廢鋁熔煉鋁錠的工藝流程

山東省泰市鑄友熱處理設(shè)備山東省泰市鑄友熱處理設(shè)備再生鋁熔煉工藝特點再生鋁熔煉工藝特點再生鋁是以回收來的廢鋁零件或生產(chǎn)鋁制品過程中的邊角料以及廢鋁線等生產(chǎn)也就是在這樣的形式下應(yīng)運而生并具有極好的前景。由于再生鋁的原材料主要是廢雜鋁料，廢雜鋁中有廢鋁鑄件〔以由于再生鋁的原材料主要是廢雜鋁料，廢雜鋁中有廢鋁鑄件〔以Al-Si為主、廢鋁鍛件〔Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金、型材〔Al-Mn、Al-Mg細(xì)，歸類得越準(zhǔn)確，再生鋁的化學(xué)成分掌握就越簡潔實現(xiàn)?！硰U電纜線〔以純鋁為主〕等各種各樣料，有時甚至混雜入一些非鋁合金的廢零件〔如n、b合金等，這就給再生鋁的配制帶來了極大的不便。如何把這種多種成分簡單的原材料配制成成分合格的再生鋁錠是再生鋁生產(chǎn)的核心細(xì)，歸類得越準(zhǔn)確，再生鋁的化學(xué)成分掌握就越簡潔實現(xiàn)。廢鋁零件往往有不少鑲嵌件，這些鑲嵌件都是些以鋼或銅合金為主的非鋁〔俗稱扒鐵工序Fe、Cu各地收集來的廢雜鋁料由于各種緣由其外表不免有污垢，有些還嚴(yán)峻銹蝕，鋁的冶金質(zhì)量。去除這些渣相及氧化夾雜也是再生鋁熔煉工藝中重要的工序之鋁的冶金質(zhì)量。去除這些渣相及氧化夾雜也是再生鋁熔煉工藝中重要的工序之惰性氣體進(jìn)一步強化精煉效果，可有效的去除鋁熔液中的夾雜。 含氣量是獲得高質(zhì)量再生鋁的重要措施。含氣量是獲得高質(zhì)量再生鋁的重要措施。再生鋁原材料組成 1、廢雜鋁來源1、廢雜鋁來源鋁，二是國內(nèi)產(chǎn)生的廢雜鋁。 進(jìn)口廢雜鋁類清楚外大多數(shù)是混雜的。一般可以分為以下幾大類：類清楚外大多數(shù)是混雜的。一般可以分為以下幾大類：①單一品種的廢鋁①單一品種的廢鋁且都是批量進(jìn)口，因此是優(yōu)質(zhì)的再生鋁原料。且都是批量進(jìn)口，因此是優(yōu)質(zhì)的再生鋁原料。②廢雜鋁切片 爐熔煉，少量的檔次較低的切片含不同數(shù)量的其他雜質(zhì)，一般含廢鋁再80%～歡送，一般大型再生鋁廠均以切片為主要原料。歡送，一般大型再生鋁廠均以切片為主要原料。種廢料。③混雜的廢鋁料③混雜的廢鋁料于分選。此類廢料在冶煉之前必需經(jīng)過預(yù)分選處理，即人工挑出廢鋼和其他雜質(zhì)。于分選。此類廢料在冶煉之前必需經(jīng)過預(yù)分選處理，即人工挑出廢鋼和其他雜質(zhì)。④燃燒后的含鋁碎鋁料 此種鋁料是檔次較低的一種含鋁廢料，主要是各種報廢家用電器等的粉碎此種鋁料是檔次較低的一種含鋁廢料，主要是各種報廢家用電器等的粉碎40%～60%左右，其余主要是垃圾10其他物料形成外表玻璃狀的物料，肉眼難以區(qū)分，無法分選。其他物料形成外表玻璃狀的物料，肉眼難以區(qū)分，無法分選。⑤混雜的碎廢鋁料⑤混雜的碎廢鋁料40%～502510%～203～5％。2、國內(nèi)回收的碎廢鋁料2、國內(nèi)回收的碎廢鋁料國內(nèi)回收的廢雜鋁大多純潔，根本不含雜質(zhì)〔人為摻雜除外，根本可分為國內(nèi)回收的廢雜鋁大多純潔，根本不含雜質(zhì)〔人為摻雜除外，根本可分為〔如廢電纜、廢家用餐具、水壺等。廢合金鋁〔如廢飛機鋁、鋁框架等。就生產(chǎn)部門而言，可分為生活廢鋁和工業(yè)廢鋁。工業(yè)廢鋁。①產(chǎn)生于生活領(lǐng)域的廢鋁 如廢家用餐具①產(chǎn)生于生活領(lǐng)域的廢鋁 如廢家用餐具水壺廢鑄鋁鍋盆廢家用電器中〔如廢汽車零部件、廢飛機鋁、廢模具、廢內(nèi)燃機活塞、廢電纜、廢鋁管等。②生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢鋁料 此種廢鋁一般稱為廢料主要包括鋁及其合金鋁料，假設(shè)在企業(yè)產(chǎn)生廢料時能清楚的分類保存，利用價值極高。鋁料，假設(shè)在企業(yè)產(chǎn)生廢料時能清楚的分類保存，利用價值極高。③熔煉鋁和鋁合金生長過程中產(chǎn)生的浮渣 此種廢料即常說的鋁灰但凡有1020%以上。3、廢雜鋁的組成特點3、廢雜鋁的組成特點少到最低程度。廢雜鋁的預(yù)處理廢雜鋁的預(yù)處理1、國內(nèi)廢雜鋁預(yù)處理根本原則1、國內(nèi)廢雜鋁預(yù)處理根本原則廢雜鋁的組成相當(dāng)簡單因此以其作為主要原料進(jìn)展合金的二次加工必需對原材料進(jìn)展必要的預(yù)處理。 解決主要沖突。通常的處理原則是：解決主要沖突。通常的處理原則是：的成分。的成分。對已經(jīng)分類的鋁合金廢料進(jìn)展必要的拆解，去除大塊的非鋁金屬或有機雜對已經(jīng)分類的鋁合金廢料進(jìn)展必要的拆解，去除大塊的非鋁金屬或有機雜質(zhì)。 對原材料進(jìn)展必要的清潔，包括用水或有機溶劑清洗，噴砂等。 經(jīng)過以上處理的廢雜鋁就可以作為合金熔煉的根本原料進(jìn)展使用。經(jīng)過以上處理的廢雜鋁就可以作為合金熔煉的根本原料進(jìn)展使用。2、廢雜鋁預(yù)處理現(xiàn)狀 的爐料，四是使含鋁廢料中的鋁〔含氧化鋁〕得到最經(jīng)濟最合理的利用。的爐料，四是使含鋁廢料中的鋁〔含氧化鋁〕得到最經(jīng)濟最合理的利用。鋁的預(yù)處理也沒有比較先進(jìn)的技術(shù)。從目前來看，主要承受以下幾種預(yù)處理技術(shù)。術(shù)。需要對體積大的廢鋁裂開成符合入爐規(guī)格的料塊。 將其分成鑄造鋁合金、合金鋁和純鋁，然后分別利用。 〔后者大型再生鋁廠一般不用要心因廢銅可增加產(chǎn)值純鋁廢料例如廢鋁線等都是再生熔煉中調(diào)整成分的等原料。分出的廢鋁是混雜的，一般不再細(xì)分。 且廢鋁中的銅等有色金屬大局部都被污染手工分選難度大已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后急爭論先進(jìn)的廢鋁預(yù)處理技術(shù)。 3、先進(jìn)的廢雜鋁預(yù)處理技術(shù)3、先進(jìn)的廢雜鋁預(yù)處理技術(shù)理技術(shù)主要有：污染，分選出地廢紙，廢塑料薄膜一般不宜再連續(xù)分選，可作燃料用。污染，分選出地廢紙，廢塑料薄膜一般不宜再連續(xù)分選，可作燃料用。后才能進(jìn)入磁選工藝。 方法是在專用的熔化爐中加熱，使鋁熔化后扒出廢鋼鐵。③水為介質(zhì)的浮選法分選輕質(zhì)雜質(zhì) 廢雜鋁中夾雜的廢塑料③水為介質(zhì)的浮選法分選輕質(zhì)雜質(zhì) 廢雜鋁中夾雜的廢塑料廢木頭廢橡種簡便易行的方法。種簡便易行的方法。④從廢鋁中分選銅等重有色金屬的技術(shù)。廢鋁中的銅等重有色金屬根本上④從廢鋁中分選銅等重有色金屬的技術(shù)。廢鋁中的銅等重有色金屬根本上效的方法是拋物選礦法。這種方法利用各種體積根本一樣的物體在受到一樣的承受，但昂貴地價格使人望而生畏。國內(nèi)正處于爭論階段。承受，但昂貴地價格使人望而生畏。國內(nèi)正處于爭論階段。法。的旋轉(zhuǎn)使得物料之間相互碰撞和震驚最終炭化物從廢鋁上脫落脫落的炭物一局部在回轉(zhuǎn)窯的一端收集，還有一局部在收塵器中回收。 率的將廢鋁依據(jù)合金的牌號分類到達(dá)廢雜鋁最有效地綜合利用這正是再生鋁技術(shù)中預(yù)處理技術(shù)爭論的進(jìn)展方向。 再生鋁的熔煉再生鋁的熔煉1、熔煉的目的 〔包括主要組元或雜質(zhì)元素含量〔包括主要組元或雜質(zhì)元素含量，保證鑄件得到適當(dāng)組織〔晶粒細(xì)化〕高質(zhì)量合金液。個方面加以掌握。個方面加以掌握。2、熔煉工藝鋁合金熔煉過程如下：鋁合金熔煉過程如下：熔化〔加銅、鋅、硅等〕→扒渣→加鎂、鈹?shù)取鷶嚢琛印{(diào)整成分→攪拌→精煉→扒渣→轉(zhuǎn)爐→精煉變質(zhì)及靜置→鑄造。 裝爐 正確的裝爐方法對削減金屬的燒損及縮短熔煉時間很重要裝爐 正確的裝爐方法對削減金屬的燒損及縮短熔煉時間很重要對于反射坦分布。熔化 熔化過程及熔煉速度對鋁錠質(zhì)量有重要影響熔化 熔化過程及熔煉速度對鋁錠質(zhì)量有重要影響當(dāng)爐料加熱至軟化下榻產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當(dāng)熔煉時間超長時應(yīng)對熔體進(jìn)展二次精產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當(dāng)熔煉時間超長時應(yīng)對熔體進(jìn)展二次精煉。扒渣 當(dāng)爐料全部熔化到熔煉溫度時即可扒渣。扒渣前應(yīng)先撒入粉狀熔劑〔對高鎂合金應(yīng)撒入無鈉熔劑扒渣 當(dāng)爐料全部熔化到熔煉溫度時即可扒渣。扒渣前應(yīng)先撒入粉狀熔劑〔對高鎂合金應(yīng)撒入無鈉熔劑。扒渣應(yīng)盡量徹底，由于有浮渣存在時易污染金屬并增加熔體的含氣量。加鎂與加鈹 扒渣后即可向熔體中參加鎂錠同時應(yīng)加熔劑進(jìn)展掩蓋對0.002%～0.02%的鈹。鈹可利用金屬復(fù)原0.002%～0.02%的鈹。鈹可利用金屬復(fù)原法從鈹氟酸鈉中獲得，鈹氟酸鈉是與熔劑混合參加。攪拌 和調(diào)整成分之后應(yīng)有足夠的時間進(jìn)展攪拌。攪拌要平穩(wěn)，不破壞熔體外表氧化膜。 取樣 熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，?yīng)馬上取樣，進(jìn)展?fàn)t前分析。取樣 熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬螅瑧?yīng)馬上取樣，進(jìn)展?fàn)t前分析。調(diào)整成分 當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時，應(yīng)進(jìn)展補料或沖淡。 熔體的轉(zhuǎn)爐 成分調(diào)整后當(dāng)熔體溫度符合要求時扒出外表浮渣即可轉(zhuǎn)爐。爐。熔體的精煉 變質(zhì)成分不同，凈化變質(zhì)方法也各有不同。熔體的精煉 變質(zhì)成分不同，凈化變質(zhì)方法也各有不同。3、成分調(diào)整的濃度〔活度的濃度〔活度、生成氧化物的性質(zhì)、以及所處的溫度等因素有關(guān)。一般來說，的元素，則能相對的受到“保護(hù)”而損耗少些。的元素，則能相對的受到“保護(hù)”而損耗少些。行相應(yīng)的補償。行相應(yīng)的補償。操作技術(shù)、特別是生成氧化物的性質(zhì)的影響。4、熔煉過程中氣體和氧化物的防止4、熔煉過程中氣體和氧化物的防止?jié)沧⑦^程中留意以下各點：攪入鋁液的外表氧化膜上、爐料外表〔特別是受潮氣腐蝕的爐料、熔化澆注工澆注過程中留意以下各點：①坩鍋和熔化澆注工具 充分預(yù)熱。充分預(yù)熱。②爐料 以除去外表腐蝕層?；貭t料外表常常粘附砂子以除去外表腐蝕層。回爐料外表常常粘附砂子〔2，局部2和鋁液會發(fā)生以下反響： 4 Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si所生成的所生成的Al2O3及剩余SiO2均在鋁液中形成氧化夾雜，故在加這類料前夾雜物及氣體，故其使用量應(yīng)受到嚴(yán)格的限制，一般不超過爐料總量的夾雜物及氣體，故其使用量應(yīng)受到嚴(yán)格的限制，一般不超過爐料總量的15%，對重要鑄件則應(yīng)完全不用爐料外表也不應(yīng)有油污切削冷卻液等物由于各油脂都是具有簡單構(gòu)造的碳?xì)浠衔?，油脂受熱而帶入氫?150～180150～180是為防止將氣體和夾雜物帶入鋁液。 ③精煉劑、變質(zhì)劑③精煉劑、變質(zhì)劑此，在使用前應(yīng)經(jīng)充分烘干，某些物質(zhì)如 ZnCl2則需經(jīng)重熔去水份前方能使用。 ④熔化、澆注過程的操作④熔化、澆注過程的操作液中氧化夾雜不斷增加。在坩堝底部約液中氧化夾雜不斷增加。在坩堝底部約50～100mm深處的鋁液中沉積有較多Al2O3⑤熔煉溫度、熔煉及澆注過程的持續(xù)時間H2OH2OO2760H2OO2為敏感，因此對鋁鎂合金的熔煉溫度限制更嚴(yán)〔0℃?！吃介L，〕越長，別較高，或是易產(chǎn)生氣孔、夾雜的合金，則澆注時間應(yīng)限制得更短。再生鋁的精煉再生鋁的精煉列幾種方法：列幾種方法：、MnCl2、AlCl3、C2Cl6、TiCl4〕;通氣法〔通入2、2 或2 和2 混合物； 真空處理法；真空處理法；添加無毒精煉劑法；添加無毒精煉劑法；超聲波處理 用來去除。 1、除氣大而很快上浮使精煉效果變差溫度過低時鋁液的粘度較大不利于鋁液中氣體充分排出，同樣也會降低精煉效果。 真空穴溶于鋁液中的氫就快速地逸入這些空穴中成為氣泡核心連續(xù)長大后呈氣泡狀逸出鋁液，從而到達(dá)精煉效果。 2、除雜2、除雜可以在澆注過程中承受過濾網(wǎng)的方法或使熔體通過熔融熔劑層進(jìn)展機械過濾等來去除。目的。屬氧化物不溶于鋁液中而進(jìn)入渣中這樣就可以通過撇渣而將其從鋁熔體中去除。 850850鉛等也與鎂一起脫除，除鎂后的純潔鋁合金即可鑄錠。精煉，吹氬－熔劑聯(lián)合精煉等方法都能獲得比單一精煉更好的效果。精煉，吹氬－熔劑聯(lián)合精煉等方法都能獲得比單一精煉更好的效果。組織掌握與變質(zhì)處理 1、亞共晶和共晶型鋁硅合金的變質(zhì)處理角形板狀硅相，這些形態(tài)的硅相將嚴(yán)峻的割裂Al角形板狀硅相，這些形態(tài)的硅相將嚴(yán)峻的割裂Al基體，在Si引起應(yīng)力集中，合金簡潔沿晶粒的邊界處，或者板狀Si本身開裂而形成裂紋，使合金變脆機械性能特別是延長率顯著降低切削加工功能也不好為了轉(zhuǎn)變硅的存在狀態(tài)，提高合金的力學(xué)性能，長期以來始終承受變質(zhì)處理技術(shù)。 對共晶硅有變質(zhì)效果的元素有：鈉(Na)，鍶(Sr)，硫(S)，鑭(La)，鈰(Ce)，對共晶硅有變質(zhì)效果的元素有：鈉(Na)，鍶(Sr)，硫(S)，鑭(La)，鈰(Ce)，一：鈉變質(zhì)〔Na〕 種。種。0a2℃金屬鈉 變質(zhì)劑是金屬Na，鈉的變質(zhì)效果最正確，可以有效的細(xì)化共晶組織，參加較小的量〔約0a2℃氧化吸氣，操作擔(dān)憂全，其次，a比重小〔7，變質(zhì)時富集在鋁液外表層使上層鋁液變質(zhì)過度，底部則變質(zhì)缺乏，變質(zhì)效果極不穩(wěn). 水氣反響生成氫氣，增加鋁液的含氣量。Na化學(xué)性質(zhì)格外活潑，在空氣中極易難度很大的事情，但不除去又會給鋁液中帶入氣體和夾雜。難度很大的事情，但不除去又會給鋁液中帶入氣體和夾雜。鈉鹽 生產(chǎn)中一般應(yīng)用的變質(zhì)劑是含鈉鹽 生產(chǎn)中一般應(yīng)用的變質(zhì)劑是含NaF等鹵鹽的混合物，利用鈉鹽和鋁成鈉而起變質(zhì)作用但這些鈉鹽極易帶入水氣會增大合金吸氣氧化傾向，同時這些鈉鹽對環(huán)境具有腐蝕作用，對身體安康有損害。 碳酸鈉 以碳酸鈉為主的變質(zhì)劑是應(yīng)抑制承受上述鈉鹽變質(zhì)的環(huán)保問題而碳酸鈉 以碳酸鈉為主的變質(zhì)劑是應(yīng)抑制承受上述鈉鹽變質(zhì)的環(huán)保問題而質(zhì)作用此反響過程和反響產(chǎn)物都是無毒的同樣這類無公害變質(zhì)劑也存在吸水而增加鋁合金吸氣氧化傾向的問題。 在不少場合，鈉變質(zhì)正漸漸被一些長效變質(zhì)方法所取代。二：鍶變質(zhì)〔Sr〕二：鍶變質(zhì)〔Sr〕質(zhì)方法。目前,對于鍶變質(zhì)，國內(nèi)外做了不少爭論,我國使用鍶〔Sr〕代替Na或鍶〔Sr〕NaNa變質(zhì)的缺點,80〔Sr〕變質(zhì)方法。目前,對于鍶變質(zhì)，國內(nèi)外做了不少爭論,我國使用鍶〔Sr〕代替Na或率高,綜合經(jīng)濟效益顯著。但是，實踐說明,變質(zhì)后的合金易產(chǎn)生縮松，并會增加鑄件的針孔度,降低合金的致密性，消滅力學(xué)性能衰退的現(xiàn)象。三：銻變質(zhì)〔Sb〕三：銻變質(zhì)〔Sb〕銻〔Sb〕可使共晶硅由針狀變?yōu)閷悠瑺睢楂@得層片狀，其最正確參加范圍NaSr。加銻變質(zhì)一個突出優(yōu)點是變質(zhì)時間長〔8變質(zhì)時間長〔8。銻的熔點630.5℃，密度為6.68g/Cm3,所以，比較有較好的變質(zhì)效果,但對緩冷的厚壁砂型鑄件變質(zhì)效果不明顯，所以使用上受到肯定限制。 影響也較大。8影響也較大。五：鋇變質(zhì)五：鋇變質(zhì)參加Ba后，合金的抗拉強度明顯提高,連續(xù)重熔,變質(zhì)效果仍能保持,其變質(zhì)效果BaBaBaSiNa，Sr，Sb,Ba比較長效,參加量范圍寬,參加0.017參加Ba后，合金的抗拉強度明顯提高,連續(xù)重熔,變質(zhì)效果仍能保持,其變質(zhì)效果BaBa用氯氣或氯鹽來精煉。 六：稀土變質(zhì)六：稀土變質(zhì)5～7La10效果。效果。稀土由于其化學(xué)性質(zhì)的活潑性，極易與O2 而起到脫氫、脫氧、去氧化皮等作用，因而可以凈化鋁液。長效性和重熔穩(wěn)定性.稀土元素的參加提高了合金的流淌性,改善了合金的鑄造性能,優(yōu)化了合金的內(nèi)在質(zhì)量。還有一個最大的優(yōu)點就是參加稀土不產(chǎn)生煙氣，對長效性和重熔穩(wěn)定性.稀土元素的參加提高了合金的流淌性,改善了合金的鑄造性能,優(yōu)化了合金的內(nèi)在質(zhì)量。還有一個最大的優(yōu)點就是參加稀土不產(chǎn)生煙氣，對環(huán)境不造成污染，順應(yīng)了時代進(jìn)展的需要。2、變質(zhì)劑的選擇2、變質(zhì)劑的選擇目前鋁合金鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是鈉鹽變質(zhì)劑，由鈉和鉀的鹵素鹽類組目前鋁合金鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是鈉鹽變質(zhì)劑，由鈉和鉀的鹵素鹽類組NaF能起變質(zhì)作用。與鋁液接觸后發(fā)生如下反響：3NaF + Al → AlF3 + 3Na3NaF + Al → AlF3 + 3Na熔融狀態(tài)的變質(zhì)劑簡潔在液面形成一層連續(xù)的掩蓋層，提高了變質(zhì)劑的掩蓋作F2℃，為NaClKCl。參加肯定量的NaCl、KCl組成的三元變質(zhì)劑，其熔點在800℃以下，在一般變?nèi)廴跔顟B(tài)的變質(zhì)劑簡潔在液面形成一層連續(xù)的掩蓋層，提高了變質(zhì)劑的掩蓋作用。為此， 、KCl又稱為助熔劑。 有的變質(zhì)劑中參加肯定量的冰晶石〔6， 這種變質(zhì)劑具有變質(zhì)、要求較高時常承受此變質(zhì)劑。要求較高時常承受此變質(zhì)劑。把殘留的熔劑澆入鑄型中，形成熔劑夾渣。把殘留的熔劑澆入鑄型中，形成熔劑夾渣。選擇變質(zhì)劑時，一般依據(jù)所要求的澆注溫度來確定變質(zhì)劑的熔點和變質(zhì)溫度，接著就可以依據(jù)所選的變質(zhì)劑熔點選擇適宜的變質(zhì)劑成分。 3、變質(zhì)工藝因素的影響3、變質(zhì)工藝因素的影響變質(zhì)工藝因素主要為：變質(zhì)溫度、變質(zhì)時間、變質(zhì)劑種類及用量。 變質(zhì)溫度 果和鋁液的冶金質(zhì)量。果和鋁液的冶金質(zhì)量。變質(zhì)時間變質(zhì)時間變質(zhì)溫度越高以及鋁液和變質(zhì)劑接觸的狀況越好，則所需的變質(zhì)時間就越變質(zhì)時間由兩局部組成：變質(zhì)劑掩蓋時間一般為10～15變質(zhì)時間由兩局部組成：變質(zhì)劑掩蓋時間一般為10～15般為2～3分鐘。 變質(zhì)劑種類及用量變質(zhì)劑種類及用量劑種類及用量選擇無毒無污染并有長效變質(zhì)效果的變質(zhì)劑是目