分离、分离种类、粗金属间化合物等。5)松散：松散的是组织松散，气体松散的小分散轴或气孔。从形成的范围来看，分为宏观松和微观松6)裂缝：裂纹也是铝合金铸造中常见的缺陷，是恶性缺陷。钢锭中只要发现这种瑕疵，就毫无例外地销毁。裂缝类型：、根据裂纹形态，有以下几种：圆形锭中心裂纹，环形裂纹，表面裂纹，侧面裂纹等。扁锭底部裂纹，侧面裂纹，表面裂纹，浇口部裂纹等。空心锭内部径向裂纹，环形裂纹，侧面裂纹等。、根据裂纹形成机制，有以下两种：热裂，冷裂。扁平铸锭裂纹(见图)地板裂纹：这种裂纹是铸造开始时地板金属接触温度低的底座，图扁锭的裂纹形式(7)气孔8)渣9)氧化膜10)冷间隔八、锭质量检查：化学成分，钢坯尺寸，表面质量：表面质量检查包括亮度、表面裂纹、表面夹杂、凹痕、冷间隔、分离肿瘤、裂纹等内部质量：晶粒大小、夹杂物、羽毛结晶、亮颗粒、厚化合物、裂纹等9、铸造工具简介：a)铸