CN106756155A - 牺牲阳极连续熔铸工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于牺牲阳极熔铸领域，具体涉及一种牺牲阳极连续熔铸工艺，包括以下步骤：炉前准备；连续熔炼炉中连续投放基料，熔炼，得到基料熔液；进入保温炉的基料熔液重量达到设定值时，停止供液；向基料熔液中先后加入合金元素、铝铍合金，进行永磁搅拌，得到合金熔液；静置，取样，经分析合格后，向浇铸模具中浇铸合金熔液，冷却，得到成品。本发明能够实现基料的连续投放，同时能够有效控制保温炉中进入浇铸一个牺牲阳极所需的基料熔液量，从而能够实现连续化生产，提高传统牺牲阳极的熔铸效率；通过先加入合金元素、待合金元素与基料熔液熔融后加入铝铍合金的方式，能够使晶粒细化，使生产出来的牺牲阳极成分均匀，且无裂纹。

Description

牺牲阳极连续熔铸工艺

技术领域

本发明涉及一种牺牲阳极连续熔铸工艺，属于牺牲阳极熔铸领域。

背景技术

目前，传统牺牲阳极在熔炼时，都是采用熔炼炉将一个牺牲阳极所需基料进行熔炼，然后使所得基料熔液流入保温炉中搅拌并得得合金熔液，最终浇铸得到牺牲阳极成品。但在传统工艺中存在以下两个主要问题：

1、牺牲阳极的生产效率低，无法实现连续化生产；

2、通过传统工艺得到的牺牲阳极中常存在成分不均匀以及裂纹等缺陷，在后期投入使用时，就容易出现对阴极保护性能较差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够实现牺牲阳极的连续化生产、提高生产效率的牺牲阳极连续熔铸工艺，通过该工艺生产出的牺牲阳极的成分均匀、无裂纹。

本发明所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，具体包括以下步骤：

①确定牺牲阳极熔铸的配料，做好炉前准备工作；

②通过自动上料机构连续向连续熔炼炉中投放基料进行熔炼(此步骤是连续的)，达到750℃～800℃，得到熔融的基料熔液；

③熔炼出的基料熔液流入保温炉中，当保温炉中显示的基料熔液重量达到设定值时，停止基料熔液的供料；

④将熔点高于600℃的合金元素推入保温炉的基料熔液中，而熔点低于600℃的合金元素经石墨筒投入保温炉的基料熔液中，待30s～90s后，再经石墨筒将铝铍合金投入保温炉的基料熔液中，进行20min～25min永磁搅拌，得到合金熔液；

⑤将合金熔液静置10min～15min，使合金静化，进行扒渣处理；

⑥分别从合金熔液的上层、中层、下层进行取样分析，如果样品不合格，则进行成分分析，再重新熔炼，直至合格；

⑦向布置好铁芯的浇铸模具中浇铸合金熔液，冷却，得到牺牲阳极成品。

优选的，所述的步骤①中的炉前准备工作具体包括以下步骤：

第一：先把连续熔炼炉以及保温炉进行清炉以及炉壁上的杂物质，这样避免进入熔液里面杂质，还提高熔炼时间，保证了牺牲阳极的内在质量；

第二：在浇铸模具的内腔表面喷涂一层氧化锌涂料，之后将浇铸模具预热到350℃～450℃，以方便取出阳极，在预热浇铸模具的同时，把铁芯加热至300℃±50℃，如不加热到指定温度，熔铸的阳极内会产生气孔、裂纹，达不到产品技术要求；

第三：计算配料比例。

优选的，所述的步骤⑦中，浇铸前，将浇铸模具放置在流动水槽内，浇铸后向流动水槽内流动式充入合适温度的水，进行冷却，设定冷却时间为5min。

优选的，所述的步骤③和步骤④之间增加精炼步骤，具体步骤如下：

第一：将石墨筒插入基料熔液中，向石墨筒内吹喷打渣剂，打渣剂用量占基料熔液的0.5％～0.9％，吹喷完毕后，取出石墨筒；

第二：在750℃～800℃下，精炼20～25min；

第三：精炼完毕后采取保温措施，静置10～15min后，扒除表层氧化渣。

优选的，步骤⑦完成后，再重复步骤③～步骤⑦，实现牺牲阳极的连续熔铸，摒弃了传统牺牲阳极的熔铸工艺，每次可节约2-3小时，提高了生产效率。

本牺牲阳极连续熔铸工艺中所述的连续熔炼炉的炉体上端具有上料口，对应上料口设置自动上料机构，炉体下部设有出料口，出料口处安装阀门，对应出料口连接有流槽，流槽的另一端位于保温炉的入料口处；自连续熔炼炉一侧向保温炉一侧，流槽向下倾斜；保温炉上设有自动称重器和与自动称重器匹配的称重显示器；保温炉的下方设有永磁搅拌机，保温炉炉体上设有投料门，在保温炉下部出口处设置向下倾斜的浇铸流槽，浇铸流槽的下端正对浇铸模具的浇口；连续熔炼炉和保温炉上均设有天然气喷头。

优选的，所述的浇铸流槽由两节浇铸流槽槽体组成，第一节浇铸流槽槽体固定在保温炉的下部出口位置，第二节浇铸流槽槽体位于第一节浇铸流槽槽体的出料口下方，其铰接在一固定支架上。通过将浇铸流槽设计成上、下两节，一方面，能够防止浇铸合金溶液固定冲刷铁芯时间过长导致的铁芯局部过热、铁芯变形的问题，另一方面，能够防止流出浇铸合金溶液速度过快导致的牺牲阳极内部空隙多的问题。由于第二节浇铸流槽槽体铰接在固定支架上，因此能够上下摆动，进而调节第二节浇铸流槽槽体出料口的高度，使其适用于不同高度的浇口。进一步优选的，所述的第二节浇铸流槽槽体上具有把手。

优选的，所述的浇铸模具置于流动水槽中，流动水槽中设有温度传感器。

优选的，所述的浇铸模具包括上模具盖和下模具体，上模具盖盖在下模具体上，上模具盖上具有浇口，浇口的高度高于上模具盖，浇口内具有上宽下窄的锥形，下模具体的左右两端均设有外凸的手持端，便于下模具体的移动。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明中，通过设置连续熔炼炉，能够实现基料的连续投放，同时保温炉上通过自动称重器和称重显示器能够将保温炉内熔液量实时显现，从而能够有效控制保温炉中进入浇铸一个牺牲阳极所需的基料熔液量，实现连续化生产，提高传统牺牲阳极的熔铸效率。而且，在本发明中，通过先加入合金元素，待合金元素与基料熔液熔融后，再加入铝铍合金的方式，能够使晶粒细化，使生产出来的牺牲阳极化学成分均匀、电化学性能好、无裂纹；通过将浇铸流槽设计成上、下两节，第一节固定、第二节能够上下摆动，能够保证牺牲阳极体内部基本无气孔，同时可以适用于不同高度的浇口。

附图说明

图1是通过本发明中所用连续熔炼炉、保温炉及浇铸模具的结构示意图。

图中：1、连续熔炼炉；2、上料口；3、天然气喷头；4、流槽；5、保温炉；6、永磁搅拌机；7、第一节浇铸流槽槽体；8、固定支架；9、第二节浇铸流槽槽体；10、把手；11、浇口；12、浇铸模具；13、手持端；14、流动水槽。

具体实施方式

下面对本发明的实施例做进一步描述：

本发明中采用连续熔炼炉1、保温炉5及浇铸模具12来制备牺牲阳极，具体如图1所示，连续熔炼炉1的炉体上端具有上料口2，对应上料口2设置自动上料机构，炉体下部设有出料口，出料口处安装阀门，对应出料口连接有流槽4，流槽4的另一端位于保温炉5的入料口处；自连续熔炼炉1一侧向保温炉5一侧，流槽4向下倾斜；保温炉5上设有自动称重器和与自动称重器匹配的称重显示器；保温炉5的下方设有永磁搅拌机6，保温炉5炉体上设有投料门，在保温炉5下部出口处设置向下倾斜的浇铸流槽，浇铸流槽的下端正对浇铸模具12的浇口11；浇铸模具12置于流动水槽14中，流动水槽14中设有温度传感器；浇铸模具12包括上模具盖和下模具体，上模具盖盖在下模具体上，上模具盖上具有浇口11，浇口11的高度高于上模具盖，浇口11内具有上宽下窄的锥形，下模具体的左右两端均设有外凸的手持端13。本实施例中，浇铸流槽由两节浇铸流槽槽体组成，第一节浇铸流槽槽体7固定在保温炉5的下部出口位置，第二节浇铸流槽槽体9位于第一节浇铸流槽槽体7的出料口下方，在第一节浇铸流槽槽体7下方固定有固定支架8，第二节浇铸流槽槽体9与固定支架8铰接(可采用以下具体实现方式——在第二节浇铸流槽槽体9的底部以及固定支架8上方均设有铰接用耳板，铰接轴穿入各铰接用耳板中，从而实现第二节浇铸流槽槽体9与固定支架8的铰接)；第二节浇铸流槽槽体9上具有把手10。

本发明借助上述结构来实现牺牲阳极的连续熔铸，本实施例中以生产铝合金牺牲阳极为例，对本发明进行如下描述：

牺牲阳极连续熔铸工艺，具体包括以下步骤：

1、确定牺牲阳极熔铸的配料，做好炉前准备工作：

①先把连续熔炼炉1以及保温炉5进行清炉以及炉壁上的杂物质；

②在浇铸模具12的内腔表面喷涂一层氧化锌涂料，之后将浇铸模具12预热到350℃～450℃，在预热浇铸模具12的同时，把铁芯加热至300℃±50℃；

③计算配料比例。

2、通过自动上料机构连续向连续熔炼炉1中投放铝锭(即基料)进行熔炼，达到750℃～800℃，得到熔融的铝液；

3、熔炼出的铝液流入保温炉5中，当保温炉5中显示的铝液重量达到设定值时，停止铝液的供入；

4、将石墨筒插入铝液中，向石墨筒内吹喷打渣剂，打渣剂用量占铝液的0.5％～0.9％，吹喷完毕后，取出石墨筒，在750℃～800℃下，精炼20～25min，精炼完毕后采取保温措施，静置10～15min后，扒除表层氧化渣；

5、将熔点高于600℃的合金元素推入保温炉5的铝液中，而熔点低于600℃的合金元素经石墨筒投入保温炉5的铝液中，待30s～90s后，再经石墨筒将铝铍合金投入铝液中，进行20min～25min的永磁搅拌，得到合金熔液；

6、将合金熔液静置10min～15min，使合金静化，进行扒渣处理；

7、分别从合金熔液的上层、中层、下层进行取样分析，如果样品不合格，则进行成分分析，再重新熔炼，直至合格；

8、向布置好铁芯的浇铸模具12中浇铸合金熔液，浇铸后向流动水槽14内流动式充入合适温度的水，进行冷却，设定冷却时间为5min，最终得到牺牲阳极成品。

待步骤8完成后，再重复步骤3～步骤8，实现牺牲阳极的连续熔铸。

Claims (10)

1.一种牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

①确定牺牲阳极熔铸的配料，做好炉前准备工作；

②通过自动上料机构连续向连续熔炼炉(1)中投放基料进行熔炼，达到750℃～800℃，得到熔融的基料熔液；

③熔炼出的基料熔液流入保温炉(5)中，当保温炉(5)中显示的基料熔液重量达到设定值时，停止基料熔液的供料；

④将熔点高于600℃的合金元素推入保温炉(5)的基料熔液中，而熔点低于600℃的合金元素经石墨筒投入保温炉(5)的基料熔液中，待30s～90s后，再经石墨筒将铝铍合金投入保温炉(5)的基料熔液中，进行20min～25min永磁搅拌，得到合金熔液；

⑤将合金熔液静置10min～15min，使合金静化，进行扒渣处理；

⑥分别从合金熔液的上层、中层、下层进行取样分析，如果样品不合格，则进行成分分析，再重新熔炼，直至合格；

⑦向布置好铁芯的浇铸模具(12)中浇铸合金熔液，冷却，得到牺牲阳极成品。

2.根据权利要求1所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的步骤①中的炉前准备工作具体包括以下步骤：

第一：先把连续熔炼炉(1)以及保温炉(5)进行清炉以及炉壁上的杂物质；

第二：在浇铸模具(12)的内腔表面喷涂一层氧化锌涂料，之后将浇铸模具(12)预热到350℃～450℃，在预热浇铸模具(12)的同时，把铁芯加热至300℃±50℃；

第三：计算配料比例。

3.根据权利要求1或2所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的步骤⑦中，浇铸前，将浇铸模具(12)放置在水槽内，浇铸后向水槽内流动式充入合适温度的水，进行冷却，设定冷却时间为5min。

4.根据权利要求1所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的步骤③和步骤④之间增加精炼步骤，具体步骤如下：

第一：将石墨筒插入基料熔液中，向石墨筒内吹喷打渣剂，打渣剂用量占基料熔液的0.5％～0.9％，吹喷完毕后，取出石墨筒；

第二：在750℃～800℃下，精炼20～25min；

第三：精炼完毕后采取保温措施，静置10～15min后，扒除表层氧化渣。

5.根据权利要求1、2或4所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：步骤⑦完成后，再重复步骤③～步骤⑦，实现牺牲阳极的连续熔铸。

6.根据权利要求1所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的连续熔炼炉(1)的炉体上端具有上料口(2)，对应上料口(2)设置自动上料机构，炉体下部设有出料口，出料口处安装阀门，对应出料口连接有流槽(4)，流槽(4)的另一端位于保温炉(5)的入料口处；自连续熔炼炉(1)一侧向保温炉(5)一侧，流槽(4)向下倾斜；保温炉(5)上设有自动称重器和与自动称重器匹配的称重显示器；保温炉(5)的下方设有永磁搅拌机(6)，保温炉(5)炉体上设有投料门，在保温炉(5)下部出口处设置向下倾斜的浇铸流槽，浇铸流槽的下端正对浇铸模具(12)的浇口(11)；连续熔炼炉(1)和保温炉(5)上均设有天然气喷头(3)。

7.根据权利要求6所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的浇铸流槽由两节浇铸流槽槽体组成，第一节浇铸流槽槽体(7)固定在保温炉(5)的下部出口位置，第二节浇铸流槽槽体(9)位于第一节浇铸流槽槽体(7)的出料口下方，其铰接在一固定支架(8)上。

8.根据权利要求7所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的第二节浇铸流槽槽体(9)上具有把手(10)。

9.根据权利要求6所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的浇铸模具(12)置于流动水槽(14)中，流动水槽(14)中设有温度传感器。

10.根据权利要求6～9中任一所述的牺牲阳极连续熔铸工艺，其特征在于：所述的浇铸模具(12)包括上模具盖和下模具体，上模具盖盖在下模具体上，上模具盖上具有浇口(11)，浇口(11)的高度高于上模具盖，浇口(11)内具有上宽下窄的锥形，下模具体的左右两端均设有外凸的手持端(13)。