熔铸夹渣分析及控制措施

  在上面，那么添加剂会发生氧化，此时会形成金属氧化夹渣形式存在合金中，造 成金属夹渣，严重时添加剂不熔化现象。当时在甘肃嘉峪关天城彩铝就发生过类 似事件，扒渣扒出来添加剂块状现象。 3、熔炼及铸造操作影响

  不同合金组元不同，熔炼过程中为了能够更好的保证均匀的化学成分、纯洁的溶体、良 好铸造性能，都会进行一系列熔炼操作。 3.1 炉料熔化平时，覆盖能够大大减少烧损、吸气、氧化物产生等缺陷。 3.2 在 7 系合金中锰、铁、铬都是难容组元，温度低、熔炼时间短、搅拌不均匀 就会使得添加剂产生粗大金属化合物初晶得不到充分溶解，在铸锭中形成金属夹 渣，尤其添加剂如果温度低加入，不能溶化其表面被氧化，及时把熔炼温度上升， 也是无济于事，最终形成金属氧化物和化合物，溶体夹渣。 3.3 我公司采用 Ar2 气＋精炼剂 30min 的精炼方式，主要原理，向溶体中吹入 Ar 气，气泡在上浮过程中能够最终靠分压差原理将悬浮在溶体的微小分子氢气泡 和夹渣物一并吸附到气泡表面，带出溶体表面，除而达到除气除渣目的。精炼时， 精炼时间、温度、方式等对精炼效果有很大效果，精炼 15min 和精炼 30min，发 现 30min 溶体表面炉渣分散颗粒细小，扒渣都炒灰铝很少，反之，效果特别差。 使用 Ar2 精炼温度根据不一样的产品、不同企业而定，我司精炼温度控制在 725-733℃， 温度稍微低一点比较好，虽然温度低，溶体粘度也低，而溶体中气泡停滞时间也 多，也就是说降低了溶体中原子的扩散速度，溶体中溶解的氢分压增加，气泡和 溶体边界的氢浓度降低，因而有利于氢气扩散。如果采用 Cl2 气建议温度高一点， 因为 Cl2 能与 H2 相互作用，提高温度既能精炼提高精炼气泡与气泡中的氢的化 学反应速度，又能提高溶体中氢气扩散速率。但是温度太高又会产生吸气、氧化 倾向，所以精炼温度一定要调整合适。 3.4 过滤

  收稿日期：2021-8-31 第一作者：田福 1985-，男，内蒙古，中级工程师

  2）、加入添加剂温度不低于 725℃，加入前把溶体表面渣物扒掉加入后静置

  目前所有企业大部分熔铝炉内衬采用浇筑砌筑，炉底高铝砖、保温砖砌筑， 在生产中，周期长，内衬会不同阶段掉落，尤其炉底会产生坑坑挖挖。这些浇筑 料掉入溶体中会产生非金属夹渣。由于浇筑料密度低于铝溶体中，会停留在溶体 中，由于密度相识不会沉淀。 4. 术语

  通过对夹渣缺陷分析，在试验生产数据中结果，在温度一定时，溶体氢含量 与精炼时间成正比，气体含量越低，铸锭夹渣概率越低，因溶体内弥散的氢质点 能成为夹杂物核心，形成杂项-氢质点。溶体内细小杂质及溶体流动过程中产 生弥散分布较小的“杂质-氢”质点，通过过滤单级过滤＋40 目过滤网使这些微 细杂项过滤到溶体表面。在配料时确定废料、金属添加剂、中间合金、熔炼温度、 精炼时间、精炼方式、过滤等结果是影响夹渣重要的因素。在生产时一定严格执行 操作规程和PROC外，要做到以下几点： 1）、配料时，合理使用废料比例，AA 级产品控制 20%，别的产品控制在 30-50%， 余量 Al 锭。

  溶体过滤是铸造最后一道工序，前面所有精炼、炉内静置，虽然已经去除 60%-70%氢含量及夹渣，溶体内尚有弥散分布着较小的杂质和氢原子质点，且在 专注过程中由会产生新的夹杂物，在铸造前必须使这些细小弥散杂质聚集长大并 分离。我司采用 40 目单级过滤，流槽加 2 道 40 目过滤网，效果好、占地面积小、 操作灵活、使用起来更便捷，投资小。 3.5 炉体质量

  田福 山东省邹平县长山型材 摘要：实际生产操作对溶体夹渣控制点，通过工序检查及操作控制；

  夹渣一直是铝及铝合金熔铸难题，只能按照操作规程及工艺技术要求工序操作避 免，而不能 100%控制。夹渣大致上可以分为六大类控制要点：

  1. 原材料带入的脏物，如铝锭表面含有碱金属及碱土金属等； 2. 废料表面油污、泥土、灰尘、脏物等； 3. 熔炼合金过程中产生的各种金属化合物颗粒； 4. 炉体内、炉门浇筑料因时间长会脱落或因氧化而产生的固体非金属夹渣； 5. 中间合金、添加剂及助燃剂氧化物； 6. 操作不当带入溶体中，例如流槽、分流盘、使用工具、操作打渣时带入 溶体中； 首先夹渣分为金属夹渣和非金属夹渣，那么金属夹渣指：外来金属带入基体 中。非金属夹渣：主要是金属在熔化和保温过程中被氧化生产氧化膜，在专注过 程中与溶体分离不开带入铸锭中。夹渣不是产生在铸造结晶过程中，而是产生在 在熔炼和专注过程中，夹渣的形成与炉料质量、炉衬质量、流动过程中溶体、生 产工艺、操作工艺等都有关系，各个工序都会产生夹渣。显然，炉子状况愈差、 炉料愈不干净、炉料形状愈大、愈造成铸锭夹渣。炉料熔化时间愈长、炉料熔化 愈慢，在高温加热下，溶体与空气接触时间长，搅拌不平稳，在专注过程中金属 翻滚程度及溶体不覆盖，都会增加夹渣程度。 举例，我司生产 7A04 合金φ115 棒材的夹渣分析只有 10-80um，除 Al 外， 含有 Gr、O2、Zn 这种就是典型的金属夹渣，金属夹渣从低倍结果及显微分析是 带有棱角的形状。而有的夹渣没固定的形状，成絮状的紊乱组织、以条形形式 存在。这种缺陷可以判定为非金属夹渣。它是由各种氧化物组成，金属氧化物聚 集产生非金属氧化物。 硬铝、超硬铝及典型 5A06 合金最容易产生夹渣，所以我们技术人员、质检 人员及职工在监督和操作时，要坚决按照分厂熔铸检验规定及工艺制度执行。 1、炉料质量 铝锭、废料表面不干净、带有油污、泥土、水分、脏物、严重腐蚀等，都会 加重铝溶体污染，在熔炼过程中产生氧化物、碳化物、硫化物、氰化物、氮化物、 氢含量超标等缺陷；他们反映方程式：

  4AlH2O=2Al03 2AL3H20=Al036[H] 2、添加剂及中间合金 中间合金最好的加入方式随炉料加入，放在炉料中层，火焰不会非间接接触产 生烧损。金属添加剂大部分颗粒度在 50-200um 纯金属形式存在，在制作的步骤中 金属粉末保护到位或受潮，和 25%助燃剂混合而成。当加入铝溶体时，溶剂属于 放热反应，溶体局部温度会升高，且添加剂以块状加入，会迅速沉淀。如果温度 不够、搅拌不及时，因添加剂有粉末状，在加入时受到溶体表面含炉渣影响漂浮

  4）、除气箱保证运转正常，根据规格调整转速及气体使用量，大约在 5m3-8m3，

  收稿日期：2021-8-31 第一作者：田福 1985-，男，内蒙古，中级工程师