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第一节  铝合金型材熔铸生产工艺

铝合金型材熔铸生产工艺流程：

原铝锭等原辅材料装炉     熔化     扒渣     搅拌     取样     调整成分     扒渣     精炼      铸造     均热     锯切定尺铸棒

检查     送挤压分厂挤压

（一）、铝合金炉料的组成及配比

1、铝合金炉料的种类及要求：

（1）、金属新材料种类及技术要求

纯铝锭：GB1196-93  牌号：Al99.7   Al99.8   Al99.6   Al99.5

纯镁锭：GB3499-83  牌号：Mg99.95   Mg99.90   Mg99.80

铝硅合金锭：GB8734-88  牌（代）号：ZALSID-O或高硅铝及铝合金锭

上述材料，均应有生产厂家质量证明书（列明化学成份数据）。材料入厂后，经本公司抽查复验合格后，方可投产。

（2）、回炉料种类及要求

熔铸的棒头；不符合挤压要求的铸棒；挤压废料、压余；氧化后的报废型材；外厂收购的6063废型材；装饰公司返回的料头、锯屑及渣中的回收料等。

   上述材料应无水分、油污、泥砂、包装皮、铁等杂物，废铝门窗类型材经液压打包机压紧，废幕墙料长度≤3米。

2、炉料装炉、配比

（1）、炉料投入炉内次序

炉底用少数废型材铺垫——部分打包料——纯铝锭——铝硅中间合金——按量投入全部废料（一次投不完，可待熔化期间分批投入）。

（2）、合金牌号要求及配比

1. 方大铝业公司现生产的合金牌号有6063（LD31）、6061（LD30），具体的化学成分如下：

1. 炉料的搭配

   铝锭或加一级回炉料不少于30%（熔铸棒头、不符合挤压要求的铸棒）；

   二级和三级回炉料不大于70%（未氧化型材，氧化后的报废型材、压余）；

   四级回炉料不大于10%（再生锭）。

       ③配料要求

    ④铝硅锭重量计算及镁锭重量计算

G1=Q×(a-c)/D                       G2=Q×b% + E×0.1%

G1——铝硅锭重量                    G2——镁锭重量

Q——铝锭重量                       Q——铝锭重量

a——需配制的硅含量                  E——回炉料总重量

c——铝锭中硅的百分含量              b——需配制的镁含量

D——铝硅锭中硅的百分含量

必要时，对整体炉料的含Fe量予以复核计算，其总含Fe量不超过0.3%（内控含Fe量）。

⑤合金成份的调整及要求

当炉前分析Si、Mg二个元素不在内控标准范围内，则可采取补加Al—Si锭或Mg锭及以加入铝锭冲淡的方式进行化学成份的调整，再次调整成份后，都必须充分搅拌和静止扩散。

（二）、铝合金的熔炼

1、铝合金熔炼设备

公司现有2台8吨熔铝炉，1台是2#8吨火焰反射炉，结构简单，造价低，存在的主要问题是：热效率低，能耗大，每吨成品棒耗油85Kg。另1台是1#8吨蓄热式熔铝炉，由炉口连续加料，利用废气余热加热料，热风循环，高速喷嘴，快速熔化，热效率高，能耗小，烧损少，每吨成品棒耗油65Kg。

2、铝合金熔炼过程中的工艺控制

（1）、铝合金熔炼过程中的温度控制

   熔铝炉中的炉料熔化所需要的热量，采用的是3个高效节能燃油烧嘴，火焰喷速80~90米/秒，提高了对流传热效果，缩短了熔化时间，抑制了熔化温度对熔体和金属熔体的不利影响。熔炼过程中温度控制在700℃~760℃，加镁温度720℃~760℃，细化晶粒温度710℃~740℃，精炼温度720℃~740℃。

（2）、铝合金熔炼过程中合金元素的作用及加入方式

①镁和硅在Al—Mg—Si系锻铝中作为主要合金元素加入,目的是形成强化相MgSi Mg：S i=1.73：1，但在实际生产中，一般应有过剩硅的存在，Mg与Si比控制在 1.1~1.6之间，其作用是细化MgSi质点，同时硅沉淀后亦有强化作用，受其熔解速度的影响，Si一般以中间合金的形成加入，Mg在熔炼过程中损失大，应根据实际情况适当补加烧损，采用压入法加入，具体配料见上一节介绍。

②钛和硼

钛是铝合金中常用的添加元素，主要作用是细化铸造组织和焊缝组织，减小开裂倾向，提高材料的力学性能，一般和硼一起加入，以AL—Ti或AL—Ti—B中间合金的形式加入，目前公司是Ti40B4作为晶粒细化剂，以块状形式加入。

③铁

Fe是常见的杂质元素，对合金性能有着显著的影响，它在铝中的存在比是形成硬而脆的FeAl₃，降低铝合金的力学性能，应受到控制。

(3)、铝合金熔体净化（精炼）

铝合金在熔炼过程中，不可避免地会产生气体及各种夹杂物和其他金属，影响铝液的纯净度，对制品的强度、加工性能、力学性能、外观质量都有显著的影响，因此，对铝液进行精炼就是将有害物质除掉，获得纯净的金属熔体，精炼操作的工艺参数是：

材料：6A+6B  温度：720℃~740℃，用量：每吨铝水加入1~1.5Kg精炼剂，若渣多，可适当放宽。

（三）、铸锭成型设备及方法

1、半连续铸锭设备

公司现采用的是较为先进的同水平热顶铸造，用一个统一的供流分配盘将多个热顶结晶器连接，使各结晶器内的液面都与分流盘中的金属液面处于同一水平高度，并受其控制，同水平铸造一次可以铸出多根，铸棒规格φ120㎜、φ101㎜可以铸出34根/炉，铸棒规格φ203㎜可以铸出12根/炉。

2、半连续铸锭设备及特点

（1）半连续铸锭设备包括：铸造分流盘、升降台、传动装置（采用的是钢丝绳传动铸造机）、铸锭底座、水冷系统。

铸锭的形状和尺寸受铸锭用的结晶器尺寸控制，结晶器由内套（石墨环）和外套（用铝合金材料制作）配合而成，结晶器结构质量的好坏直接影响到铸锭的内部组织，表面质量和缺陷形成，公司现有的圆形结晶器有三种规格：φ101、φ120、φ203，因此决定了铸棒的规格暂只有3种，φ101铝棒、φ120铝棒、φ203铝棒。

（2）特点：结构简单，上、下运行平稳，铸锭根数多，生产效益高，操作方便。

3、铸棒的生产

（1）、铸棒生产过程中的准备工作

检查铸机传动机构——检查冷却水循环系统——浇注台本的准备工作——分流盘的准备工作——流槽的准备——泡沫陶瓷过滤板的准备——过滤网的准备。

一切准备工作就序，等待浇注。

（2）、半连续铸锭的生产特点及铸造过程中的各种工艺参数控制

   ①特点：整个浇注过程是连续地、稳定地进行，并减少了液流的冲击作用，减少了夹杂、气孔、缩孔等缺陷，提高了成材率。

    由于受结晶器和二次冷却水的强烈作用，可以获得较高的铸造速度，较细的结晶组织，提高了铸锭的力学性能。生产过程机械化，对提高铸锭的力学性能起很大有作用。

   ②工艺过程

熔化好，经过各种处理的合格铝液——过滤网除渣——陶瓷过滤板除气除渣——铸棒分流盘——热顶帽中的结石器石墨环——铸棒受冷却水的激冷作用形成一定强度的凝固外及二次冷却水的强烈作用，再以一定的铸锭速度缓慢下降——最后连续地、稳定地进行浇注生产。