中國壓鑄雜志
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一肖中特网此:鋁合金熔渣與熔損問題淺談

作者:admin 來源:原創 發表時間:2018-03-22
 
文:廣州市鑫煜鑄造設備材料制造有限公司 修毓平
 
熔煉技術對保證鋁合金壓鑄件品質極為重要,熔煉中產生的熔渣和熔損不僅直接影響鋁合金液的質量,同時使壓鑄成本提高。筆者多年從事壓鑄用爐和除渣劑、精煉劑的制造與生產,大量來自使用廠家的反饋建議使我們對熔煉中的熔渣與熔損問題有些經驗。
1、熔爐類型的影響
目前用于壓鑄鋁合金的熔煉爐與保溫爐種類很多,主要根據所熔煉的合金成分、溫度、容量等要求加以選擇。大型壓鑄車間一般采用集中快速溶化爐熔化→爐外精煉除氣→然后分湯給壓鑄機前保溫爐的工藝模式。從大批量多臺壓鑄機平衡生產考慮,這是一個高效率的方式。但由于每個環節都有氧化熔損的機會,一般正常投料條件下的熔損率接近4%。若采用有一定還原性氣氛的集中熔化爐,并配備相應的精煉爐處理(省去爐外精煉),然后將處理后的鋁液供給壓鑄機前的保溫爐(最好用電加熱保溫),這樣可充分保證鋁液凈化質量,并減少鋁的損耗,其最好成績可達到約0.5%的熔損率。對于中小型的壓鑄車間,目前大多采用熔池型或坩堝型燃油或燃氣的熔化兼保溫爐,一臺壓鑄機配一臺爐。從平衡生產和減少投資考慮,這是易于被采納的方法。據統計,正常情況下熔損率為2%~ 4%。但由于爐子的結構、質量和熱效率大相徑庭,導致熔損率差別很大。當爐子結構不合理熔速較慢,鋁液溫度控制不好造成過燒,或熔池材料不過關使耐火材料脫落時,其熔損率可達到5%以上。因此,在選擇爐子時,不僅要考慮爐子本身的投資,更要考慮熔煉的質量和效益,以及由此對鑄件質量和廢品率的持續影響。
2、爐料的影響
原則上爐料的比表面積小,其熔損率就較低。同樣的投爐料若潮濕,或沾有油漬,則熔損可能會成倍增長,而且還須增加其他環保設備解決空氣污染問題。實踐表明,一般已熔化的鋁液在保溫期間的熔損約為0.5%~ 1.0%,鋁合金錠熔化的熔損為1%~ 2%,鋁料重熔為2%~ 6%,不潔廢料熔化為6%~ 10%,回爐料的重熔達10%~ 15%。因此,一般不允許將附有涂層、油脂等不潔物的廢料或廢品鑄件、切邊、澆口等直接入爐,先要做清除處理和去濕處理。也可由專業化的廢料處理工廠去完成。盡管處理成本上升了,但由于熔損減少,鋁液質量提高,環保投資小,實際綜合經濟效益提高了。
3、熔煉操作習慣的影響
大多數鋁合金的熔化是采用反射燃燒爐,其熔化工藝參數的微小改變都可能引起熔損的很大變化。首先是燒嘴處燃料與空氣比例的不適當調整,如氧化氣氛太強,當鋁液表面在擾動中暴露時,則熔損顯著增大。其次,保溫溫度的控制同樣很重要,在合理的保溫范圍以上,提高10~ 40 ℃ ,其氧化物量增加2%~ 3%,提高80℃ ,則增加20%左右;若提高120℃ ,則氧化物量可增加200%左右。此外,熔渣層的厚度對鋁液的保溫隔熱效果以及對燃料的消耗都有直接關系。當提高熔渣的溫度,鋁液的氧化率增加,會導致熔損呈對數曲線增長。
一般表面熔渣是氧化物和鋁合金的糊狀混合物,其中可利用的合金含量高達80%~ 90%。如不及時除渣,這些可利用的合金將被氧化。近年來,圍繞減少熔渣中的氧化物和回收有用金屬的研究倍受關注。國外出現了一些分離金屬和熔渣以及自熔渣中回收金屬的設備,值得我們關注。在為壓鑄廠生產熔爐和后續服務的過程中,許多不合理的操作導致了熔損的增加。例如為提高熔化速度不合理地調整燃氣比,對爐溫和鋁液的溫度疏于控制,使鋁合金液長時間處于過熱,不及時打渣,不按期對爐壁清理等。其危害具有潛在性和隱蔽性,因此最容易被忽視。此外,任何對鋁液的輸運,包括液面的紊流,都會引起在金屬液中包裹氧化物和形成一層較厚的飄浮物。紊流下暴露的液面其氧化膜是破裂的,這將導致空氣、水氣和有用的金屬進入并富含在氧化膜中。其實這種熔渣內大約含有95%的金屬,這不僅造成熔損,而且其中較小的氧化物顆粒進入鋁合金液使壓鑄件產生疏松、力學性能降低和產生硬質點。因此,對于熔池液面的波動,出鋁水和分湯時的流動,以及取湯等涉及鋁水輸運的環節,也應加以重視。
 
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