鋁合金的在線精煉

靜置爐內(nèi)精煉后，待靜置30min，熔體中因精煉產(chǎn)生的氣泡，攜帶擴(kuò)散進(jìn)入氣泡中的氫和氣泡上升階段時(shí)表面黏附的氧化渣溢出液面后，對(duì)一般要求的低檔鋁型材產(chǎn)品，熔煉過(guò)程加入了變質(zhì)劑時(shí)，即可進(jìn)入鑄造工序。但對(duì)高端產(chǎn)品而言，則還需進(jìn)行在線精煉和在線過(guò)濾，進(jìn)一步對(duì)熔體進(jìn)行高純凈化處理，同時(shí)最好采用在線變質(zhì)方法，使變質(zhì)劑在鑄造前15min左右加入，然后進(jìn)入鑄造程度。

在此著重討論鑄造的在線精煉、在線過(guò)濾、在線變質(zhì)與鑄軋的在線處理存在的差異和特點(diǎn)，以便采取措施獲得最佳的鑄造錠坯。

我們知道，鑄軋是連續(xù)作業(yè)，一旦生產(chǎn)，可能在數(shù)天或一個(gè)多星期內(nèi)都會(huì)連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)。但鑄軋的生產(chǎn)效率較低，一般每小時(shí)通過(guò)在線處理裝置的鋁熔體在2t以下，因此鑄軋的在線處理裝置容量不宜過(guò)大。容量過(guò)大，鋁液在精煉箱與過(guò)濾箱內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，一是增加設(shè)備投資，延長(zhǎng)處理時(shí)間，浪費(fèi)資源和能源；二是影響產(chǎn)品質(zhì)量，特別是在過(guò)濾箱內(nèi)鋁液停留時(shí)間超過(guò)半小時(shí)以上，經(jīng)過(guò)在線精煉后的鋁熔體，含氣量已經(jīng)大大降低，跟環(huán)境大氣發(fā)生應(yīng)的可能與速度增加，使含量再次上升。實(shí)踐表明，停留時(shí)間超過(guò)40min，熔體含氣量增加0.01mL/（100gAL）左右。就鑄造來(lái)說(shuō)，鋁合金90%以上都采用半連續(xù)的立式鑄造。每一次鑄造的最大容量：生產(chǎn)中小型管、棒、型材為15t左右；生產(chǎn)大型管、棒、型材為35t左右。為方便起見，我們以每批次鑄造量15t為例。鑄造一個(gè)批次的時(shí)間因鋁合金系列的不同、鑄造方法的差異、鑄造錠坯直徑大小不等而異。對(duì)軟合金的中等規(guī)格，因結(jié)晶不同（開始結(jié)晶的溫度與終了結(jié)晶溫度之差）較小，一般在40-70℃，鑄造五個(gè)批次（鑄件長(zhǎng)度6-8m）約為1-1.5h；而硬合金2024結(jié)晶區(qū)間為136℃，7075合金的結(jié)晶區(qū)間達(dá)158℃，結(jié)晶區(qū)間增大，鑄造的時(shí)間在同等條件下自然要延長(zhǎng)，約為3h。



鑄軋生產(chǎn)單位時(shí)間最大的在線處理量不大于2t/h；而鑄造軟合金則約為7.5t/h；鑄造硬合金約為5t/h。

當(dāng)前鑄軋采用的去氣精煉裝置容量為600kg左右，按鑄軋最大生產(chǎn)能力2000kg/h計(jì)算，其鋁熔體從流入至流出精煉裝置的時(shí)間為：
                    600÷（2000÷60）=600÷33.3=18min

鋁液在精煉器中有足夠的作用時(shí)間，只要進(jìn)入精煉器的鋁液含氣量低于0.18ml/（100gAL）以下，完全可滿足生產(chǎn)高質(zhì)量雙零鋁箔的要求。但在鑄造中，情況與鑄軋不同，一是流量大，軟合金為鑄軋的3.8倍以上，硬鋁合金也為鑄軋的2.5倍以上，如果采用同樣的精煉裝置，其鋁液在精煉器中的作用時(shí)間，軟合金只有4.7min，硬鋁合金也只有7.2min，精煉作用遠(yuǎn)不如鑄軋充分；二是合金成分復(fù)雜，含量高，其合金熔體遠(yuǎn)高于鑄軋純鋁的含氣量，一般情況下，在靜置爐的鋁熔體經(jīng)過(guò)精煉后，純鋁的含氣量為0.14-0.16mL(100gAL)以上，這從另一方面說(shuō)明，降低7075合金中的含氣量是比較困難的?，F(xiàn)在一些航空航天材料要求7075合金熔體的含氣量控制在0.08mL/(100gAL)，這是很難做到的。它要求對(duì)精煉裝置的結(jié)構(gòu)、容量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，精煉氣體的純凈度、活性等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，需要采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，采用高純、活性的精煉氣體，適當(dāng)擴(kuò)大容量，延長(zhǎng)鋁液在精煉器中的作用時(shí)間，方可保證在線精煉的效果。

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