CN102230098B - 一种AL-Si系合金的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种AL-Si系铸造铝合金生产方法。铝液、铝锭经730～760℃在熔炉中熔炼，加入添加硅或中间合金熔炼，除渣、除气获得纯洁度较高的铝熔体，静置后进行浇铸：浇铸温度控制在640±20℃，浇铸速度为控制电机转速在500±20rpm，在结晶轮的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水，采用四面12个区域配置冷却水，冷却水温度：30±10℃，压力：0.3～0.7Mpa；冷却水外冷区水流量：40-56m3/h；内冷区水流量：26-35m3/h；外侧冷区水流量：12-18m3/h；内侧冷区水流量：11-16m3/h；浇铸后进行矫直、滚码、剪切后得产品。其生产成本低，产品质量稳定和成材率较高，晶粒度较好，在1-2级。

Description

一种AL-Si系合金的生产方法

技术领域

    本发明涉及铝合金材料技术领域，具体地说是一种AL-Si系铸造铝合金生产方法。

背景技术

目前，AL-Si系铸造铝合金生产企业主要采用的生产方式为水平模铸造和热顶模垂直铸造。水平模铸造生产连续性高，生产成本低，但产品品质相对较差、硅偏析较大。热顶模垂直铸造产品品质较高，但存在生产连续性差，生产成本高、锯切难度大、劳动强度大和作业环境较差等缺点。

轮带式铸造现在较多用于为生产铜杆、纯铝杆铸造所需坯料，而且多用于截面在3200m㎡以下的坯料生产，在大截面(5000—5400mm²)、高强度的Al-Si系合金生产方面还未涉足。该生产方式连续性较高，生产成本低，生产工艺便于调整，产品质量稳定和成材率较高。但该技术在铸造铝合金生产还未见采用。

发明内容

本发明目的是提供一种新的AL-Si系铸造铝合金生产方法，使铸造铝合金产品品质得到提升，生产成本和劳动强度得到降低。

本发明的AL-Si系铸造铝合金生产方法利用轮带式铸造铝合金生产的生产设备和工艺技术，设备包括熔炼炉、静置炉、铸造机、冷却水系统、矫直机、引坯机、滚码机和铝锭冷却堆垛系统，实现自动化生产，解决水平模铸造和垂直铸造存在的问题。

本发明的技术方案为：首先，进行AL-Si系铸造铝合金生产熔炼化学成份控制，通过添加适量的硅等纯金属或中间合金，对铝液进行合金化处理。其次，调整浇铸工艺，改变冷却水的分布方式和浇铸速度、浇铸温度，获得优质的铸坯，对铸坯进行在线校直和剪切，在链式传动机构上经水喷淋冷却后自动堆垛。

本发明按以下步骤进行：

（1）在熔炉中加入铝液、铝锭，温度控制在730～760℃之间；

（2）添加硅或中间合金，先将金属硅添加到熔炼炉内熔炼，在730～760℃的温度下用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，待充分溶解后，再将中间合金添加到熔炼炉内，在730～760℃的温度下再用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，确保添加的原辅料完全溶解，使AL—Si系铸造铝合金化学成份符合要求；

（3）将配制好的铝熔体进行除渣、除气处理，除气用粉末精炼剂和氮气进行，以获得纯洁度较高的铝熔体，静置时间不少于20分钟；

（4）浇铸：浇铸温度控制在640±20℃，浇铸速度为控制电机转速在500±20rpm，浇铸铝液进入结晶轮组成的膜腔内，并在结晶轮的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水，采用四面12个区域配置冷却水，冷却水温度：30±10℃，压力：0.3～0.7 Mpa；冷却水外冷区水流量：40-56 m3/h；内冷区水流量：26-35 m3/h；外侧冷区水流量：12-18 m3/h；内侧冷区水流量：11-16 m3/h，高强度的冷却可获得晶粒细小的等轴晶，有利于生产优质的AL-Si系铸造铝合金；

（5）浇铸后进行矫直、滚码、剪切后、经过输送辊线上移动的同时，喷淋冷却装置喷出强大的水流使铸造铝合金得以快速冷却，冷却好的铸造铝合金输送到堆垛机链板上，进行堆垛、打捆、包装。

本发明与现有技术比较的优点：

（1）、生产方式连续性较高，生产成本低，生产工艺便于调整，产品质量稳定和成材率较高。

（2）降低现场操作人员劳动强度，改善作业环境。

（3）生产的Al-Si中间合金，晶粒度较好，在1-2级。

附图说明

图1是轮带式铸造设备冷却状态示意图。

图中，1－外冷区；2－外侧冷区与内测冷区；3－内冷区（外侧冷区与内侧冷区位置一致）。

具体实施方式

1、配料及铝熔体净化处置

（1）在熔炉中加入质量符合要求的铝液、铝锭（两者按任意比例加入至熔炉容量），温度控制在730～760℃之间。

（2）按现有方法计算添加硅等金属或中间合金量，使AL-Si系铸造铝合金化学成份不超出控制范围，对杂质元素不做添加要求，只需控制其不超过化学成份上限。

（3）先将金属硅添加到熔炼炉内熔炼，在730～760℃的温度下用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，待充分溶解后，再将中间合金添加到熔炼炉内，在730～760℃的温度下再用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，确保添加的原辅料完全溶解，并确定化学成份中各元素含量符合要求。

（4）配制好的铝熔体，进行除渣、除气处理，除气用粉末精炼剂和氮气进行，以获得纯洁度较高的铝熔体，打渣剂加入量为1.5公斤/吨，精炼剂用量为1.2公斤/吨，氮气压力为0.05－0.4MPa（该步骤为常规技术）。

（5）将成份合格、温度合格的铝熔体进行静置，时间不少于20分钟。

（6）浇铸：浇铸温度控制在640±20℃，经水平浇铸铝液进入结晶轮组成的膜腔内，并在结晶轮的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水，采用12个区域冷却，如图1所示，工艺参数如下表所示：                        

（7）浇铸后得到的铸坯经矫直机矫直，进入滚码机将生产批号滚印在铸造铝合金表面，再经滚剪机将铸坯按照规定尺寸剪切，后再经过输送辊线上移动的同时，喷淋冷却装置喷出强大的水流使铸造铝合金得以快速冷却，最后将剪切、冷却好的铸造铝合金输送到堆垛机链板上，进行堆垛、打捆、包装。

本生产方法生产的AL-Si系铸造铝合金与水平模铸造生产方式、热顶模垂直铸造生产方式的产品品质对比，见下表：

所用设备包括熔炼炉、静置炉、铸造机、冷却水系统、矫直机、引坯机、滚码机和铝锭冷却堆垛系统等（均为现有设备）。

Claims (1)

1.一种AL-Si系合金生产方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）在熔炉中加入铝液、铝锭，温度控制在730～760℃之间；

（2）添加硅和中间合金，先将金属硅添加到熔炼炉内熔炼，在730～760℃的温度下用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，待充分溶解后，再将中间合金添加到熔炼炉内，在730～760℃的温度下再用电磁搅拌彻底、均匀搅拌半小时，确保添加的原辅料完全溶解，使AL—Si系铸造铝合金化学成份符合要求；

（3）将配制好的铝熔体进行除渣、除气处理，除气用粉末精炼剂和氮气进行，以获得纯洁度较高的铝熔体，静置时间不少于20分钟；

（4）浇铸：浇铸温度控制在640±20℃，浇铸速度为控制电机转速在500±20rpm，浇铸铝液进入结晶轮组成的膜腔内，并在结晶轮的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水，采用四面12个区域配置冷却水，冷却水温度：30±10℃，压力：0.3～0.7 Mpa；冷却水外冷区水流量：40-56 m3/h；内冷区水流量：26-35 m3/h；外侧冷区水流量：12-18 m3/h；内侧冷区水流量：11-16 m3/h；

（5）浇铸后进行矫直、滚码、剪切后、经过输送辊线上移动的同时，喷淋冷却装置喷出强大的水流使铸造铝合金得以快速冷却，冷却好的铸造铝合金输送到堆垛机链板上，进行堆垛、打捆、包装。

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