CN101073829A - 一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法 - Google Patents
一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及有色金属铸造领域，具体地说是涉及铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法。本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法包括倾动式保温炉、炉嘴、回转溜槽、ACD除气溜槽、CFF过滤箱出口溜槽、洗炉专用溜槽、铸井渣箱、支架、引锭头底座、筋板构成，所述的高净度洗炉方法是以回转溜槽、ACD除气溜槽、CFF过滤箱出口溜槽、洗炉专用溜槽、渣箱为转注介质，将炉膛剩余铝液注入到铸井渣箱内，完成产品转型的洗炉工序。本发明在原有铝合金铸造生产工艺中，新增了洗炉工序、工艺，克服了在回转溜槽处转注剩余铝液的不合理生产工艺，极大的提高了洗炉效率，降低了洗炉强度和生产成本。本发明适用于铝及铝合金铸造行业。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属铸造领域，具体地说是涉及一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法。
背景技术
在实际生产过程中，铝及铝合金扁锭生产工艺规定，当溜槽铝液液位低于140mm时，铸造系统会自动中断铸造，炉膛内剩余铝液不能倒出。由于产品转型，需生产不同牌号铝合金的扁锭，就必须对倾动式保温炉炉膛内的残余铝液进行清理、无法清理干净的铝液，也要进行稀释，使炉膛内的合金元素含量低于要生产的铝合金对各种元素含量的要求。铝及铝合金扁锭生产工艺流程原有设计没有洗炉工序及洗炉工艺，如果利用回转溜槽处渣箱来清理炉膛剩余5～6t的熔融铝液，整个清理过程需要更换渣箱12～16次，每更换一个渣箱需要30分钟左右。同时，为了预防铝液凝固在炉膛中，每更换一次渣箱，就要对炉膛铝液升温加热。这样，将炉膛铝液全部倒出需要将近12小时。洗炉时炉膛内的铝液再从回转溜槽处倒出，还要花费大量的时间，投入较大的人力、物力。原有铸造设备进口分配溜槽造价昂贵，且安装了具有高精端技术的激光设备等，除正常铸造外，不能用于洗炉等非铸造使用，所以要将炉膛剩余铝液一次从炉膛倒出，无法利用现有设备完成。如果要实现快速倒出炉膛铝液，实现一次性完成洗炉工作，缩短洗炉时间，务必研发新的洗炉工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种在铝合金产品转型生产前，以回转溜槽、ACD除气溜槽、CFF过滤箱出口溜槽、新制作的洗炉专用溜槽、铸井渣箱为炉膛剩余铝液转注介质，将炉膛内的铝液注入到铸井渣箱内的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法。
本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法通过下述技术方案予以实现：本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法包括倾动式保温炉、炉嘴、回转溜槽、ACD除气溜槽、CFF过滤箱出口溜槽、洗炉专用溜槽、铸井渣箱、支架、引锭头底座、筋板构成，所述的高净度洗炉方法是手动倾炉到炉膛铝液液面和回转溜槽槽底面为同一水平面，安装洗炉专用溜槽支架，使用天车吊装洗炉专用溜槽和三个铸井渣箱，同时使用天然气预热溜槽和渣箱，开始手动、自动倾炉，将炉膛内的铝液注入到铸井渣箱内，完成产品转型的洗炉工序，最后，稀释可倾动式保温炉残留铝液。
所述的洗炉专用溜槽支架为角钢焊接而成的长方体框架结构，洗炉专用溜槽受铝口一端的支架放置在铸造系统水泥工作平台上，另一端的支架通过支架支腿固定在引锭头底座上纵向排列的筋板上。
所述的洗炉专用溜槽为钢板焊接的T型槽式结构，槽内壁砌筑一定厚度的浇注料，通过天车吊装放置在支架上，安装时其受铝口与CFF过滤箱出口溜槽出铝口上下交错搭接，分铝口对正每个铸井渣箱中间位置。
所述的铸井渣箱为钢板焊接的梯形箱体结构，箱底四边焊接了一定高度的钢板作为支腿，支腿钢板高度要保证引锭头底座上筋板伸入留有足够的空间，其中一组对边支腿的每边分别开两条槽，其结构尺寸与引锭头底座上纵向排列的筋板尺寸相配合，吊装时，通过渣箱的支腿卡在引锭头底座上纵向排列的筋板达到稳固渣箱的目的。
所述的每个铸井渣箱的最大安全容积为1.8吨。
所述的洗炉时通过铸井液压缸调整引锭头底座和铸井渣箱高度，要使洗炉专用溜槽的浇铝口伸入铸井渣箱上沿50厘米，处在相对紧密地位置，防止铝液飞溅。
所述的溜槽和渣箱预热的温度要求达到500℃。
所述的倾动式保温炉，进行洗炉工艺操作时，要求其最大倾炉角度为20℃。
所述的稀释可倾动式保温炉残留铝液，根据技术要求，计算残余铝液各元素含量，以要转型生产的合金品种中各元素含量为标准，计算所需实际稀释纯铝数量。
本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明在原有铝合金铸造生产工艺中，新增了倾动式保温炉洗炉工序、工艺，设计制造了洗炉专用溜槽、渣箱，制定了洗炉检测标准、技术标准，利用倾动式保温炉可以“自动”、“手动”倾炉的特点，以回转溜槽、ACD除气溜槽、CFF过滤箱出口溜槽、洗炉专用溜槽、渣箱为炉膛剩余铝液转注介质，将铝液注入铸井渣箱中，克服了使用回转溜槽处转注剩余铝液的不合理生产工艺，极大的提高了洗炉效率，降低了洗炉强度和生产成本。本发明适用于铝及铝合金铸造行业。
附图说明
本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法有如下附图：
图1为本发明铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法工艺流程图；
图2为本发明铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法洗炉设备流程示意图；
图3为本发明铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法洗炉过程示意图。
其中：1、倾动式保温炉；2、炉嘴；3、回转溜槽；4、ACD除气溜槽；5、CFF过滤箱出口溜槽；6、洗炉专用溜槽；7、铸井渣箱；8、铸井渣箱；9、铸井渣箱；10、支架；11、支架；12、引锭头底座；13、筋板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法技术方案作进一步描述。
如图2所示，本发明一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法包括倾动式保温炉1、炉嘴2、回转溜槽3、ACD除气溜槽4、CFF过滤箱出口溜槽5、洗炉专用溜槽6、铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9、支架10、支架11、引锭头底座12、筋板13构成，所述的高净度洗炉方法是手动倾炉到炉膛铝液液面和回转溜槽3槽底面为同一水平面，安装洗炉专用溜槽6支架10、支架11，使用天车吊装洗炉专用溜槽6和铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，同时使用天然气预热回转溜槽3、ACD除气溜槽4、CFF过滤箱出口溜槽5、洗炉专用溜槽6和铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，开始手动、自动倾炉，将炉膛内的铝液注入到铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9内，完成产品转型的洗炉工序，最后，稀释可倾动式保温炉1残留铝液。
所述的洗炉专用溜槽6支架10、支架11为角钢焊接而成的长方体框架结构，洗炉专用溜槽6受铝口一端的支架10放置在铸造系统水泥工作平台上，另一端的支架11通过支架11支腿固定在引锭头底座12上纵向排列的筋板13上。
所述的洗炉专用溜槽6为钢板焊接的T型槽式结构，槽内壁砌筑一定厚度的浇注料，安装时，通过天车吊装放置在支架10、支架11上，安装时其受铝口与CFF过滤箱出口溜槽5出铝口上下交错搭接，洗炉专用溜槽6分铝口对正铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9中间位置。
所述的铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9为钢板焊接的梯形箱体结构，箱底四边焊接了一定高度的钢板作为支腿，支腿钢板高度保证引锭头底座12上筋板13伸入留有足够的空间，其中一组对边支腿的每边分别开两条槽，其结构尺寸与引锭头底座12上纵向排列的筋板13尺寸相匹配，吊装时，通过铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9的支腿卡在引锭头底座12上纵向排列的筋板13达到稳固铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9的目的。
所述的铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9的最大安全容积为1.8吨。
所述的洗炉时通过铸井液压缸14调整引锭头底座12和铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9高度，使洗炉专用溜槽6的三个浇铝口伸入铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9上沿50厘米，处在相对紧密地位置，防止铝液飞溅。
所述的洗炉专用溜槽6和铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9预热的温度要求达到500℃。
所述的倾动式保温炉1，进行洗炉工艺操作时，要求其最大倾炉角度为20℃。
所述的稀释可倾动式保温炉1残留铝液，根据技术要求，计算残余铝液各元素含量，以要转型生产的合金品种中各元素含量为标准，计算所需实际稀释纯铝数量。
实施例1。
以生产5182铝合金扁锭转为生产3104铝合金扁锭为例，3104、5182铝合金扁锭各元素含量如下表：
| 合金牌号 | 各元素含量％ | |||||||||
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | Na | 其余为Al | |
| 3104 | 0.17～0.25 | 0.35～0.45 | 0.15～0.20 | 0.85～0.95 | 1.16～1.24 | 0.10 | 0.10 | 0.0004 | 余Al | |
| 5182 | 0.05～0.20 | 0.20～0.33 | 0.03～0.07 | 0.30～0.38 | 4.35～4.65 | 0.03～0.06 | 0.10 | 0.10 | 0.0002 | 余Al |
第一步：设计洗炉专用溜槽6，铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，并用10mm厚的钢板焊接成T型的槽式结构和梯形的箱式结构，铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9的最大安全容积为1.8吨；
第二步：手动倾炉到炉膛铝液液面和回转溜槽3槽底面为同一水平面；
第三步：升起铸井液压缸14，升起引锭头底座12，吊运铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，并通过支腿卡槽卡在引锭头底座12加强筋板13处来固定，上升高度要求洗炉专用溜槽6的三个浇铝口伸入铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9上沿50厘米，处在相对紧密地位置，防止铝液飞溅；
第四步：安装支架10、支架11，吊装洗炉专用溜槽6，并放置在支架10、支架11上，把地坑渣箱15吊装在地坑中；
第五步：通过预热回转溜槽3、ACD除气溜槽4、CFF过滤箱出口溜槽5、洗炉专用溜槽6、铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9来去除水份，设定预热温度为500℃；
第六步：将ACD在线除气装置19、CFF过滤箱17升到高位，手动提升溜槽挡板16、溜槽挡板18到高位；
第七步：手动倾炉，倾倒炉膛剩余铝液到铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9中；
第八步：炉膛铝液倾倒完成后，打开CFF过滤箱17排铝口，将CFF过滤箱17中铝液注入地坑渣箱15中，打开回转溜槽3，将回转溜槽3处的残余铝液注入地坑渣箱20中；
第九步：手动将倾动式保温炉1回倾到水平位置，完成倾倒；
第十步：计算稀释炉膛合金元素所需原铝液重量：
从表可以看出，5182铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti、Na等元素含量不高于3104铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti、Na元素含量，只有Mg元素含量4.35～4.65％大于3104铝合金中Mg元素含量1.16～1.24％，需要进行稀释，稀释用原铝量计算如下：
按照经验炉膛残余铝液为100～150Kg，取最大值150Kg，5182铝合金Mg的含量为4.5％，炉膛残余铝液中Mg的重量为：
150×4.5％＝6.75Kg
取3104铝合金中Mg的含量为1.2％，要将炉膛残余铝液Mg的含量降低到1.2％以下，所需稀释用原铝为：
6.75÷1.2％＝562.50Kg
即用最少562.50Kg的原铝就可以将炉膛残余铝液中Mg元素稀释到1.2％以下，满足3104铝合金扁锭生产需要。
第十一步：用电解铝抬包将原铝从转注溜槽处注入倾动式保温炉1炉膛，使用扒渣车搅匀炉膛残余铝液，清理炉膛壁；
第十二步：取样、化验，合格后再次倾倒炉膛残余铝液到铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9中，完成洗炉过程。
实施例2。
以生产3104铝合金扁锭转为生产5182铝合金扁锭为例。
第一步：设计洗炉专用溜槽6，铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，并用10mm厚的钢板焊接成T型的槽式结构和梯形的箱式结构，铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9的最大安全容积为1.8吨；
第二步：手动倾炉到炉膛铝液液面和回转溜槽3槽底面为同一水平面；
第三步：升起铸井液压缸14，升起引锭头底座12，吊运铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9，并通过支腿卡槽卡在引锭头底座12加强筋板13处来固定，上升高度要求洗炉专用溜槽6的三个浇铝口伸入铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9上沿50厘米，处在相对紧密地位置，防止铝液飞溅；
第四步：安装支架10、支架11，吊装洗炉专用溜槽6，并放置在支架10、支架11上，把地坑渣箱15吊装在地坑中；
第五步：通过预热回转溜槽3、ACD除气溜槽4、CFF过滤箱出口溜槽5、洗炉专用溜槽6、铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9来去除槽中的水份，设定预热温度为500℃；
第六步：将ACD在线除气装置19、CFF过滤箱17升到高位，手动提升溜槽挡板16、溜槽挡板18到高位；
第七步：手动倾炉，倾倒炉膛剩余铝液到铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9中；
第八步：炉膛铝液倾倒完成后，打开CFF过滤箱17排铝口，将CFF过滤箱17中铝液注入地坑渣箱15中，打开回转溜槽3，将回转溜槽3处的残余铝液注入地坑渣箱20中；
第九步：手动将倾动式保温炉1回倾到水平位置，完成倾倒；
第十步：计算稀释炉膛合金元素所需原铝液重量：
从表可以看出，3104铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Na等元素含量高于5182铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Na等元素含量，要进行稀释，稀释时以最大稀释用量来核算，取最大值进行稀释，计算过程如下：
Si的稀释用量，同样取3104铝合金150Kg残余合金铝液，Si元素含量从表1查为0.21％，稀释用原铝为：
0.21％×150÷0.125％＝252.00Kg
Fe的稀释用量为：
0.4％×150÷0.265％＝226.42Kg
Cu的稀释用量为：
0.175％×150÷0.05％＝525.00Kg
Mn的稀释用量为：
0.9％×150÷0.34％＝397.06Kg
Na的稀释用量为：
0.0004％×150÷0.0002％＝300Kg。
从计算过程比较，Cu元素的稀释用量为525.00Kg，是其它元素中稀释用量最大的，按照工艺要求，要将各元素含量稀释到5182铝合金各元素含量以下，只要在炉膛注入525.00Kg的原铝就可以完成洗炉工作。
第十一步：用电解铝抬包将原铝从转注溜槽处注入倾动式保温炉1炉膛，使用扒渣车搅匀炉膛残余铝液，清理炉膛壁；
第十二步：取样、化验，合格后再次倾倒炉膛残余铝液到铸井渣箱7、铸井渣箱8、铸井渣箱9中，完成洗炉过程。
Claims (8)
1、一种铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，包括倾动式保温炉(1)、炉嘴(2)、回转溜槽(3)、ACD除气溜槽(4)、CFF过滤箱出口溜槽(5)、洗炉专用溜槽(6)、铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)、支架(10)、支架(11)、引锭头底座(12)、筋板(13)构成，其特征在于：所述的高净度洗炉方法是手动倾炉到炉膛铝液液面和回转溜槽(3)槽底面为同一水平面，安装洗炉专用溜槽(6)支架(10)、支架(11)，使用天车吊装洗炉专用溜槽(6)和铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)，同时使用天然气预热回转溜槽(3)、ACD除气溜槽(4)、CFF过滤箱出口溜槽(5)、洗炉专用溜槽(6)和铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)，开始手动、自动倾炉，将炉膛内的铝液注入到铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)内，完成产品转型的洗炉工序，最后，稀释可倾动式保温炉(1)残留铝液。
2、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的洗炉专用溜槽(6)支架(10)、支架(11)为角钢焊接而成的长方体框架结构，洗炉专用溜槽(6)受铝口一端的支架(10)放置在铸造系统水泥工作平台上，另一端的支架(11)通过支架(11)支腿固定在引锭头底座(12)上纵向排列的筋板(13)上。
3、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的洗炉专用溜槽(6)为钢板焊接的T型槽式结构，槽内壁砌筑一定厚度的浇注料，安装时，通过天车吊装放置在支架(10)、支架(11)上，安装时其受铝口与CFF过滤箱出口溜槽(5)出铝口上下交错搭接，洗炉专用溜槽(6)分铝口对正铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)中间位置。
4、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)为钢板焊接的梯形箱体结构，箱底四边焊接了一定高度的钢板作为支腿，支腿钢板高度保证引锭头底座(12)上筋板(13)伸入留有足够的空间，其中一组对边支腿的每边分别开两条槽，其结构尺寸与引锭头底座(12)上纵向排列的筋板(13)尺寸相匹配，吊装时，通过铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)的支腿卡在引锭头底座(12)上纵向排列的筋板(13)达到稳固铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)的目的；铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)的最大安全容积为1.8吨。
5、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的洗炉时通过铸井液压缸(14)调整引锭头底座(12)和铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)高度，使洗炉专用溜槽(6)的三个浇铝口伸入铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)上沿50厘米。
6、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的洗炉专用溜槽(6)和铸井渣箱(7)、铸井渣箱(8)、铸井渣箱(9)预热的温度要求达到500℃。
7、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的倾动式保温炉(1)，进行洗炉工艺操作时，要求其最大倾炉角度为20℃。
8、根据权利要求1所述的铝合金扁锭铸造用倾动式保温炉高净度洗炉方法，其特征在于：所述的稀释可倾动式保温炉(1)残留铝液，根据技术要求，计算残余铝液各元素含量，以要转型生产的合金品种中各元素含量为标准，计算所需实际稀释纯铝数量。
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