七、鋁合金熔煉常用操作器具

在熔鑄過程中，除使用一些大型高價值的工器具如：結(jié)晶器、引錠頭、測溫儀、測位儀等，還需要一些小型低值易耗的工器具，給予簡單介紹。

1、鋁液流槽

1.1.普通流槽：鋁液流槽是液體鋁輸送的工具，將熔化好的鋁液由保溫爐口用流槽輸送至結(jié)晶器分流盤內(nèi)，為了防止鋁液溫降過多，敞口流槽輸送距離≯ 10m、保溫式流槽上部帶有耐火材料的上蓋，每米降溫<1℃、敞開式流槽每米降溫1～3℃。                      

流槽截面為U型或矩形、外部由8～10mm鋼板制成外殼，焊接有固定耐火材料的錨釘，內(nèi)部由高鋁耐火材料打結(jié)而成。過流鋁液截面積視熔化爐容量而定。耐火材料厚度30～50mm，也有用燒結(jié)好的U型耐火材料磚鋪砌而成，為了移動方便，流槽的長度一般不超過2.0m/支，兩端安裝有帶孔U型法蘭，便于多個流槽相互連接。連接時，襯墊硬質(zhì)硅酸鋁板用螺栓擰緊。

流槽在使用前，需要上涂料、并進行烘烤，去除潮氣，烘烤溫度不低于150℃。使用完畢后清凈槽內(nèi)的鋁渣及雜物。

1.2.帶有液位控制器的流槽：

在鋁液分流盤前端的主流槽上，安裝有激光測位儀；其輸出信號反饋給保溫爐升降系統(tǒng)，可控制鋁液輸出量的大小給分流盤及結(jié)晶器，從而實現(xiàn)了鋁液澆注過程的自動控制。由于該系統(tǒng)操作方便，節(jié)省人力、鑄造質(zhì)量好，近年來已在多家企業(yè)使用（如蘭州鋁業(yè)、青海鋁業(yè)等）。         圖（11）

普通預(yù)制流槽圖11

圖12帶液位計的鋁液流槽

2、渣盤、渣箱

渣盤、渣箱是用來存放鑄造過程中，在熔化爐、保溫爐操作、精煉、除氣除渣、鑄錠操作等工藝中，清理出來的含鋁雜質(zhì)，在實際生產(chǎn)中統(tǒng)稱為“鋁渣”。渣盤渣箱由鋼板焊接而成，也有用鑄鋼制成?？筛鶕?jù)生產(chǎn)實際情況制備若干。

3、精煉熔劑儲罐

在精煉過程中，根據(jù)不同的鋁合金品種，選用不同的精煉介質(zhì)。除用氣體精煉劑外，還使用固體精煉劑。固體精煉劑的加入一般采用氮氣吹入法，采用壓力0.02～0.05Mpa，純度為99.996%的氮氣，通過熔劑罐將精煉熔劑一同均勻帶入鋁液中。熔劑罐為不銹鋼板制作，每罐可裝熔劑25～30公斤，其工作原理與油漆噴槍相似。每爐準備3～5個儲罐備用。

4、熔體過濾工器具

4.1.玻璃絲網(wǎng)過濾布：玻璃絲網(wǎng)過濾網(wǎng)由無堿玻璃纖維涂覆酚醛樹脂制成，玻璃絲直徑為7.5μm、紗經(jīng)0.6～0.7mm、孔徑尺寸1.5×1.5mm、耐火度750℃。涂覆的酚醛樹脂涂層具有易涂刷，不吸濕，不脫落，不污染鋁液，發(fā)氣量小及耐鋁液沖刷能力。玻璃絲網(wǎng)過濾網(wǎng)一般選擇在初次大顆粒夾雜物的鋁液過濾中使用。

4.2.陶瓷過濾板：在熔煉過程中，由于金屬氧化，產(chǎn)生一些氧化物渣雜，爐氣在燃燒時也會產(chǎn)生一些細小微粒，爐襯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時也會有微粒脫落，混入熔體中。為了防止微粒雜質(zhì)進入鑄坯中，影響鋁加工產(chǎn)品的質(zhì)量，常采用氧化鋁泡

泡沫陶瓷過濾板及常用規(guī)格參見表（23）

Ceramic Foam Filters (Common)

圖（13） 

過濾箱過濾板

沫陶瓷過濾板對熔體進行過濾，陶瓷過濾板在二次細小微粒過濾中使用。例如：選擇30---50 PPi過濾板可除去>20um夾雜（渣）。小時過濾能力：55T/h,過濾效率：75% （>20um）。     

鋁液凈化工藝及設(shè)備

在過去的生產(chǎn)實踐中，鋁熔體凈化，往往由人工在熔化爐或保溫爐內(nèi)進行，因爐內(nèi)凈化效果不佳、易造成熔體二次污染、同時，經(jīng)常開啟爐門，造成爐內(nèi)熱能大量損失，影響爐子熱效率，還影響到安全生產(chǎn)和工序之間的操作連續(xù)性。為了提高凈化效果和克服上述不足，近年來，爐外連續(xù)凈化處理得到迅速發(fā)展。與爐內(nèi)凈化相比，爐外凈化處理具有凈化效果好，熔體不受二次污染、工人勞動強度低、無公害，與連續(xù)鑄造相配合，可實現(xiàn)鑄造生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化，是熔體處理和鑄造生產(chǎn)的發(fā)展方向。以下就爐外處理進行簡單介紹；

1、FILD熔體凈化法

FILD（Fumtless.In-line.Degassing）法也稱無煙在線除氣法，由英國鋁業(yè)公司（BACO）與瑞士高奇電爐公司共同研制，該法的工作原理是把密封帶加熱裝置的方形坩堝用隔板分成上下兩層，隔板中裝有帶凈化劑的氧化鋁小球，熔體通過上格板時有氮氣和固體粉末熔劑吹入進行氣固雙重凈化，流過氧化鋁小球時被過濾，該法的環(huán)境無污染，金屬收得率提高0.2%，降低熔煉成本。技術(shù)參數(shù)詳見表（24）

2、SNIF熔體凈化法

SNIF（SpinningNozzleInertgasFloatation）稱為旋轉(zhuǎn)噴嘴惰性氣體浮選法，由美國聯(lián)合碳化物公司研制，該為密封雙室，雙石墨轉(zhuǎn)子（每室各一），沒有過濾裝置。主要作用是除去熔體中的氫和堿土金屬。使用氣體熔劑98%～95%Ar+2%～5%Cl2,石墨轉(zhuǎn)子壽命3個月、內(nèi)襯壽命6個月。

3、ALPUR熔體凈化法

ALPUR（Aluminiun）法是法國普基工業(yè)公司專利產(chǎn)品，開始在法國皮斯涅公司應(yīng)用，也是利用石墨旋轉(zhuǎn)噴嘴產(chǎn)生微小氣泡凈化原理。使用介質(zhì)同為97～98%Ar+2～3%Cl2、除氣效果為60%、去除堿土金屬效果也非常好。詳見表（24）

4、RDU熔體凈化法

    RDU（Rapip Degassing Unit）即快速除氣裝置，是英國FOSECO公司專利產(chǎn)品，也是由石墨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)噴吹出微小氣泡，增加了氣-液混合均勻性，提升了凈化效果。使用介質(zhì)為95%Ar+5%Cl2，可去除堿土金屬。工藝參數(shù)詳見表（24）

5、GBF熔體凈化法 

GBF（Gas Bubbling Filtration）即氣泡流過濾法由FOSECO日本公司研制，采用特殊旋轉(zhuǎn)噴嘴700r/min,產(chǎn)生1～4mm超細氣泡，用氣量少，相當于其他方法的30～50%，只用Ar氣，對環(huán)境無污染。凈化室采用SiC-Si3N4材料，不粘鋁、耐腐蝕壽命2～3年。凈化室有阻尼裝置，工作時液面平穩(wěn)，渣量小。工藝參數(shù)詳見表（24）

6、MINT熔體凈化法            

在線處理裝置實物.圖（14）

MINT（Melt In-Line Treatment）全稱是熔體爐外連續(xù)在線處理裝置，由美國聯(lián)合鋁業(yè)公司發(fā)明。凈化工作室呈錐形，沒有旋轉(zhuǎn)部分，錐形工作室底部有若干氣體噴吹小孔，使用少量氯氣，效果良好。工藝參數(shù)詳見表（24）

國內(nèi)外幾種凈化處理裝置技術(shù)參數(shù)效果比較    表（24）

7、DGLJ熔體凈化法DGLJ熔體凈化法是由東北大學(xué)研制并獲得專利，采用旋轉(zhuǎn)石墨轉(zhuǎn)子噴吹，帶有過濾裝置，使用介質(zhì)：2%～5%氯氣+氮氣，除氣效果30%～70%。詳見表（24）