铝及铝合金熔炼与铸造工艺流程

铝及铝合金熔炼与铸造工艺流程近年来，随着铝工业的迅速发展和过度膨胀，许多原铝生产企业利润逐年萎缩，甚至出现亏损的情况，所以，原铝生产企业逐步向生产高品质、大规格、高合金化的方向转型，以提高产品附加值，本文对变形铝及铝合金熔炼与铸造的生产工艺流程做简单介绍，以供业内技术人员参考。根据原材料和产品结构，合理选择铝及铝合金熔炼与铸造工艺流程是保证产品质量、降低能耗和提高效率的关键。附表说明了熔炼与铸造的基本工艺流程，涵盖了当前铝及铝合金熔炼与铸造的所有过程，下面根据材料和产品结构特点，对相应工艺流程做简单介绍。1.液体料和少量固态料因原材料大部分为液体料（如电解铝液），熔炼时间较短，所以在熔炼与铸造之间不存在瓶颈问题，故可以不使用保温炉。1)小规格铸锭产品为小规格铸锭，表面偏析层较薄，对后续加工产品影响较小，可以不用考虑铸锭加工，但后续加工工艺对铸锭表面质量有要求时（如铸锭作为锻造坯料），铸锭表面还是需要进行加工。根据以上分析，该种类型原材料和产品结构的典型工艺流程为：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→14→15→16→17→18→19→20→21→22→23→24→25→27→282)大规格铸锭及空心铸锭产品为大规格铸锭，表面偏析层较厚，且大规格铸锭和空心锭在铸造过程中，铸锭表面易出现表面缺陷，如成层、拉痕、冷隔、偏析瘤等，对后续加工产品影响较大，故必须进行铸锭表面加工。根据以上分析，该种类型原材料和产品结构的典型工艺流程为：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→14→15→16→17→18→19→20→21→22→23→24→25→26→27→282.固态料、小规格铸锭原材料大部分为固态料时，冷料熔化时间较长，而小规格铸锭铸造速度较快、铸造时间短，所以在熔炼与铸造之间存在瓶颈问题，故可以设置保温炉，将炉内精炼、炉内除气及熔体静置等工序在保温炉内完成，熔炼炉主要完成冷料熔化、成分调整和初步除渣工序，使熔炼炉和保温炉分工合作，提高铸造机开机率，提高生产效率。小规格铸锭不需要表面加工。根据以上分析，该种类型原材料和产品结构的典型工艺流程为：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→14→15→16→17→18→19→20→21→22→23→24→25→27→283.固态料、大规格铸锭及空心铸锭原材料大部分为固态料时，冷料熔化时间较长，而大规格铸锭铸造速度较慢、铸造时间较长，有时会超过5个小时，所以在熔炼与铸造之间不存在瓶颈问题，故可以不设置保温炉。大规格铸锭和空心铸锭需要表面加工。根据以上分析，该种类型原材料和产品结构的典型工艺流程与液态料时一样，如下所示：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→14→15→16→17→18→19→20→21→22→23→24→25→26→27→284.其他情况说明1)当一条熔铸生产线即设计有小规格铸锭又设计有大规格铸锭时，应根据各规格铸锭所占的比例、原材料结构（固态料和液态料的比例）、合金等综合考虑来确定所采用的工艺流程。2)在保证产品质量的前提下，应以保持铸造机的最大开工率为中心，优先选用短流程工艺，以达到节支降耗、提高生产效率的目的。铝及铝合金熔炼与铸造工艺流程序号工序简介1配料根据合金成分，计算各种原材料需要的数量，新铝、废料、中间合金及纯金属等2备料根据配料结果，准备相应的原材料3装炉将准备好的原材料装入熔化炉内，根据炉子大小，可一次性或分批加入4熔化冷料装炉完成后升温熔化，若熔化炉配置磁力搅拌，可开启搅拌加快冷料熔化5扒渣冷料全部熔化后，通过机械扒渣装置或人工扒净熔体表面的浮渣6取样分析对熔体进行取样分析，如果全部采用新铝（铝锭、电解铝液）可以不分析7调整成分根据取样分析结果及合金成分控制要求，对成分进行调整8取样分析对熔体进行取样分析，确认成分在控制范围内，如果超标，进行补料或冲淡9炉内精炼成分合格且温度达到精炼温度时，进行炉内精炼，一般采用喷粉精炼10扒渣精炼完成后，扒净熔体表面浮渣11转炉成分和温度均符合工艺要求后，将熔体转入保温炉（保持炉、静置炉）12炉内精炼温度达到精炼温度时，进行炉内精炼，一般采用喷粉精炼13扒渣精炼完成后，扒净熔体表面浮渣14炉内除气若配置炉底除气系统，则进行炉内除气15熔体静置便于熔体内部夹杂的充分上浮或沉淀，同时调整熔体温度在铸造要求的范围内16扒渣将熔体表面的浮渣扒干净，避免卷入熔体17在线晶粒细化熔体自炉子流出后，在流槽内加入晶粒细化剂，如铝钛硼、铝铝钛碳等18在线除气熔体通过在线除气装置的过程中，通过该装置将熔体中的氢和部分夹杂除去19在线过滤熔体通过在线过滤装置的过程中，通过该装置将熔体中的夹杂除去20铸造通过立式或水平铸造机将熔体铸造成合金锭，如扁锭、圆锭等21取样在铸造过程中，从浇注流槽内取化学成分试样22检查铸造完成后检查铸锭外观和中心裂纹等缺陷，缺陷铸锭直接回炉23均热处理又称均火，主要是消除非平衡结晶相和内应力，降低后续加工力24锯切切除铸锭浇口部分和开始部分（缺陷较集中），将铸锭锯切成适宜的长度25检验主要检验铸锭低倍和高倍组织，根据要求可进行断口、氧化膜等检查，探伤检查根据铸锭表面情况可在均热完成或加工完成后进行26加工大规格铸锭或空心锭因表面质量较差，偏析层较厚，使用前需要将表面偏析层或缺陷进行加工，如表面车皮或镗孔27包装所有技术要求检验均合格的铸锭，锯切加工为成品后，根据包装要求进行包装28入库包装完成后入库