一種鋁合金精煉導爐工藝及鋁合金精煉方法與流程

本發(fā)明涉及鋁合金煉制領域，具體而言，涉及一種鋁合金精煉導爐工藝及鋁合金精煉方法。

背景技術：

鋁及鋁合金熔體中含有大量的氫、金屬及非金屬夾雜，若以上有害雜質(zhì)在鑄造之前不及時除去，會在鑄棒內(nèi)部和表面形成氣孔、夾雜、疏松、光亮晶粒、羽毛晶等鑄造缺陷，嚴重影響鑄棒質(zhì)量。這些缺陷在擠壓加工后會遺傳到鋁擠壓材中，降低產(chǎn)品的疲勞性能和耐蝕性。因此，在鋁合金熔煉過程中，必須對熔體進行凈化。鋁及鋁合金除渣用精煉熔劑的主要成分由氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂等組成，其中氯鹽成份占80％以上。上述氯鹽密度較輕，能夠很好的鋪展在鋁熔體的表面，但是僅含氯鹽的熔劑對渣的吸附和溶解的能力有限。

在熔煉爐內(nèi)，鋁合金熔煉過程中會出現(xiàn)大量的氧化膜，且經(jīng)過攪拌、打渣劑后會在熔體表面形成一層熔渣。雖然在熔煉爐內(nèi)進行了扒渣處理，但只能除去大部分尺寸較大的表面熔渣，對于尺寸較小的熔渣或熔體內(nèi)部熔渣，仍需要通過精煉去除。目前，比較常用的熔體精煉方式是在靜置爐內(nèi)使用精煉劑、打渣劑、覆蓋劑等粉狀熔劑，或采用Ar、Cl₂、N₂氣體，也有在靜置爐與鑄造盤間采用在線除氣除渣精 煉裝置。但對于30噸以上大容量靜置爐而言，采用粉狀熔劑精煉，由于無機械攪拌作用，熔劑與熔體接觸范圍小，精煉效果差；采用氣體精煉，尤其是對于單爐門靜置爐，由于精煉管限制，難以保證實際生產(chǎn)中精煉效果；若同時配合在線除氣除渣精煉裝置使用，生產(chǎn)成本又比較高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種鋁合金精煉導爐工藝及鋁合金精煉方法，旨在改善鋁合金精煉工藝產(chǎn)率低，產(chǎn)出廢渣較多的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種鋁合金精煉導爐工藝，包括以下步驟：將熔煉爐熔煉后的鋁合金液體與多個熔劑塊進行接觸反應,形成初精煉鋁合金液體；將初精煉鋁合金液體導入靜置爐內(nèi)。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，鋁合金液體與多個熔劑塊進行接觸反應是將鋁合金液體從熔煉爐導入放置有多個熔劑塊的導流槽內(nèi)，導流槽的兩端連通熔煉爐與靜置爐。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，將多個熔劑放置在所述導流槽內(nèi)是將多個熔劑塊先放置于籠子內(nèi)，再將裝有多個熔劑塊的籠子放置于導流槽內(nèi)。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，將多個熔劑塊放入籠子內(nèi)是將熔劑塊以堆放的方式放置于籠子中，并使多個熔劑塊之間形成供鋁合金液體通過的曲折通道。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，將籠子放入導流槽是將籠子放置于導流槽靠近靜置爐處。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，鋁合金液體與多個熔劑塊進行接觸反應是將鋁合金液體從熔煉爐導入連通熔煉爐與靜置爐的導流槽，待鋁合金液體在導流槽內(nèi)流動平穩(wěn)后，將裝有多塊熔劑塊的籠子放入所述導流槽內(nèi)。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，多個熔劑塊堆放時形成的堆積高度與鋁合金液體在導流槽內(nèi)流動時的高度相匹配。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，熔劑塊的成分主要包括：MgCl₂、KCl和Na₃AlF₆。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，熔劑塊選用尺寸為8-12cm的熔劑塊。

一種鋁合金精煉方法，其特征在于，包括上述的鋁合金精煉導爐工藝。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過上述設計得到的鋁合金精煉導爐工藝，操作方便，且通過在導爐過程中使熔煉后的鋁合金液體與熔劑塊充分接觸反應生成初精煉鋁合金液體進入后續(xù)生產(chǎn)工藝，能夠有效提高鋁合金產(chǎn)率，減少廢物產(chǎn)生量，而本發(fā)明通過上述設計得到的鋁合金精煉方法能夠提高鋁合金產(chǎn)率，減少原料浪費，同時，由于在導爐過程中就與溶劑塊充分接觸反應，故縮短了整個精煉過程所需時間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發(fā)明實施方式提供的鋁合金精煉導爐工藝的流程圖；

圖2是本發(fā)明第一和第二實施例提供的鋁合金精煉導爐工藝的裝置圖；

圖3是本發(fā)明實施方式提供的籠子的結構圖；

圖4是本發(fā)明第三實施例提供的鋁合金精煉導爐工藝的裝置圖。

圖標：10-熔煉爐；20-靜置爐；30-導流槽；40-籠子；41-熔劑塊。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例提供的鋁合金精煉導爐工藝進行具體說明。

參見圖1-圖4，一種鋁合金精煉導爐工藝，其導爐過程主要包括以下步驟：

S101、將熔煉爐10熔煉后的鋁合金液體與多個熔劑塊41進行接觸反應,形成初精煉鋁合金液體。在在導爐過程中就與溶劑塊充分接觸反應，節(jié)省了整個精煉過程所需時間。

其中，熔劑塊41為鋁合金精煉所需要用到的熔劑結成的塊狀物，首先，選擇市售的普通的含有MgCl₂、KCl和Na₃AlF₆的熔劑塊41，所選用的熔劑塊41的尺寸為8-12cm，且選用的熔劑塊41的尺寸為不規(guī)則形狀。

選用熔劑塊41的尺寸不宜過大和過小，該尺寸大小的熔劑塊41相互之間堆放形成的孔隙較大，便于鋁合金液體通過，同時熔劑塊41與鋁合金液體的接觸面積足夠大，使得熔劑塊41能夠充分與鋁合金熔液反應，若尺寸再大則熔劑塊41與鋁合金熔液的接觸面積就會變小，影響精煉效果，若尺寸過小，則相鄰熔劑塊41之間形成的間隙過小會導致鋁合金液體流通不暢；而熔劑塊41選用不規(guī)則形狀則能夠有效增大其與鋁合金液體的接觸面積。

熔劑塊41的作用:其一，改變鋁熔體對氧化物(氧化鋁)的潤濕性，使鋁熔體易于與氧化物(氧化鋁)分離，從而使氧化物(氧化鋁)大部分進入熔劑塊41中而減少了熔體中的氧化物的含量。其二，熔劑塊41能改變?nèi)垠w表面氧化膜的狀態(tài)。這是因為它能使熔體表面上那層堅固致密的氧化膜破碎成為細小顆粒，因而有利于熔體中的氫從氧化膜層的顆?？障吨型高^逸出，進入大氣中。其三，熔劑塊41層的存在，能隔絕大氣中水蒸氣與鋁熔體的接觸，使氫難以進入鋁熔 體中，同時能防止熔體氧化燒損。其四，熔劑塊41能吸附鋁熔體中的氧化物，使熔體得以凈化?？傊蹌K41精煉的除去夾雜物作用主要是通過與熔體中的氧化膜及非金屬夾雜物發(fā)生吸附，溶解和化學作用來實現(xiàn)的。

其次，將多塊熔劑塊41以堆放的方式放置于籠子40中，使得多個熔劑塊41之間形成供鋁合金液體通過的曲折通道，曲折通道是相鄰的熔劑塊41之間形成的間隙，通道的曲折性有利于使得鋁合金液體在通道內(nèi)停留的時間越長，與熔劑塊41的接觸面積更大，其與熔劑塊41的反應也更充分。合理地排列熔劑塊41，能夠使得形成的通道具有更好地流通性，且使得熔劑塊41與鋁合金液體具有更大的接觸面積。同時，熔劑塊41放置后的高度應與鋁合金液體在導流槽30流動平穩(wěn)時的高度相匹配，這樣才能更好地保證鋁合金液體與熔劑塊41充分接觸。需要說明的是，本發(fā)明也可以是先將放置有熔劑塊41的籠子40放入導流槽30中，再打開閥門將鋁合金液體導入導流槽30中或者直接在導流槽30中堆放熔劑塊41而不采用籠子40，但這種方式效果相較于前述方式效果略差。

再次，打開熔煉爐10的閥門排出鋁合金液體于導流槽30內(nèi)，待鋁合金液體在導流槽30內(nèi)流動平穩(wěn)后將放置有熔劑塊41的籠子40放置于導流槽30中靠近靜置爐20處，使得熔劑塊41在籠子40內(nèi)與鋁合金液體接觸反應，反應后的鋁合金液體為初精煉鋁合金液體。

將放置有熔劑塊41的籠子40放置于導流槽30中靠近靜置爐20處是由于：靠近熔煉爐10側鋁合金液體流速大，為減小熔劑塊41對鋁合金液體的流動阻力，熔劑塊盛放裝置優(yōu)選放置于靠近靜置爐的一側。

如圖3所示，在上述操作過程中所用到的籠子40是由多根直徑為13-18mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼筋焊接制作而成的籠子40，且該籠子40的孔洞尺寸應小于熔劑塊41的尺寸。制作籠子40的不銹鋼鋼筋直徑不宜過大，過大會導致其重量增加，使得工人在抬籠子40的過程中較為吃力，也不宜過小，過小則籠子40不夠結實，承受不住熔劑塊的重量?；\子40孔洞的尺寸小于熔劑塊41的尺寸才能使得熔劑塊41不易掉落出籠子40。

S102、將初精煉鋁合金液體導入靜置爐20內(nèi)。

具體地，將從穿過籠子40的初精煉鋁合金液體繼續(xù)通過導流槽30導流入靜置爐20內(nèi)。

以下結合實施例對本發(fā)明的特性和性能作進一步詳細描述。

第一實施例

請參見圖1和圖2，將市售的含有MgCl₂、KCl和Na₃AlF₆等物質(zhì)且尺寸為8-12cm的不規(guī)則形狀的熔劑塊41放入由多根直徑為13-18mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼經(jīng)焊接制作而成的籠子40內(nèi)，這些籠子40的孔洞的尺寸小于熔劑塊41的尺寸。在放置過程中合理地排列熔劑塊41，使相鄰熔劑塊41之間形成足夠大的曲折通道以保證鋁合金液體能夠順暢通過，同時熔劑塊41的堆放高度與鋁合金液體流動時的高度基本相同。

選用40％純鋁水、60％鋁型廢材一共30噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔化，熔化完成后，打開熔煉爐10的閥門，將鋁合金液體導入導流槽30中，待鋁合金液體在導流槽30內(nèi)流動平穩(wěn)后，現(xiàn)場兩名工人將 籠子40抬至導流槽30靠近靜置爐20處放置，鋁合金液體在籠子40內(nèi)與熔劑塊41充分接觸后生成初精煉鋁合金液體，初精煉鋁合金液體再經(jīng)導流槽30流入靜置爐20內(nèi)，導爐過程完成。

導爐結束后，在靜置爐20內(nèi)撒入打渣劑，半小時后進行了扒渣處理，扒渣后總重量見表1。

第二實施例

請參見圖1和圖2，將市售的含有MgCl₂、KCl和Na₃AlF₆等物質(zhì)且尺寸為8-12cm的不規(guī)則形狀的熔劑塊41放入由多根直徑為13-18mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼經(jīng)焊接制作而成的籠子40內(nèi)，這些籠子40的孔洞的尺寸小于熔劑塊41的尺寸。在放置過程中合理地排列熔劑塊41，使相鄰熔劑塊41之間形成足夠大的曲折通道以保證鋁合金液體能夠順暢通過，同時熔劑塊41的堆放高度與鋁合金液體流動時的高度基本相同。

將盛放有熔劑塊41的籠子40由兩名工作人員抬至導流槽30上靠近靜置爐20處。

選用35％純鋁水、65％鋁型廢材一共35噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔化，熔化完成后，打開熔煉爐10的閥門，將鋁合金液體導入導流槽30中，鋁合金液體在籠子40內(nèi)與熔劑塊41充分接觸后生成初精煉鋁合金液體，初精煉鋁合金液體再經(jīng)導流槽30流入靜置爐20內(nèi)，導爐過程完成。

導爐結束后，在靜置爐20內(nèi)撒入打渣劑，半小時后進行了扒渣處理，扒渣后總重量見表1。

第三實施例

請參見圖1和圖4，將市售的含有MgCl₂、KCl和Na₃AlF₆等物質(zhì)且尺寸為8-12cm的不規(guī)則形狀的熔劑塊41合理地堆積在導流槽30靠近靜置爐20處，在熔劑塊41的堆積過程中，要使得相鄰熔劑塊41之間形成足夠大的曲折通道以保證鋁合金液體能夠順暢通過，同時熔劑塊41的堆放高度與鋁合金液體流動時的高度基本相同。

選用45％純鋁水、55％鋁型廢材一共40噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔化，熔化完成后，打開熔煉爐10的閥門，將鋁合金液體導入導流槽30中，使得鋁合金液體與熔劑塊41充分接觸后生成初精煉鋁合金液體，初精煉鋁合金液體再經(jīng)導流槽30流入靜置爐20內(nèi)，導爐過程完成。

導爐結束后，在靜置爐20內(nèi)撒入打渣劑，半小時后進行了扒渣處理，扒渣后總重量見表1。

第一對比例

將40％純鋁水、60％鋁型廢材一共30噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔煉，熔煉后直接通過導流槽進入靜置爐中，在靜置爐中加入精煉劑和扒渣劑靜置一段時間進行扒渣處理。

扒渣后總重量見表1。

第二對比例

將35％純鋁水、65％鋁型廢材一共35噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔煉，熔煉后直接通過導流槽進入靜置爐中，在靜置爐中加入精煉劑和扒渣劑靜置一段時間進行扒渣處理。

扒渣后總重量見表1。

第三對比例

將45％純鋁水、55％鋁型廢材一共40噸，在熔煉爐10內(nèi)進行熔煉，熔煉后直接通過導流槽進入靜置爐中，在靜置爐中加入精煉劑和扒渣劑靜置一段時間進行扒渣處理。

扒渣后總重量見表1。

第四對比例

整個鋁合金精煉系統(tǒng)采用具有在線除氣除渣裝置的系統(tǒng)。對40％純鋁水、60％鋁型廢材一共30噸，進行精煉。

精煉后總重量見表1

第五對比例

整個鋁合金精煉系統(tǒng)采用具有在線除氣除渣裝置的系統(tǒng)。對35％純鋁水、65％鋁型廢材一共35噸，進行精煉。

精煉后總重量見表1

第六對比例

整個鋁合金精煉系統(tǒng)采用具有在線除氣除渣裝置的系統(tǒng)。對45％純鋁水、55％鋁型廢材一共40噸，進行精煉。

精煉后總重量見表1

表1扒渣或精煉后鋁合金總重量及精煉前后百分比

三個實施例均采用本發(fā)明的三種不同操作方法對不同量的鋁合金原材料進行加工，第一對比例至第三對比例僅采用在靜置爐中加入精煉劑和扒渣劑的方式對鋁合金液體進行加工，在進入靜置爐前鋁合金液體未與熔劑塊進行接觸反應，第四對比例至第六對比例是采用在線除氣除渣裝置對鋁合金原材料進行加工無鋁合金液體與熔劑塊進行接觸反應步驟。

根據(jù)上表可以看出，各實施例產(chǎn)率均比對比例高，三個實施例的產(chǎn)率均在95％以上，其中第三實施例產(chǎn)率相較第一實施例和第二實施例產(chǎn)率最低，可見將熔劑塊放置于籠子內(nèi)再放入導流槽中，能夠提高鋁合金產(chǎn)率。

第一實施例與第一對比例和第四對比例進行比較其產(chǎn)率高于第一對比例和第四對比例超過2％，說明煉制40％純鋁水、60％鋁型廢材一共30噸的情況下，采用本發(fā)明提供的鋁合金精煉導爐工藝產(chǎn)率較其他精煉工藝好；第二實施例與第二對比例和第五對比例進行比較其產(chǎn)率高于第二對比例和第五對比例同樣超過2％，說明煉制35％純鋁水、65％鋁型廢材一共35噸的情況下，采用本發(fā)明提供的鋁合金精煉導爐工藝產(chǎn)率較其他精煉工藝好。第三實施例與第三對比例和第六對比例進行比較其產(chǎn)率高于第三對比例和第六對比例超過1％，說明煉制45％純鋁水、55％鋁型廢材一共40噸的情況下，采用本發(fā)明提供的鋁合金精煉導爐工藝產(chǎn)率較其他精煉工藝好。以上推知，相同原材料，相同重量的情況下，采用本發(fā)明的鋁合金精煉方法所得鋁合金產(chǎn)率高于其他兩種精煉方式。工業(yè)生產(chǎn)中，由于原材料及生產(chǎn)環(huán)境的限制，產(chǎn)生廢物是無可避免的。想要提高產(chǎn)率的難度相當大。通過本發(fā)明的設計能夠使30噸以上鋁合金煉制過程中產(chǎn)率提高到1％以上已經(jīng)是一個突破性的進展，產(chǎn)率的提高的同時就降低了廢品的產(chǎn)生量，實現(xiàn)了資源的節(jié)約。

綜上所述，可以推知，本發(fā)明設計得到的鋁合金精煉導爐工藝及鋁合金精煉方法能夠提高鋁合金精煉的生產(chǎn)效率，降低資源浪費。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。