專利名稱：一種3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶煉除氣除渣方法，具體地說是涉及一種3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法。
背景技術(shù)：
電解鋁廠在鋁合金板錠生產(chǎn)過程中，由于爐料、電解原鋁夾雜較多，以及鋁液在轉(zhuǎn)送、熔煉、澆注過程中吸收的氣體使合金液的純度降低，流動(dòng)性變差，澆注后會(huì)使鑄件(鑄錠)產(chǎn)生多種鑄造缺陷，主要表現(xiàn)為板錠內(nèi)部大塊夾雜、彌散夾雜、皮下氣孔及集中冒口處氣孔，影響了板錠力學(xué)和加工工藝性能，以及抗腐蝕性能、氣密性能、陽極氧化性能及外觀質(zhì)量。在鋁合金扁錠生產(chǎn)中，現(xiàn)有爐內(nèi)精煉技術(shù)主要以人工吹氣為主，使用兩根吹氣管將精煉氣體從爐門直接吹入鋁液中。吹氣時(shí)間長，合金元素?zé)龘p大，除氣、除渣效果差，勞動(dòng)強(qiáng)度極大，產(chǎn)品質(zhì)量低，產(chǎn)品成品率只有60％左右，鑄造缺陷多，扁錠裂紋傾向大，不利于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在鋁合金扁錠澆注前，利用氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w作為載體吸附精煉，使氫氣泡浮游到鋁液表面以達(dá)到除氣、除渣提高鋁合金液純凈度的3104扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法。
本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法包括可傾動(dòng)式保溫爐、在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上砌筑的13個(gè)透氣磚、在爐底設(shè)置13個(gè)通氣管路構(gòu)成，所述的透氣除氣除渣精煉方法是通過爐底13個(gè)透氣磚下方設(shè)置的通氣管路向保溫爐內(nèi)通入隋性氣體或惰性混合氣體，惰性氣體吸附鋁液中的氧化夾渣、有害氣體及其它雜質(zhì)后粘附于氣泡表面隨氣泡浮游上升到鋁液表面排氣并用扒渣車將鋁液中的廢渣扒出，其工藝條件為所述的每個(gè)透氣磚的透氣量為3-45Nl/min、透氣壓力為3pa，精煉時(shí)間為15-40分鐘。
本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本發(fā)明保溫爐爐底部設(shè)有用于去除鋁液氣體的13個(gè)透氣磚，在完全除氣之后，氫迅速漲起，通過純度為≥99.99％氮?dú)?，其壓力?.2-0.6Mpa。除了除氣目的，透氣磚還有3個(gè)作用1)在去除溫度和合金分層的過程中形成了一定的空間，它們還影響熔池固態(tài)顆粒的運(yùn)動(dòng)；2)在扒渣時(shí)它們被大幅度地驅(qū)趕到金屬表面。由透氣磚創(chuàng)造的熔池運(yùn)動(dòng)降低了熔化的金屬表面溫度(745℃)，有利地降低殘?jiān)男纬桑瑫r(shí)獲得低氫低固態(tài)顆粒的鋁合金熔體；3)每爐在鑄造前45分種精煉15分鐘，靜置30分鐘后鑄造生產(chǎn)。為了防止熔體二次吸氫，所以除氣的完成應(yīng)該盡可能的接近鑄造時(shí)。使用透氣技術(shù)減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。原來老式鑄造工藝采用小型瓶裝氣體，人工攪拌吹掃的方式，大大增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，精煉時(shí)工人長時(shí)間在高溫爐門前工作，惡化了工人的工作環(huán)境。而采用爐底精煉后，全部精煉工藝由PLC操作程序全部獨(dú)立完成，杜絕了以上的不利因素。使用透氣技術(shù)縮短了爐內(nèi)精煉時(shí)間，提高了除氣效率。原老式箱體精煉器對(duì)每個(gè)爐門都要分別精煉15分鐘，三個(gè)爐門要精煉45分鐘，長時(shí)間的局部精煉方式造成熔體二次吸氫及燒損。提高了除氣質(zhì)量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成品率。而采用爐底分布13個(gè)透氣磚的方式，可有利解決人工吹氣不能完全達(dá)到氣體分布均勻、易留下爐體內(nèi)死角部位，吹氣精煉程度完全受人為因素影響，吹氣壓力不易控制，易造成二次雜污染等不利因素的影響，大大提高熔體精煉程度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為1、提高除氣效率，熔體氫含量降低40％；2、提高爐內(nèi)精煉效果，熔體渣子含量降低25％；3、設(shè)定了合理的透氣溫度(鋁合金熔體溫度745℃)及每個(gè)透氣磚的透氣壓力，每個(gè)透氣磚的透氣壓力為3Pa。4、合理確定了透氣順序和時(shí)間(15min/爐次)。5、提高了鋁合金扁錠產(chǎn)品質(zhì)量，減少了扁錠鑄造缺陷。6、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工人的工作效率。7、降低了扁錠生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，扁錠生產(chǎn)成本每t噸降低30元。8、精煉過程更加安全。9、保溫爐內(nèi)減少精煉時(shí)間30-50％，增加了生產(chǎn)力和降低了使用氣體的流量。10、延長了透氣磚的使用壽命。本發(fā)明適用于鋁及鋁合金鑄造行業(yè)。


本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法有如下附圖圖1為3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉工藝流程圖。
其中1、氬氣貯氣罐；2、氬氣管路；3、氯氣貯氣罐；4、氮?dú)夤苈罚?、氯氣管路；6、氣體混合柜；7、氣體流量控制柜；8、傾動(dòng)式保溫爐；9、透氣磚；10、混合氣體管路；11、操作面板；12、制氮機(jī)組；13、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法包括可傾動(dòng)式保溫爐8、在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上砌筑的13個(gè)透氣磚9、在爐底設(shè)置13個(gè)通氣管路10構(gòu)成，所述的透氣除氣除渣精煉方法是通過爐底13個(gè)透氣磚9下方設(shè)置的通氣管路10向保溫爐8內(nèi)通入隋性氣體或惰性混合氣體，惰性氣體吸附鋁液中的氧化夾渣、有害氣體及其它雜質(zhì)后粘附于氣泡表面隨氣泡浮游上升到鋁液表面排氣并用扒渣車將鋁液中的廢渣扒出，其工藝條件為所述的每個(gè)透氣磚的透氣量為3-45Nl/min、透氣壓力為3pa，精煉時(shí)間為15-40分鐘。
所述的每個(gè)透氣磚的生產(chǎn)透氣量為20-45Nl/min。
所述的惰性氣體或惰性混合氣體為氬氣、氯氣、氮?dú)饣蚱浠旌蠚怏w中任一種氣體。
所述的通過的氮?dú)饧兌葹椤?9.99％，其壓力為0.2-0.6Mpa，氬氣純度為99.996％。
實(shí)施例1。
本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法，包括可傾動(dòng)式保溫爐8、在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上砌筑的13個(gè)透氣磚9、在爐底設(shè)置13個(gè)通氣管路10構(gòu)成，所述的13個(gè)透氣磚在傾動(dòng)式保溫爐8爐底的分布如圖1所示，分3排交錯(cuò)分布；在氣體流量控制柜7的出口處的13個(gè)通氣管路10端部分別設(shè)置有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥13；所述的透氣除氣除渣精煉方法是通過爐底13個(gè)透氣磚9下方設(shè)置的通氣管路10由SIEMENS PLC系統(tǒng)通過氣體流量控制柜7控制向保溫爐8內(nèi)通入氮?dú)膺M(jìn)行除氣。氮?dú)馕戒X液中的氧化夾渣、有害氣體及其它雜質(zhì)后粘附于氣泡表面隨氣泡浮游上升到鋁液表面排氣并用扒渣車將鋁液中的廢渣扒出，其工藝條件為所述的每個(gè)透氣磚的透氣量為3-45Nl/min、透氣壓力為3pa，精煉時(shí)間為15-40分鐘。
所述的每個(gè)透氣磚的生產(chǎn)透氣量為20-45Nl/min。
所述的惰性氣體或惰性混合氣體為氬氣、氯氣、氮?dú)饣蚱浠旌蠚怏w中任一種氣體。
所述的通過的氮?dú)饧兌葹椤?9.99％，其壓力為0.2-0.6Mpa，氬氣純度為99.996％。
使用氣體選擇由于3104合金系高鎂合金，鎂含量達(dá)到1.2％以上，而鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，所以在生產(chǎn)3104系列鋁合金時(shí)采用氮?dú)庾鳛槌龤廨d體，同樣可達(dá)到爐內(nèi)精煉的目的。
氣體流量計(jì)算每塊透氣磚的攪拌流量為3-90Nl/min，鑄造車間安裝了50噸可傾動(dòng)式保溫爐8，在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上安裝13個(gè)透氣磚9，則總流量為39-1170Nl/min。多孔透氣磚需要非常小的壓力，為了達(dá)到操作流動(dòng)率，每個(gè)長度2.5cm的透氣磚壓力要求為0.1kg/m2。
氣體流量分布保溫爐爐底下有13個(gè)透氣磚9，每塊磚的流量可由手動(dòng)調(diào)節(jié)閥13選擇開啟或終止工作。正常情況下，13塊透氣磚同時(shí)工作，精煉覆蓋面積達(dá)到90％以上，可消除精煉死角，達(dá)到完全精煉的目標(biāo)。
氣體流量控制該車間透氣磚有五套精煉工藝方案，如下第一條工藝方案流量3Nl/最小，主要應(yīng)用于空爐時(shí)，透氣磚的吹掃。
第二條工藝方案流量6Nl/最小，應(yīng)用于生產(chǎn)間隔時(shí)爐內(nèi)透氣磚的吹掃。
第三條工藝方案流量30Nl/最小，應(yīng)用于30噸爐料精煉。
第四條工藝方案流量45Nl/最小。應(yīng)用于50噸滿載熔液時(shí)的精煉。
一個(gè)保溫爐精煉需要的除氣時(shí)間取決于很多因素，但一般而言，一個(gè)爐子如要達(dá)到氫含量在0.12-0.15cc H2/100gm Al范圍內(nèi)，精煉時(shí)間在15-40分鐘內(nèi)完全可達(dá)到排氣降渣的效果。3104系列每爐次產(chǎn)能為36噸左右，精煉時(shí)間設(shè)定為15-30分鐘，完全達(dá)到精煉效果。同時(shí)可達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。
每爐在鑄造前45分種精煉15分鐘，靜置30分鐘后鑄造生產(chǎn)。為了防止熔體二次吸氫，所以除氣的完成應(yīng)該盡可能的接近鑄造時(shí)。
申請(qǐng)人于在3104鋁合金鑄造生產(chǎn)線試生產(chǎn)的10#保溫爐8爐內(nèi)精煉情況1、氣體準(zhǔn)備99.99％氮?dú)猓?9.996％的高純氬氣。
2、氣體總壓力為0.7MPa。透氣磚壓力3Pa。
3、爐內(nèi)料為3104系列合金，總噸位為36噸。
4、實(shí)施技術(shù)參數(shù)

5、精煉時(shí)間從9:02-9:17，用時(shí)15分鐘。
6、檢驗(yàn)精煉效果精煉后除渣1250Kg，除渣量較未經(jīng)精煉工藝處理的重熔用鋁錠熔爐除渣量提高了25％。測(cè)氫含量為0.21mL/100gAl，較未經(jīng)精煉工藝處理的重熔用鋁錠熔爐氫含量降低了40％。該爐內(nèi)透氣技術(shù)在第二電解廠進(jìn)行了試驗(yàn)，每爐料精煉時(shí)間減少了30分鐘，精煉次數(shù)平均減少了3次，合金燒損平均降低了3％，生產(chǎn)成本每噸降低30元，扁錠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成品率提高33％，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法，包括可傾動(dòng)式保溫爐(8)、在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上砌筑的13個(gè)透氣磚(9)、在爐底設(shè)置13個(gè)通氣管路(10)構(gòu)成，其特征在于所述的透氣除氣除渣精煉方法是通過爐底13個(gè)透氣磚(9)下方設(shè)置的通氣管路(10)向保溫爐(8)內(nèi)通入隋性氣體或惰性混合氣體，惰性氣體吸附鋁液中的氧化夾渣、有害氣體及其它雜質(zhì)后粘附于氣泡表面隨氣泡浮游上升到鋁液表面除氣并用扒渣車將鋁液中的廢渣扒出，其工藝條件為所述的每個(gè)透氣磚的透氣量為3-45Nl/min、透氣壓力為3pa，精煉時(shí)間為15-40分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的13個(gè)透氣磚(9)在爐底為3排交錯(cuò)分布，每個(gè)透氣磚的生產(chǎn)透氣量為20-45Nl/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的惰性氣體或惰性混合氣體為氬氣(用來吹掃透氣磚)、氯氣、氮?dú)饣蚱浠旌蠚怏w中任一種氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法，其特征在于所述的通過的氮?dú)饧兌葹椤?9.99％，其壓力為0.2-0.6Mpa，氬氣純度為99.996％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冶煉排氣除渣方法，具體地說是涉及一種3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法。本發(fā)明3104鋁合金扁錠鑄造爐內(nèi)透氣除氣除渣精煉方法包括可傾動(dòng)式保溫爐、在爐底耐火材料結(jié)構(gòu)上砌筑的13個(gè)透氣磚、在爐底設(shè)置13個(gè)通氣管路構(gòu)成，所述的透氣除氣除渣精煉方法是通過爐底13個(gè)透氣磚下方設(shè)置的通氣管路向保溫爐內(nèi)通入隋性氣體或惰性混合氣體，惰性氣體吸附鋁液中的雜質(zhì)后隨氣泡浮游上升到鋁液表面排氣得本發(fā)明精煉產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為提高了除氣除渣效率，提高了爐內(nèi)精煉效果，提高了鋁合金扁錠產(chǎn)品質(zhì)量，減少了扁錠鑄造缺陷，降低了扁錠生產(chǎn)成本，增加了生產(chǎn)力和降低了使用氣體的流量。本發(fā)明適用于鋁及鋁合金鑄造行業(yè)。
文檔編號(hào)B22D11/11GK101037733SQ20071004898
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者郭峰, 孫繼陶, 張新奎, 龔海軍, 董江, 劉興安 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司