一種降低成本及能耗的鋁制品制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金的制備工藝，尤其是指一種降低成本及能耗的鋁制品制備 工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是以鋁為基的合金的總稱，主要合金元素包括銅、硅、鎂、鋅、錳，次要元素 含有鎳、鐵、鈦、鋰，合金中的主要元素含量、配比以及雜質(zhì)含量對合金成品的性能有很大影 響。
[0003] 中國發(fā)明專利（【申請?zhí)枴?00810106873.5)披露了一種再生鋁低溫熔煉法，其通過 在再生鋁爐料化清，形成熔池，并把熔液溫度控制在630~720°C ;將配好的精選結(jié)晶硅分若 干批壓入熔池，并采用人工或機(jī)械攪拌或電磁攪拌的方法，使結(jié)晶硅充分溶解入熔體;再加 入其他各種合金元素，充分?jǐn)嚢枞芙?，直至成份合格，成份合格后，進(jìn)行精煉變質(zhì)處理，在達(dá) 到要求的澆注溫度時(shí)，撇渣澆注成錠。以上再生鋁低溫熔煉方法雖然可實(shí)現(xiàn)高收得率和節(jié) 能的雙重效果，然而在實(shí)際的使用過程中還存在有以下不足之處:其主要需要采用再生鋁 作為原料，單位體積鋁合金的制備成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種降低成本及能耗的鋁制品制備工藝，其主要目的在于克服現(xiàn)有再 生鋁低溫熔煉工藝存在的制備成本高的缺陷。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種降低成本及能耗的鋁制品制備工藝，包括以下步驟:a、選材備料:選取生鋁4~5重 量份、易拉罐4~5重量份、金屬娃0.4~0.8重量份、再生錠1~1.5重量份、廢銅0.05~0.1重 量份； b、 原料裝爐:將步驟a準(zhǔn)備的原料生鋁、易拉罐及再生錠裝入熔煉爐內(nèi)； c、 熔煉:將裝好的原料進(jìn)行升溫熔煉； d、 加銅：當(dāng)爐料熔化一部分后，即可向液體中均勻加入步驟a準(zhǔn)備的廢銅，以熔池中的 熔體剛好能淹沒住廢銅為宜； e、 加硅:把鋁液的浮渣扒干凈，然后加入步驟a準(zhǔn)備的金屬硅； f、 扒渣：當(dāng)爐料在熔池里已充分熔化，并且熔體溫度達(dá)到熔煉溫度時(shí)，即可扒除熔體表 面漂浮的大量氧化渣； g、 加鈹:以鈉氟化鈹與冶金熔劑混合加入； h、 攪拌:通過攪拌使合金成分均勾分布，同時(shí)使恪體內(nèi)溫度趨于一致； i、 取樣分析:熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，即?yīng)取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析化學(xué)成分是否符合 標(biāo)準(zhǔn)要求； j、 成分調(diào)整：當(dāng)快速分析結(jié)果和合金成分要求不相符時(shí)，就應(yīng)調(diào)整成分一一沖淡或補(bǔ) 料。〇
[0006] 進(jìn)一步的，在步驟a中，所述選材備料包括：選取生鋁4.5噸、易拉罐4噸、金屬硅 0.58噸、再生錠1.2噸、廢銅0.085重量份。
[0007] 進(jìn)一步的，在步驟b中，所述原料裝爐包括:裝料時(shí)，先裝小塊、薄片和易拉罐，然后 將再生錠和大塊料裝在中間，最后裝生鋁，裝入的爐料應(yīng)當(dāng)在熔池中均勻分布，防止偏重。
[0008] 進(jìn)一步的，在步驟c中，所述熔煉還包括使用冶煉溶劑對金屬熔融液表面進(jìn)行覆 蓋。
[0009] 進(jìn)一步的，在步驟h中，所述攪拌過程還加入除鎂劑。
[0010] 進(jìn)一步的，所述除鎂劑是通過氮?dú)庾鳛檩d體通入金屬熔融液中。
[0011] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于： 本發(fā)明工藝構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，通過選用生鋁、易拉罐、金屬硅、再生錠及廢銅等材料即 可配出合格的成品ADC12合金錠。比較現(xiàn)有技術(shù)中再生鋁的配料方式，本發(fā)明制得一噸成品 的成本可以節(jié)省200元~300元左右。
【附圖說明】 [0012] 無附圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0014] 本發(fā)明提供的工藝可以用于制備國標(biāo)ADC12鋁錠。
[0015] 其中該國標(biāo)ADC12鋁錠成分如下表格：
本發(fā)明中提及到的降低成本及能耗的鋁制品制備工藝包括如下步驟： 第一步:選材備料:生鋁4.5噸，易拉罐或壓塊鋁削4噸，553#金屬硅0.58噸，再生錠1.2 噸，廢銅0.085噸。以上材料可配出合格的成品ADC12合金錠，因易拉罐里面含鎂比較高，可 用除鎂擠除去多余的鎂含量。比較正常配料成本一噸可以節(jié)省200元-300元左右。
[0016] 第二步:將第一步準(zhǔn)備的原料生鋁、易拉罐及再生錠裝入熔煉爐內(nèi)。
[0017] 熔煉時(shí)可挑選成分最接近的原材料及最合理裝料順序，因?yàn)槿蹮挄r(shí)，裝入爐料的 順序和方法不僅關(guān)系到熔煉的時(shí)間、金屬的燒損、熱能消耗，還會影響到金屬熔體的質(zhì)量和 爐子的使用壽命。
[0018] 在本步驟中，裝料的原則有： 1、裝爐料順序應(yīng)合理。正確的裝料要根據(jù)所加入爐料性質(zhì)與狀態(tài)而定，而且還應(yīng)考慮 到最快的熔化速度，最少的燒損以及準(zhǔn)確的化學(xué)成分控制。裝料時(shí)，先裝小塊或薄片廢料， 鋁錠和大塊料裝在中間，最后裝中間合金。熔點(diǎn)易氧化的中間合金裝在中下層。所裝入的爐 料應(yīng)當(dāng)在熔池中均勻分布，防止偏重。小塊或薄板料裝在熔池下層，這樣可減少燒損，同時(shí) 還可以保護(hù)爐體免受大塊料的直接沖擊而損壞。中間合金有的熔點(diǎn)高，如AL-ΝΙ和AL-MN合 金的熔點(diǎn)為750-800 °C，裝在上層，由于爐內(nèi)上部溫度高容易熔化，也有充分的時(shí)間擴(kuò)散;使 中間合金分布均勻，則有利于熔體的成分控制。爐料裝平，各處熔化速度相差不多這樣可以 防止偏重時(shí)造成的局部金屬過熱。爐料應(yīng)盡量第一次多加料，在熔煉過程中多觀察熔化情 況，在熔煉過程經(jīng)常攪拌鋁水使上下均勻，以最快速度熔化，又不會導(dǎo)致鋁水局部過熱，而 增加鋁的燒損。攪拌時(shí)可把火焰調(diào)到小火狀態(tài)，可節(jié)省2次點(diǎn)火時(shí)間及熱量損失。保證鋁水 溫度，不高于700°C，2次加料時(shí)應(yīng)扒掉第一次熔煉所產(chǎn)生的鋁渣，防止2次加料時(shí)把渣帶入 鋁液里面，2次加料時(shí)應(yīng)控制鋁液在半凝固狀態(tài)時(shí)既可升溫，在燃燒過程及時(shí)攪拌，保持鋁 液溫度在670-700°C之間，這樣可很好控制鋁燒損及多余的熱量損失。
[0019] 2、對于質(zhì)量要求高的產(chǎn)品的爐料除上述的裝料要求外，在裝料前必須向熔池內(nèi)撒 20-30kg粉狀熔劑，在裝爐過程中對爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也 可以減少損耗。熔化過程中應(yīng)注意防止熔體過熱，特別是天然氣爐(或煤氣爐)熔煉時(shí)爐膛 溫度高達(dá)1200 °C，在這樣高的溫度下容易產(chǎn)生局部過熱。為此當(dāng)爐料熔化之后，應(yīng)適當(dāng)攪動 熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，同時(shí)也利于加速熔化。
[0020] 第三步:熔煉:將裝好的原料進(jìn)行升溫熔煉。熔化過程中隨著爐料溫度的升高，特 別是當(dāng)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(hù)作用。 氣體在這時(shí)候很容易侵入，造成內(nèi)部金屬的進(jìn)一步氧化。并且已熔化的液體或液流要向爐 底流動，當(dāng)液滴或液流進(jìn)入底部匯集起來時(shí)，其表面的氧化膜就會混入熔體中。所以為了防 止金屬進(jìn)一步氧化和減少進(jìn)入熔體的氧化膜，在爐料軟化下塌時(shí)，應(yīng)適當(dāng)向金屬表面撒上 一層粉狀熔劑覆蓋，其用量見表。這樣也可以減少熔化過程中的金屬吸氣。
[0021] 第三步:加銅：當(dāng)爐料熔化一部分后，即可向液體中均勻加入準(zhǔn)備的廢銅，以熔池 中的熔體剛好能淹沒住廢銅為宜;這時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，銅板的熔點(diǎn)為1083Γ，在鋁合金熔煉溫 度范圍內(nèi)，銅是溶解在鋁合金熔體中。因此，銅板如果加得過早，熔體未能將其蓋住，這樣將 增加銅板的燒損;反之如果加得過晚，銅板來不及溶解和擴(kuò)散，將延長熔化時(shí)間，影響合金 的化學(xué)成分控制。電爐熔煉時(shí)，應(yīng)盡量避免更換電阻絲帶，以防臟物落入熔體中，污染金屬。
[0022] 第四步：加硅:把鋁液的浮渣扒干凈，然后加入準(zhǔn)備的金屬硅；加硅時(shí)應(yīng)把鋁液的 浮渣扒干凈，不會產(chǎn)生硅包渣現(xiàn)象，若硅被鋁渣包住鋁液沒有辦法接觸到金屬硅，硅就很難 熔化。硅的熔點(diǎn)在1414°C，硅是溶解在鋁合金熔體中，是靠鋁液慢慢把它溶解，鋁硅合金在 577 °C時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)，生成含硅量為12.6%的鋁硅共晶體，此時(shí)硅最容易熔化，所有加硅的 時(shí)間應(yīng)計(jì)算好恪體的錯液量和加入娃的量，達(dá)到共晶娃的比例，若錯液太少時(shí)加娃會形成 過共晶體，超過14.26%娃很難熔化，且含硅越高越難熔化。
[0023]第五步:扒渣：當(dāng)爐料在熔池里已充分熔化，并且熔體溫度達(dá)到熔煉溫度時(shí)，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。
[0024] 第六步：加鈹：以鈉氟化鈹與冶金熔劑混合加入。對于高鎂鋁合金為防止鎂的燒 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（0.0 01 % -0.004%)的鈹。鈹一般以Al-BeF4與2號粉狀熔劑按1:1混合加入，加入后應(yīng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛a BeF +A1^2NaF+AlF +Be〇
[0025] 為防止鈹?shù)闹卸?，在加鈹操作時(shí)應(yīng)戴好口罩。另