CN102251135A - 一种改进的铝液精炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的铝液精炼工艺，采用炉内精炼和浇包内精炼两个步骤。先将铝合金锭在熔铝炉中熔化，控制铝液温度在760-780℃之间，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将30-50wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入15-45kg/次，还原精炼剂加入速度为1-1.5kg/min，每次精炼5-35min，压力控制在0.01-0.08MPa，每8个小时精炼2-5次。炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入1-2.5kg的常规清渣剂，在浇包底部放置0.020-0.040wt%Al-Sr中间合金和0.4-0.5wt%Al-Ti-C细化剂，同时采用浇包底部透气砖除气，除气时间为5-8min。除气结束后用专用工具扒渣。

Description

一种改进的铝液精炼工艺
技术领域
本发明涉及熔炼工艺，特别涉及一种添加铝合金回炉料的铝液精炼工艺。
背景技术
随着铝合金回炉料的回收利用，氧化夹杂物(Al2O3)严重影响铝液纯洁度，导致铸件产生气泡、气孔、夹渣、缩松等缺陷，直接影响铝及铝合金材料的使用性能。因此，去除铝液中的气体和夹渣，改善铝合金的熔炼工艺以提高铝液的纯洁度，是铝及铝合金熔体净化处理的重要研究课题。
除渣和除气是铝合金熔体净化处理的两个重点和难点。在净化处理过程中所用的熔剂需装入精炼筐中送入炉内熔体里进行除渣，这种传统的熔剂在实际应用时造渣效果不佳且操作不方便，因而铝熔体中的氧化夹渣除不尽，所形成的渣又不易与铝熔体分离，而且渣中含有较多的铝液，造成金属浪费。
低压铸造铝合金轮毂由于形状比较复杂，对铝合金的利用率较低，产生了大量铝合金回炉料，加之对外观质量和机械性能要求比较高，因此对熔炼工艺要求更加严格。很多文献中都提到了铝合金熔炼方面的工艺，但大多数文献是在实验室条件下得到的结论，或者是浇注小铸件的工艺。而对加入铝合金回炉料后的熔炼工艺提及的很少，即使少数文章中提及的工艺也由于设备昂贵和成本高，在轮毂制造工厂的实际生产中难于实现。因此，在高回炉料比例的铝合金轮毂制造过程中，更加需要改进精炼工艺。
发明内容
本发明的目的在于，通过改进添加铝合金回炉料后铝液的精炼工艺，解决低压铸造铝合金轮毂的夹渣问题。
本发明采用的技术方案如下：本发明采用炉内精炼和浇包内精炼两个步骤：先将铝合金锭在熔铝炉中熔化，控制铝液温度在760-780℃之间，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将30-50wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入15-45kg/次，还原精炼剂加入速度为1-1.5kg/min，每次精炼5-35min，压力控制在0.01-0.08MPa，每8小时精炼2-5次。炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入1-2.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为5-8min。除气2.5-4min后，将0.020-0.040wt%Al-Sr中间合金和0.4-0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包。除气结束后用专用工具扒渣。
铝屑采用喷吹方式加入到铝液中，喷吹方向与水平面夹角为45°-90°。喷出铝屑位置距离铝液表面5-15cm。
本发明与其他精炼工艺相比，其优点在于：降低生产成本；提高轮毂的成品率；铝屑在空气中暴露时间短，熔炼周期时间可以降低8-10%，能耗降低6-10%，如果熔炉投料比控制得好，铝灰形成可以下降10-12%。
附图说明
 图1为经还原精炼剂精炼后上述A356铝合金铸锭的低倍显微组织。
图2经还原精炼剂精炼后上述A356铝合金铸锭的高倍显微组织。
图3为添加30wt％铝屑的A356铝合金轮辐部位的显微组织。
图4为还原精炼剂精炼后上述A356铝合金轮辐部位的显微组织。
图5为添加50wt％铝屑的A356铝合金轮辐部位的显微组织。
图6为经还原精炼剂精炼后上述A356铝合金轮辐部位的显微组织。
具体实施方式
实施例1。
将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将30wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，铝屑采用喷吹方式加入到铝液中，喷吹方向与水平面夹角为45°-90°。喷出铝屑位置距离铝液表面5-15cm。
使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入30kg/次，还原精炼剂加入速度为1kg/min，每次精炼30min，压力控制在0.06MPa，每8个小时精炼2次。炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入1.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min。除气4min后，将0.02wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包。除气结束后用专用工具扒渣。最后取样测氢及化学成分分析。合格的铝液供给低压铸造机使用。
实施例2。
将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将40wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入35kg/次，还原精炼剂加入速度为1.5kg/min，每次精炼35min，压力控制在0.06MPa，每8个小时精炼3次。炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入2kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min。除气4min后，将0.02wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包。除气结束后用专用工具扒渣。最后取样测氢及化学成分分析。合格的铝液供给低压铸造机使用。
实施例3。
将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将50wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入35kg/次，还原精炼剂加入速度为1.5kg/min，每次精炼35min，压力控制在0.06MPa，每8个小时精炼5次。炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入2.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min。除气4min后，将0.025wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包。除气结束后用专用工具扒渣。最后取样测氢及化学成分分析。合格的铝液供给低压铸造机使用。
从图1、图2可以看出：经还原精炼剂精炼后A356铝合金铸锭组织均匀细小，变质充分，无夹渣及其它缺陷。
从图3、图5可以看出：添加铝屑的A356铝合金轮辐部位显微组织，氧化铝夹渣物分布在缩松处。
从图4、图6可以看出：还原精炼剂精炼后A356铝合金轮辐部位的显微组织，氧化铝夹夹渣已被还原分解。
以上3个实施例生产的铝合金轮毂轮辐部位的延伸率见表1。
表1 铝合金轮毂延伸率对比

Claims (5)

1.一种改进的铝液精炼工艺，其特征在于：采用炉内精炼和浇包内精炼两个步骤：(a)先将铝合金锭在熔铝炉中熔化，控制铝液温度在760-780℃之间，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将30-50wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入15-45kg/次，还原精炼剂加入速度为1-1.5kg/min，每次精炼5-35min，压力控制在0.01-0.08MPa，每8小时精炼2-5次；(b)炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入1-2.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部透气砖除气，除气时间为5-8min，除气2.5-4min后，将0.020-0.040wt%Al-Sr中间合金和0.4-0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包，除气结束后用专用工具扒渣。
2.根据权利要求1所述一种改进的铝液精炼工艺，其特征在于：铝屑采用喷吹方式加入到铝液中，喷吹方向与水平面夹角为45°-90°，喷出铝屑位置距离铝液表面5-15cm。
3.按照权利要求1所述的一种改进的铝液精炼工艺，其特征在于：将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将30wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部， 使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入30kg/次，还原精炼剂加入速度为1kg/min，每次精炼30min，压力控制在0.06MPa，每8小时精炼2次；炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入1.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min，除气4min后，将0.02wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包，除气结束后用专用工具扒渣。
4.按照权利要求1所述的一种改进的铝液精炼工艺，其特征在于：将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将40wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入35kg/次，还原精炼剂加入速度为1.5kg/min，每次精炼35min，压力控制在0.06MPa，每8小时精炼3次；炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入2kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min，除气4min后，将0.02wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包，除气结束后用专用工具扒渣。
5.按照权利要求1所述的一种改进的铝液精炼工艺，其特征在于：将铝合金锭在熔铝炉中熔化，铝液温度为770℃，在高纯氮气或其他惰性气体的保护下，将50wt%铝屑加入到快速旋转的铝液内部，使用铝合金复合精炼器对熔铝炉内铝液进行精炼除渣，常规清渣剂加入35kg/次，还原精炼剂加入速度为1.5kg/min，每次精炼35min，压力控制在0.06MPa，每8小时精炼5次，炉内精炼的铝液倒入浇包的过程中，在流槽内加入2.5kg的常规清渣剂，同时采用浇包底部氮气除气，除气时间为8min，除气4min后，将0.025wt%Al-Sr中间合金和0.5wt%Al-Ti-C细化剂放入浇包，除气结束后用专用工具扒渣。
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