【文章內(nèi)容簡介】 體的成分控制。爐料裝平，保證各處熔化速度相差不多，防止偏重時造成的局部金屬過熱。熔化過程中隨著爐料溫度的升高，特別是當爐料開始熔化后，金屬外層表面所覆蓋的氧化膜很容易破裂，將逐漸失去保護作用。氣體在這時候很容易侵入，造成內(nèi)部金屬的進一步氧化。并且已熔化的液體或液流要向爐底流動，當液滴或液流進入底部匯集起來時，其表面的氧化膜就會混入熔體中。所以為了防止金屬進一步氧化和減少進入熔體的氧化膜，在爐料軟化下塌時，應(yīng)適當向金屬表面撒上一層粉狀熔劑覆蓋。這樣也可以減少熔化過程中的金屬吸氣。、加鋅當爐料熔化一部分后，即可向液體中均勻加入鋅錠，以熔池中的熔體剛好能淹沒住鋅錠和銅板為宜。熔化過程中應(yīng)注意防止熔體過熱，熔煉時爐膛溫度高達1200℃，在這樣高的溫度下容易產(chǎn)生局部過熱。為此當爐料熔化之后，應(yīng)適當攪動熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，同時也利于加速熔化。E. 扒渣、攪拌與加Mg當爐料在熔池里已充分熔化，并且熔體溫度達到熔煉溫度時，即可扒除熔體表面漂浮的大量氧化渣。扒渣前應(yīng)先向熔體上均勻撒入粉狀熔劑，以使渣與金屬分離，有利于扒渣，可以少帶出金屬。扒渣要求平穩(wěn)，防止渣卷入熔體內(nèi)。扒渣要徹底，因浮渣的存在會增加熔體的含氣量，并弄臟金屬。扒渣后便可向熔體內(nèi)加入鎂錠，同時要用2號粉狀熔劑進行覆蓋，以防鎂的燒損。防止鎂的燒損，并且改變?nèi)垠w及鑄錠表面氧化膜的性質(zhì)，在加鎂后須向熔體內(nèi)加入少量（%%）的鈹。鈹一般以AlBeF4與2號粉狀熔劑按1：1混合加入，加入后應(yīng)進行充分攪拌。為防止鈹?shù)闹卸?，在加鈹操作時應(yīng)戴好口罩。另外，加鈹后扒也的渣滓應(yīng)堆積在專門的堆放場地或作專門處理。在熔煉過程中，要適時取樣做快速成分分析。這是因為在配料計算時，雖然對成分進行了控制，但是生產(chǎn)中的不可控因素很多，在熔煉過程中可能由于各種原因而發(fā)生了合金成分的變化。比如爐前過秤的不準確、使用的中間合金成分不均勻、燒損超出預(yù)計值、熔體偏析跑漏等，都可使熔體的實際化學成分偏離控制范圍。因而在合金化元素都加完后必須從熔體中取樣進行爐前快速成分分析。在取樣分析時要注意以下幾點：（1）試樣具有代表性。取樣前應(yīng)充分攪拌，以均勻其成分，由于反射爐熔池表面溫度高，爐底溫度低，沒有對流傳熱作用，取樣前要多次攪拌，每次攪拌時間不得少于5min。?。?）取樣部位和操作方法要合理。由于熔池大而深，盡管取樣前進行多次攪拌，熔池內(nèi)各部位的成分仍然有一定的偏差，因此，試樣應(yīng)在熔池中部最深部位的二分之一處取出。取樣前應(yīng)將試樣模充分加熱干燥，取樣時操作方法正確，使試樣符合要求，否則試樣有氣孔、夾渣或不符合要求，都會給快速分析帶來一定的誤差?！。?）取樣時溫度要適當。某些密度大的元素，它的溶解擴散速度隨著溫度的升高而加快。如果取樣前熔體溫度較低，雖然經(jīng)過多次攪拌，其溶解擴散速度仍然很慢，此時取出的試樣仍然無代表性，因此取樣前應(yīng)控制熔體溫度適當高些?！? 、沖淡當快速分析結(jié)果和合金成分要求不相符時，就應(yīng)調(diào)整成分——沖淡或補料。（1）補料?？焖俜治鼋Y(jié)果低于合金化學成分要求時需要補料。為了使補料準確，應(yīng)按下列原則進行計算：1）先算量少者后算量多者；2）先算雜質(zhì)后算合金元素；　3）先算低成分的中間合金，后算高成分的中間合金；4）最后算新金屬一般可按下式近似地計算出所需補加的料量，然后予以核算，算式如下：　X=[(ab)Q+(c1+c2+…)a]/(da)式中：X——所需補加的料量，kg。Q——熔體總量（即投料量），kg。a——某成分的要求含量，%；b——該成分的分析量，%；c ccx ——分別為其它金屬或中間合金的加入量，kg。d——補料用中間合金中該成分的含量（如果是加純金屬，則d=100），%。（2）沖淡快速分析結(jié)果高于化學成分合金成分標準上限時就需沖淡。在沖淡時高于化學成分標準的合金元素要沖至低于標準要求的該合金元素含量上限。在沖淡時一般按照下式計算出所需的沖淡量。X=Q（ba）/a式中b——某成分的分析量，%；a——該成分的標準上限的要求含量，%；Q——熔體總量，kg。X——所需的沖淡量，kg。合金成分調(diào)整時需注意以下幾點： （1）補料和沖淡時都用中間合金；?。?）補料量和沖淡量在保證合金元素要求的前提下應(yīng)越少越好；?。?）如果在沖淡量較大的情況下，還應(yīng)補入其它合金元素，使這些合金元素的含量不低于相應(yīng)的標準或要求?！? 　 當熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，待溫度合適時，即可將金屬熔體輸注到靜置爐，進行精煉、變質(zhì)、除處理，以便準備鑄造。　 清爐就是將爐內(nèi)殘存的結(jié)渣徹底清出爐外。每當金屬出爐后，都要進行一次清爐。當連續(xù)生產(chǎn)5~15爐，就要進行大清爐。大清爐時，應(yīng)先均勻向爐內(nèi)撒入一層粉狀熔劑，并將爐膛溫度升至800℃以上，然后用三角鏟將爐內(nèi)各處殘存的結(jié)渣徹底清除。熔煉過程中用到的工具都要預(yù)先涂覆TiO2粉末，并預(yù)熱到200300oC防止污染熔體和帶入水氣。在熔煉結(jié)束后，就要借助流管將合金液導(dǎo)入靜置爐中進行后續(xù)處理。選用與熔煉爐和靜置爐落差相適應(yīng)長度的流管倒爐，在倒爐前提前放置好流管，利用爐溫充分預(yù)熱流管，并將流槽內(nèi)殘余金屬清除干凈，防止倒爐是發(fā)生凝管事故，污染熔體。、變質(zhì)合金熔煉后的合金液中，含有氣體、夾雜物和/或有害元素，將會對合金的性能造成很大的影響。必須利用精煉劑通過物理的、化學或物理化學的相互作用來去除。而且為了得到晶粒細小的鑄造組織需要對熔體進行變質(zhì)處理。 精煉和變質(zhì)過程在靜置爐中完成。精煉時將一定量的商用精煉劑裝入噴射裝置的儲存罐中，借助該專用裝置送氣送電，噴槍插入鋁液內(nèi)部 并平移動噴槍，使熔劑均勻送到各個部位，直至定量的熔劑送完為止，大約10分鐘左右,%的高純氮氣，精煉時氮氣的壓力在能夠吹出粉劑的條件下以低為好，～,～%。精煉溫度控制在730~750℃，精煉后靜置 20min即可扒渣，扒渣時盡量避免攪拌動鋁液，以免把渣卷入鋁液中，然后用1號覆蓋劑覆蓋熔體表面，防止熔體重新氧化,靜置20Min后澆鑄成鑄錠。另外為避免熔鑄過程中工具對合金成分的污染，須對工具表面涂覆一層TiO2。變質(zhì)采用AlTiB、AlRe和AlSr復(fù)合變質(zhì)劑，用鋁箔包好烘干、預(yù)熱到200300℃，用鐘罩壓入熔池底部。精煉和變質(zhì)后進行扒渣，將爐渣量1‰～2‰的造渣劑均勻地撤地熔體表面，來減少渣中的含鋁基。造渣劑與鋁液的反應(yīng)如下：Na2SiF6 — 2NaF+SiF42NaF+Al203—NaAl02+NaAlOF24NaF+2Al203—3NaAl02+NaAlF46NaF+Al203—2AlF3+3Na20反應(yīng)物AlF，與鋁、氧發(fā)生放熱反應(yīng)，所釋放的熱量，使粘性熔渣成為松散粉末狀的干性渣。這樣，鋁熔體與渣中氧化物的濕潤性變小，使混在渣中的顆粒狀鋁滴脫離而出，回到熔體中。精煉、變質(zhì)完后靜置30min45min轉(zhuǎn)入澆鑄工序。 目前世界上為生產(chǎn)鋁及鋁合金板、帶、箔材所使用的冷軋坯料主要有三種：第一種是用半連續(xù)鑄造+熱軋法生產(chǎn)的熱軋卷坯；第二種是用連鑄連軋法生產(chǎn)的熱軋卷坯；第三種是用連續(xù)鑄軋法所生產(chǎn)的鋁及鋁合金鑄軋卷坯。這三種為冷軋供坯的方式各有其優(yōu)缺點和適用范圍。半連續(xù)鑄造一熱軋法為冷軋生產(chǎn)鋁及鋁合金板、帶、箔提供坯料仍然是世界上占有主導(dǎo)地位的生產(chǎn)方法。該法是采用半連續(xù)鑄造機生產(chǎn)鋁及鋁合金扁錠，扁錠經(jīng)鋸切、銑面、加熱(均熱)后再通過單機架或多機架熱軋機軋制成熱軋卷為冷軋供坯。它具有產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)能大且產(chǎn)品不受合金種類的限制等優(yōu)點，缺點是設(shè)備投資大，投資回收期長，建設(shè)時間長，生產(chǎn)工序多，能耗高。針對半連續(xù)鑄造一熱軋法的缺點，從二十世紀五十年代起采用雙輥式連續(xù)鑄軋機生產(chǎn)鋁及鋁合金鑄軋卷坯逐步應(yīng)用于鋁板、帶、箔生產(chǎn)中。采用雙輥式鑄軋法供坯不僅簡化了生產(chǎn)工藝、縮短了生產(chǎn)周期、明顯提高了成品率，而且減少了大量的設(shè)備投資和能源消耗。但是雙輥式鑄軋法生產(chǎn)的合金品種有限，而且產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量均比半連續(xù)鑄造一熱軋供坯生產(chǎn)的箔材產(chǎn)品質(zhì)量差。因此，連續(xù)鑄軋法只用于生產(chǎn)普通鋁箔及一般民用鋁板、帶材。為了克服雙輥式鑄軋法存在的缺點，上世紀八十年代初雙履帶式連鑄機(Caster 11)和雙鋼帶式連鑄機(Hazelett)開始運用到鋁扳、帶材生產(chǎn)中。這類連鑄機配1臺單機架或多機架熱軋機，組成連鑄連軋機組，采用連續(xù)鑄造機生產(chǎn)鋁及鋁合金薄錠坯，薄錠坯再經(jīng)在線熱軋機軋制成熱軋卷坯。這種鑄造方法將薄錠坯鑄造與熱連軋有機的結(jié)合起來，具有投資少、產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。連鑄連軋法與雙輥式鑄軋法相比大大增加了生產(chǎn)的合金品種和單機架的生產(chǎn)能力，與半連續(xù)鑄造一熱軋法相比，具有工序短、能耗少等特點，但合金品種仍不及半連續(xù)鑄造一熱軋法，而且其鑄造工藝和質(zhì)量仍有待改進。 本項目主要生產(chǎn)厚板、產(chǎn)品規(guī)格較大，產(chǎn)品質(zhì)量要求高，連鑄連軋法及雙輥式鑄軋法均無法滿足和適應(yīng)本項目的生產(chǎn)要求，因此本項目采用半連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋁及鋁合金扁錠為熱軋供坯。鋁合金液通過鋁熔體在線精煉過濾裝置，去除鋁熔體中的氣體和非金屬夾雜物，由半連續(xù)鑄造機生產(chǎn)出毛鑄錠。澆鑄溫度在720730 ℃。由于鑄造生產(chǎn)出的合金存在很大的成分偏析在送下一步生產(chǎn)時需要做均勻化退火。毛鑄錠在均熱爐均勻化退火后，在鋸切機列上鋸切頭尾，經(jīng)檢查質(zhì)量合格的鑄錠送往壓延車間。熔煉、澆鑄車間生產(chǎn)工藝流程圖見圖51 中間合金回爐廢料重熔鋁錠配 料裝爐熔煉扒渣、攪拌加入鎂錠取樣分析、調(diào)整成分轉(zhuǎn)爐、靜置、保溫精煉、變質(zhì)在線處理鑄造均勻化退火鋸切檢驗合格鑄錠陶瓷板過濾、鑄造工藝流程圖、鑄造的主要設(shè)備選擇為實現(xiàn)本項目的生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)工藝，保證生產(chǎn)出高質(zhì)量鋁及鋁合金錠，結(jié)合本工程生產(chǎn)的產(chǎn)品用途，扁錠生產(chǎn)線擬選擇一系列現(xiàn)代化的鋁熔鑄生產(chǎn)設(shè)備。目前國內(nèi)外鋁及鋁合金熔鋁爐、保溫爐主要有電阻爐和燃氣或燃油爐兩類。電阻爐的優(yōu)點是采用潔凈的電能，工作環(huán)境好，但由于電阻爐受多種因素的制約，如：(1)爐膛高度有限：電阻爐的加熱元件布置在爐膛頂部，提高爐膛高度將會使熔化能力迅速降低；(2)容量?。河捎跔t膛寬度增加會使加熱元件向下彎曲并增加其消耗量，而爐膛長度增加將使熔液的成份和溫度不均勻，因此電阻爐的容量一般都比較?。?3)生產(chǎn)率比較低：電阻爐加熱元件單位面積上的功率范圍為4249kw/m2，所以電阻爐的總功率受到限制，其熔化能力也受到限制；(4)電阻帶消耗高：電阻帶安裝在爐頂容易被精煉產(chǎn)生的氣體腐蝕，熔體飛濺也會造成電阻帶熔蝕而損壞，而且電阻帶的更換和維護較困難；(5)加料困難：電阻爐的爐門尺寸較小，裝料前對廢鑄錠需要鋸切、對返回廢料需要剪切。因此，電阻爐無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)所必須具備的高效、低耗的要求。世界上許多大型鋁加工廠，均采用大容量燃氣或燃油爐熔煉一保溫。燃油或燃氣爐最大的優(yōu)點是成本低、生產(chǎn)效率高，通過實時控制熔煉工藝參數(shù)，并對鋁熔體進行爐內(nèi)處理，可得到高質(zhì)量的熔體，滿足鑄錠質(zhì)量要求。燃油或燃氣熔鋁爐通過強化燒嘴能力，使爐子具有較高的熔化速率；采用叉車或?qū)Ｓ玫募恿涎b置，實現(xiàn)機械化裝爐，使爐子的生產(chǎn)率得以提高；多種利用煙氣余熱預(yù)熱助燃空氣的技術(shù)的開發(fā)，提高了爐子的熱效率、降低了能耗；采用計算機控制熔煉制度，實現(xiàn)燃燒系統(tǒng)的自動化控制，確保了鋁熔體、爐膛溫度的均勻及爐壓的穩(wěn)定，并且提高了爐子使用的安全性。目前，國外熔鋁爐的熔化速率可達1220t/h，熱效率可達50％以上。燃油或燃氣熔鋁爐的爐型有圓形和矩形兩種，圓形爐的優(yōu)點是有利于熱的對流、輻射，有利于機械化裝料，可利用天車進行爐頂加料，從而縮短加料時間，提高爐子的生產(chǎn)效率。燃油或燃氣熔鋁爐的爐型有圓形和矩形兩種，圓形爐的優(yōu)點是有利于熱的對流、輻射，有利于機械化裝料，可利用天車進行爐頂加料，從而縮短加料時間，提高爐子的生產(chǎn)效率。燃油或燃氣保溫爐有固定式和傾動式矩形爐。傾動式矩形爐的優(yōu)點是鋁熔體流動平穩(wěn)、溫度均勻。通過采用計算機控制保溫周期、爐壓、燃料、空燃比、鋁液溫度等，實現(xiàn)自動控制。鑄造過程中，可自動控制流槽液面，使爐內(nèi)液面與流槽液面幾乎保持同一水平，從而保證進入結(jié)晶器內(nèi)的鋁液流平穩(wěn)和溫度穩(wěn)定。大型燃油或燃氣爐多采用節(jié)能型燒嘴系統(tǒng)，如自身預(yù)熱式燒嘴系統(tǒng)和蓄熱式換熱燒嘴系統(tǒng)等。自身預(yù)熱式燒嘴系統(tǒng)將燒嘴、熱交換器、排煙裝置(引風機)有機結(jié)合在一起，助燃空氣預(yù)熱溫度≤500℃，而蓄熱式換熱燒嘴系統(tǒng)助燃空氣可預(yù)熱到900℃以上，該燒嘴系統(tǒng)成對配置，一個在燃燒，另一個吸進煙氣進行蓄熱換熱，兩個燒嘴交叉循環(huán)使用，通過采用PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)氧氣分析儀確定的爐內(nèi)氧氣含量，精確的控制燃油/空氣比率，可在20100％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)燒嘴燃燒能力，燃料得到充分燃燒，使離爐煙氣溫度在200℃以下，蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)高溫空氣燃燒改變了傳統(tǒng)燃燒方式，采用煙氣再循環(huán)方式或燃料爐內(nèi)直接噴射燃燒的方式，主要表現(xiàn)為經(jīng)過陶瓷蜂窩體的助燃空氣被預(yù)熱至1000℃以上，以適當?shù)乃俣葒娙霠t膛，在高速氣流卷吸、攪拌作用下與爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物混和，空氣中21％的氧被稀釋，在低氧濃度(最低5％～％)流體中燃燒由此產(chǎn)生許多優(yōu)點：(1)熱回收率可達80％以上，溫度效率可達90％以上。(2)消除了局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻，提高加熱質(zhì)量。(3)延長爐子耐火材料使用壽命。(4)在高溫空氣條件下燃燒可實現(xiàn)低空氣系數(shù)燃燒，減少鋼坯氧化燒損。(5)NOx及C02生成量降低。因此本項目擬采用配置有蓄熱式換熱燒嘴的圓形頂裝料熔鋁爐，靜置爐為5 t工頗有芯感應(yīng)熔鋁電爐。熔煉靜置爐組的主要技術(shù)參數(shù)如下；5t圓形輕柴油熔鋁爐：規(guī)格L5額定容量5t鋁水720760℃，max850℃爐膛10501200℃燒嘴數(shù)量2燒嘴類型環(huán)保型蓄熱式燒嘴燃料0輕質(zhì)柴油熔化和升溫到730℃的能耗≤50kg/tAI(柴油)熔化速度5t工頻有芯感應(yīng)靜置爐：總?cè)萘?t有效容量5t額定功率450Kw熔化速度額定使用溫度