CN111424182A - 一种再生铝熔铸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生铝熔铸工艺。该再生铝熔铸工艺中采用深床过滤，深床过滤介质填充方法如下：第一层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；第二层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；第三层为3目至6目和/或2目至4目的氧化铝颗粒，其装填高度350mm至400mm；第四层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；第五层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm。该再生铝熔铸工艺能够控制再生铝溶体中的渣含量满足3104铝合金罐身料的生产要求。而且，该再生铝熔铸工艺中，通过成分控制、温度控制、氢含量控制、渣含量控制等控制过程，能够使再生铝溶体成分控制稳定，熔体氢含量和渣含量满足3104铝合金罐身料的生产要求，从而降低3104铝合金罐身料生产成本。

Description

一种再生铝熔铸工艺
技术领域
本发明涉及铝合金熔铸技术领域，特别涉及一种再生铝熔铸工艺。
背景技术
3104铝合金由于其比重小，延展性高、强度高、制耳率低等优点，广泛应用于食品包装领域易拉罐罐身料的制作，且需求量巨大，约占全球铝总消耗量的15％左右。由3104铝合金制作而成的罐身料，我们称为“3104铝合金罐身料”。
现有技术中，废弃的易拉罐一般都降级使用成为附加值较低的铸铝合金。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种再生铝熔铸工艺，能够将再生铝用于3104铝合金罐身料，以降低3104铝合金罐身料的生产成本，且保证产品质量稳定可靠。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种再生铝熔铸工艺，所述再生铝熔铸工艺中采用深床过滤(即采用深床滤池对再生铝溶体进行过滤)，深床过滤介质填充方法如下：
第一层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第二层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第三层为3目至6目和/或2目至4目的氧化铝颗粒，其装填高度350mm至400mm；
第四层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第五层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm。
在上述再生铝熔铸工艺中，采用的精炼方法为：
精炼气体采用氮气和氯气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
或者，在上述再生铝熔铸工艺中，采用的精炼方法为：
精炼气体采用氩气和氯气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
或者，在上述再生铝熔铸工艺中，采用的精炼方法为：
精炼气体采用氮气或氩气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
此外，所述再生铝熔铸工艺包括以下步骤：
步骤S1：控制再生铝熔体中的各成分在预设占比范围内；
步骤S2：控制所述再生铝熔体的温度在预设温度范围内；
步骤S3：控制所述再生铝熔体的液态氢含量在预设氢含量范围内；
步骤S4：控制所述再生铝熔体过滤后的熔体渣含量在预设渣含量范围内。具体地，所述再生铝熔体中，各成分及其预设占比范围分别为：
质量分数为0.2％至0.4％的Si；
质量分数为0.35％至0.55％的Fe；
质量分数为0.15％至0.25％的Cu；
质量分数为0.75％至0.95％的Mn；
质量分数为1.1％至1.6％的Mg；
质量分数为0至0.03％的Ti；
质量分数为0至0.0005％的Na；
其他单个杂质元素的质量分数均为0至0.05％。
具体地，再生铝占炉料比例的上限不大于80％。
具体地，所述预设温度范围为700℃至780℃；
具体地，所述预设氢含量范围为0至0.15ml/100gAl；
具体地，所述预设渣含量范围为0至0.03mm2/kg。
具体地，所述再生铝熔铸工艺利用再生铝生产3104铝合金罐身料。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的再生铝熔铸工艺中采用深床过滤，并对深床过滤介质填充方法进行了创新性设计，从而能够控制再生铝溶体中的渣含量满足3104铝合金罐身料的生产要求，例如能够控制过滤后的再生铝溶体渣含量不大于0.03mm2/kg。
而且，该再生铝熔铸工艺利用再生铝生产3104铝合金罐身料，其成分控制稳定，熔体氢含量和渣含量均可满足3104铝合金罐身料的生产要求。从而，通过该再生铝熔铸工艺，能使再生铝用于3104铝合金罐身料的产品质量稳定可靠，从而降低3104铝合金罐身料的生产成本。
具体实施方式
第一具体实施例
本发明第一具体实施例提供了一种再生铝熔铸工艺，主要包括如下步骤：
再生铝分选→熔炼→预处理→熔炼→精炼→在线处理→铸造。
在上述再生铝熔铸工艺中，采用深床过滤，深床过滤介质填充方法如下：
第一层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第二层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第三层为3目至6目的氧化铝颗粒，或者，第三层为2目至4目的氧化铝颗粒，或者，第三层为3目至6目的氧化铝颗粒和2目至4目的氧化铝颗粒两种颗粒混合装填，第三层装填高度350mm至400mm；
第四层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第五层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm。
其中，需要说明的是：1/2”表示1/2英寸，即4分；3/4”表示3/4英寸，即6分。1英寸＝25.4毫米＝8分。
此外，还需要说明的是：本文中所说的3/4”氧化铝球，是指球体直径为3/4英寸的氧化铝球，或是体积与其相近的氧化铝球颗粒；本文中所说的1/2”氧化铝球，是指球体直径为1/2英寸的氧化铝球，或是体积与其相近的氧化铝球颗粒；上述“装填高度”也可称为“装填厚度”。
可见，本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺中采用深床过滤，并对深床过滤介质填充方法进行了创新性设计，从而能够控制再生铝溶体中的渣含量满足3104铝合金罐身料的生产要求，例如能够控制过滤后的再生铝溶体渣含量≤0.03mm2/kg。
进一步地，在上述再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：精炼气体采用氮气和氯气；精炼时间≥30min；气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。具体可参见下表。
精炼气体 精炼时间 气体流量
氮气+氯气 ≥30min 8-16Nm<sup>3</sup>/h
进一步地，上述生铝熔铸工艺包括以下步骤S1至S4。
步骤S1：控制再生铝熔体中的各成分在预设占比范围内。
具体地，熔铸过程中，再生铝占炉料比例的上限不大于80％。而且，再生铝熔体中，各成分及其预设占比范围分别为：质量分数为0.2％至0.4％的Si；质量分数为0.35％至0.55％的Fe；质量分数为0.15％至0.25％的Cu；质量分数为0.75％至0.95％的Mn；质量分数为1.1％至1.6％的Mg；质量分数为0至0.03％的Ti；质量分数为0至0.0005％的Na；其他单个杂质元素的质量分数均为0至0.05％。具体可参见下表。
Figure BDA0002463130900000041
步骤S2：控制再生铝熔体的温度在预设温度范围内，该预设温度范围为700℃至780℃。
步骤S3：控制再生铝熔体的液态氢含量在预设氢含量范围内，该预设氢含量范围为0至0.15ml/100gAl。
步骤S4：控制再生铝熔体过滤后的熔体渣含量在预设渣含量范围内，该预设渣含量范围为0至0.03mm2/kg。
综上可见，本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺，能够利用再生铝生产3104铝合金罐身料，其成分控制稳定，熔体氢含量、渣含量可满足3104铝合金罐身料的生产要求。从而，通过本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺，能使再生铝用于3104铝合金罐身料的产品质量稳定可靠，从而降低3104铝合金罐身料的生产成本。
第二具体实施例
本发明第二具体实施例提供了一种再生铝熔铸工艺，其与本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺的区别仅在于采用的精炼方法不同。本发明第二具体实施例提供的再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：精炼气体采用氩气和氯气；精炼时间≥30min；气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。具体可参见下表。
精炼气体 精炼时间 气体流量
氩气+氯气 ≥30min 8-16Nm<sup>3</sup>/h
第三具体实施例
本发明第三具体实施例提供了一种再生铝熔铸工艺，其与本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺的区别仅在于采用的精炼方法不同。本发明第三具体实施例提供的再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：精炼气体采用氮气；精炼时间≥30min；气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。具体可参见下表。
精炼气体 精炼时间 气体流量
氮气 ≥30min 8-16Nm<sup>3</sup>/h
第四具体实施例
本发明第四具体实施例提供了一种再生铝熔铸工艺，其与本发明第一具体实施例提供的再生铝熔铸工艺的区别仅在于采用的精炼方法不同。本发明第四具体实施例提供的再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：精炼气体采用氩气；精炼时间≥30min；气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。具体可参见下表。
精炼气体 精炼时间 气体流量
氩气 ≥30min 8-16Nm<sup>3</sup>/h
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺中采用深床过滤，深床过滤介质填充方法如下：
第一层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第二层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第三层为3目至6目和/或2目至4目的氧化铝颗粒，其装填高度350mm至400mm；
第四层为1/2”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm；
第五层为3/4”氧化铝球，其装填高度20mm至30mm。
2.根据权利要求1所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：
精炼气体采用氮气和氯气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
3.根据权利要求1所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：
精炼气体采用氩气和氯气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺中采用的精炼方法为：
精炼气体采用氮气或氩气；
精炼时间≥30min；
气体流量为8Nm3/h至16Nm3/h。
5.根据权利要求1所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺包括以下步骤：
步骤S1：控制再生铝熔体中的各成分在预设占比范围内；
步骤S2：控制所述再生铝熔体的温度在预设温度范围内；
步骤S3：控制所述再生铝熔体的液态氢含量在预设氢含量范围内；
步骤S4：控制所述再生铝熔体过滤后的熔体渣含量在预设渣含量范围内。
6.根据权利要求5所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔体中，各成分及其预设占比范围分别为：
质量分数为0.2％至0.4％的Si；
质量分数为0.35％至0.55％的Fe；
质量分数为0.15％至0.25％的Cu；
质量分数为0.75％至0.95％的Mn；
质量分数为1.1％至1.6％的Mg；
质量分数为0至0.03％的Ti；
质量分数为0至0.0005％的Na；
其他单个杂质元素的质量分数均为0至0.05％。
7.根据权利要求6所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，再生铝占炉料比例的上限不大于80％。
8.根据权利要求5所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述预设温度范围为700℃至780℃；
和/或，所述预设氢含量范围为0至0.15ml/100gAl；
和/或，所述预设渣含量范围为0至0.03mm2/kg。
9.根据权利要求1至8任一项所述的再生铝熔铸工艺，其特征在于，所述再生铝熔铸工艺利用再生铝生产3104铝合金罐身料。
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