CN106756150B - 利用中频炉‑熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法 - Google Patents

利用中频炉‑熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法 Download PDF

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Abstract

利用中频炉‑熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，先在中频炉中加入固态中间合金及电解原铝液，开启电磁搅拌和加热装置，快速熔化形成中间铝合金熔体；将原铝液虹吸引入熔炼炉，保持原铝液温度730℃～760℃，将中频炉内的中间铝合金熔体转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部的电磁搅拌装置，使中间铝合金熔体均匀充分融入原铝液，形成化学成分合格的铝合金熔体；在熔炼炉中向铝合金熔体内加入打渣剂，扒渣除去杂质；再向扒过渣的铝合金熔体通过氩气吹入精炼剂进行喷粉精炼，再次加入打渣剂并扒渣，得到纯净的铝合金熔体；之后转入溜槽送至浇铸。本发明短流程、高效、环境友好、操作方便，适于小批量、多系列及高品质铝合金的熔炼精炼。

Description

利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法
技术领域
本发明涉及铝合金熔炼方法技术领域，特别涉及利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法。
技术背景
传统铝合金熔炼精炼工艺一般在熔炼炉中进行，一般情况是在熔炼炉中注入大量铝液，再加入含有不同元素的固态中间合金进行配料，通过燃油或燃气高温火焰将铝合金熔体加热到熔炼精炼温度，然后在铝液中同时加入晶粒细化剂及精炼剂进行喷粉精炼，为浇铸工序提供成分、温度、纯洁度均合格的铝合金熔体。由于大多数铝合金元素熔点较高，以单质金属状态加入铝熔体存在熔化时间长、且极易产生成分偏析等问题，因此传统铝合金熔炼精炼过程中一般要加入中间合金配制所需的铝合金产品，但过程中需要对中间合金重新熔化、升温，存在能源消耗大，污染环境，操作工序复杂，熔炼时间长，生产效率低等缺点，不适应多系列、小批量、高品质铝合金生产。因此，有必要对现有技术加以改进。
发明内容
本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足，提供一种短流程、高效、环境友好、操作方便、适应小批量、多系列及高品质铝合金熔炼精炼的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，包括以下步骤：
(1)根据铝合金产品成分要求，在中频炉中加入含有不同元素的固态中间合金及电解原铝液，开启中频炉电磁搅拌和加热装置，保持中频炉频率350Hz和温度730℃～760℃，使得固态中间合金快速熔化形成符合铝合金熔炼精炼的中间铝合金熔体；
(2)将铝电解槽生产的原铝液直接通过虹吸方式引入熔炼炉，保持原铝液温度730℃～760℃，将中频炉内的中间铝合金熔体通过溜槽转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部设置的电磁搅拌装置，保持熔炼炉底部电磁搅拌装置频率350Hz，使中间铝合金熔体在低频电磁搅拌的情况下均匀充分的融入原铝液，形成化学成分合格的铝合金熔体；
(3)在熔炼炉中向铝合金熔体内加入打渣剂，进行扒渣作业，除去铝合金熔体中的杂质；静置10min后再向扒过渣的铝合金熔体通过氩气吹入精炼剂进行喷粉精炼，再次加入打渣剂进行扒渣作业，得到纯净的符合浇铸要求的铝合金熔体；
(4)将纯净的铝合金熔体静置后转入溜槽送至浇铸。
上述步骤(1)所述含有不同元素的固态中间合金含有固态硅、金属铜元素。步骤(3)中两次加入的打渣剂总用量控制在1.0～2.0kg/t.Al之间，喷粉精炼采用纯度为99.99％的氩气吹入精炼剂，吹入氩气压力为0.4MPa，精炼温度控制在730℃～760℃之间，精炼时间15min，精炼剂用量控制在1.5～3.0kg/t.Al之间。步骤(4)中铝合金熔体静置温度控制在720℃～740℃之间，静置时间为20min。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，充分利用中频炉可以快速加热熔化金属的特性，大幅度缩短了传统燃油加热熔化固体中间铝合金的生产工艺。该方法不但革新了传统铝合金熔炼观念，还解决了熔炼铝对高硅、高铜、高锰等牌号中间铝合金利用燃油加热熔化的难熔、分布不均等系列问题。熔炼时间由原来的3小时缩短至0.5h，大幅度的提高生产效率，同时还大幅度减少能源消耗，减少燃油消耗，保护生态环境，节约生产成本。
(2)本发明充分利用中频炉中频电磁搅拌，使固态硅、金属铜等合金组元元素溶解更充分、成分更均匀，并实现中频炉电磁搅拌及中间铝合金熔体流动均可在线控制。同时利用熔炼炉底部设置的低频电磁搅拌实现铝合金熔体的交叉式搅拌，实现了中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌的运用，解决了铝合金熔体局部不均匀的问题，有效提高合金熔体均匀程度，细化铝合金熔体晶粒，最终提高产品质量。
(3)本发明方法不但可实现铝合金大规模生产，利用5吨中频炉批量小的特性，针对市场客户要求，生产多系列、小批量、高品质的铝合金产品。具有生产产品结构灵活多变、生产周期短的特点，对提高企业经济效益、优化产品结构具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，如图1所示，方法步骤如下：
(1)根据铝合金产品成分要求，在中频炉中加入固态硅及电解原铝液，开启中频炉电磁搅拌和加热装置，保持中频炉频率350Hz和温度745℃，固态硅快速熔化形成化学成分稳定的铝硅中间铝合金熔体；
(2)将1吨铝电解槽生产的原铝液直接通过虹吸方式引入熔炼炉，保持原铝液温度745℃，将中频炉内的Si中间铝合金熔体通过第一溜槽转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部设置的电磁搅拌装置，保持熔炼炉底部电磁搅拌装置频率350Hz，使Si中间铝合金熔体在低频电磁搅拌的情况下均匀充分的融入原铝液，形成化学成分满足Si：10.0～13.0％、Cu％≤0.30、Mg≤0.10％、Zn≤0.10％、Fe≤0.70％、Mn≤0.50％、Ni≤0.30％、Ti≤0.20％、Pb≤0.05％、Sn≤0.01％，余量为Al的铝合金熔体；
(3)在熔炼炉中向铝合金熔体内加入1kg打渣剂，进行扒渣作业，除去铝合金熔体中的电解质等杂质。静置10min后再向扒过渣的铝合金熔体通入纯度99.99％、压力为0.4MPa的氩气，通过氩气喷吹1.5kg精炼剂进行喷粉精炼，精炼温度控制在730℃，精炼时间15min，再加入0.5kg打渣剂进行扒渣作业，得到纯净的符合浇铸要求的铝合金熔体；
(4)将纯净的铝合金熔体在730℃静置20min后转入第二溜槽送至浇铸，得到符合国家标准《铸造铝合金》(GB/T1173-2013)要求的牌号为ZLD102的铸造铝合金产品。
本实施例所述中频炉容量为5吨，中频炉电磁搅拌设置在中频炉炉体周围，为常规电磁搅拌线圈，属于中频电磁搅拌装置。所述熔炼炉容量为35吨，熔炼炉底部设置有电磁搅拌装置，为常规电磁搅拌线圈，属于低频电磁搅拌装置。固态硅为外购产品，具体要求和添加方式通过所需要生产的铝合金牌号而定。
实施例2
(1)在中频炉中加入固态硅、金属铜及电解原铝液，开启中频炉电磁搅拌和加热装置，保持中频炉频率350Hz和温度760℃，使得固态硅、金属铜快速熔化溶解形成化学成分稳定的Al-Si-Cu中间铝合金熔体。金属硅、金属铜等合金组元元素均为外购产品，具体要求和添加方式通过所需要生产的铝合金牌号而定；
(2)将1吨铝电解槽生产的原铝液直接通过虹吸方式注入熔炼炉，保持原铝液温度760℃。将中频炉内的Al-Si-Cu中间铝合金熔体通过第一溜槽转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部设置的电磁搅拌装置，保持熔炼炉底部电磁搅拌装置中频炉频率350Hz，使Al-Si-Cu中间铝合金熔体在低频电磁搅拌的情况下均匀充分的融入原铝液，形成化学成分满足Si：9.6～12.0％、Cu：1.5～3.5％、Mg≤0.30％、Zn≤0.10％、Fe≤0.90％、Mn≤0.50％、Ni≤0.50％、Ti≤0.20％、Pb≤0.05％、Sn≤0.20％、Cr≤0.10％，余量为Al的铝合金熔体；
(3)在熔炼炉中向铝合金熔体内加入1.5kg的打渣剂，进行扒渣作业，除去铝合金熔体中的电解质等杂质。静置10min后再向扒过渣铝合金熔体通入纯度99.99％、压力为0.4MPa的氩气，并通过氩气喷吹2.0kg精炼剂进行喷粉精炼，精炼温度控制在750℃，精炼时间15min，再加入0.5kg打渣剂进行扒渣作业，得到纯净的符合浇铸工序的铝合金熔体；
(4)将纯净铝合金熔体在740℃静置20min后转入第二溜槽送至浇铸工序，得到符合国家标准《铸造铝合金》(GB/T1173-2013)要求的牌号为ADC12的铸造铝合金产品。
实施例3
(1)在中频炉中加入固态金属铜及电解原铝液，开启中频炉电磁搅拌和加热装置，保持中频炉频率350Hz和温度730℃，使得金属铜快速熔化溶解形成化学成分稳定的Al-Cu中间铝合金熔体。金属铜为外购产品，具体要求和添加方式通过所需要生产的铝合金牌号而定；
(2)将1吨铝电解槽生产的原铝液直接通过虹吸方式注入熔炼炉，保持原铝液温度730℃。将中频炉内的Al-Cu中间铝合金熔体通过第一溜槽转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部设置的电磁搅拌装置，保持熔炼炉底部电磁搅拌装置中频炉频率350Hz，使Al-Cu中间铝合金熔体在低频电磁搅拌的情况下均匀充分的融入原铝液，形成化学成分合格的铝合金熔体；
(3)在熔炼炉中向铝合金熔体内加入0.5kg的打渣剂，进行扒渣作业，除去铝合金熔体中的电解质等杂质。静置10min后再向扒过渣铝合金熔体通入纯度99.99％、压力为0.4MPa的氩气，并通过氩气喷吹3.0kg精炼剂进行喷粉精炼，精炼温度控制在760℃，精炼时间控制在15min，再加入0.5kg打渣剂进行扒渣作业，得到纯净的符合浇铸工序的铝合金熔体；
(4)将纯净铝合金熔体在720℃静置20min后转入第二溜槽送至浇铸工序，得到符合国家标准《铸造铝合金》(GB/T1173-2013)要求的铸造铝合金产品。

Claims (4)

1.利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据铝合金产品成分要求，在中频炉中加入含有不同元素的固态中间合金及电解原铝液，开启中频炉电磁搅拌和加热装置，保持中频炉频率350Hz和温度730℃～760℃，使得固态中间合金快速熔化形成符合铝合金熔炼精炼的中间铝合金熔体；
(2)将铝电解槽生产的原铝液直接通过虹吸方式引入熔炼炉，保持原铝液温度730℃～760℃，将中频炉内的中间铝合金熔体通过溜槽转运进入熔炼炉，开启熔炼炉底部设置的电磁搅拌装置，保持熔炼炉底部电磁搅拌装置频率350Hz，使中间铝合金熔体在低频电磁搅拌的情况下均匀充分的融入原铝液，形成化学成分合格的铝合金熔体；
(3)在熔炼炉中向铝合金熔体内加入打渣剂，进行扒渣作业，除去铝合金熔体中的杂质；静置10min后再向扒过渣的铝合金熔体通过氩气吹入精炼剂进行喷粉精炼，再次加入打渣剂进行扒渣作业，得到纯净的符合浇铸要求的铝合金熔体；
(4)将纯净的铝合金熔体静置后转入溜槽送至浇铸。
2.根据权利要求1所述的利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，其特征在于，步骤(1)所述含有不同元素的固态中间合金是含有固态硅和/或金属铜元素的中间合金。
3.根据权利要求1所述的利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，其特征在于，步骤(3)中两次加入的打渣剂总用量控制在1.0～2.0kg/t.Al之间，喷粉精炼采用纯度为99.99％的氩气吹入精炼剂，吹入氩气压力为0.4MPa，精炼温度控制在730℃～760℃之间，精炼时间15min，精炼剂用量控制在1.5～3.0kg/t.Al之间。
4.根据权利要求1所述的利用中频炉-熔炼炉双联合电磁搅拌熔炼精炼铝合金的方法，其特征在于，步骤(4)中铝合金熔体静置温度控制在720℃～740℃之间，静置时间为20min。
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