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熔炼时,装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消 耗,还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有:

  1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定,而且还应考虑到最快的熔化速度,最少的烧损以及准确的化学成分控制。

装 料时,先装小块或薄片废料,铝锭和大块料装在中间,最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布,防止偏重。

小 块或薄板料装在熔池下层,这样可减少烧损,同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高,如AL-NI和AL-MN合金的熔点为 750-800℃,装在上层,由于炉内上部温度高容易熔化,也有充分的时间扩散;使中间合金分布均匀,则有利于熔体的成分控制。

炉料装 平,各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。

炉料应进量一次入炉,二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。

  2、对于质量要求高的产品(包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等)的炉料除上述的装料要求外,在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂,在装炉 过程中对炉料要分层撒粉状熔剂,这样可提高炉体的纯洁度,也可以减少损耗。

  3、电炉装料时,应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm,否则容易引起短路。

 熔 化

炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏,对产品质量有决定性的影响。

  A、覆盖

熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在 这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所 以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金 属吸气。

覆盖剂种类及用量

炉型及制品

覆盖剂用量(占投量)/%

覆盖剂种类

电 气熔炼

普通制品

0.4-0.5

粉状熔剂

特殊制品

0.5-0.6

煤 气炉熔炼

普通制品

1-2

Kcl:Nacl按1:1混合

特殊制品

2-4

  B、加铜、加锌

当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。

这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合

金熔体中。因此,铜板如果加得过早, 熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。

电炉熔炼 时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。

  C、搅动熔体

熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天 然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一 致,同时也利于加速熔化。

 扒渣与搅拌

当炉料在熔 池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。

  A、扒渣

扒渣前应先向熔体上均匀 撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金 属。

  B、加镁加铍

扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。

对于 高镁铝合金为防止镁的烧损,并且改变熔体及铸锭表面氧化膜的性质,在加镁后须向熔体内加入少量(0.001%-0.004%)的铍。铍一般以Al- BeF4与2号粉状熔剂按1:1混合加入,加入后应进行充分搅拌。

  Na BeF +Al→2NaF+AlF +Be

为 防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。

  C、搅拌

在取 样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程 中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布 不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。

搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防 氧化膜卷入熔体中。

调整成分

在熔炼过程中,由于 各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结 果是否需要调整成分。

  A、取样

熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时 的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。

快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在 二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。

  B、成分调整

当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分——冲淡或补料。

(1)补料。快速分析结果低于合金 化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:

 

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