有色金属熔铸(整理版)
金属熔炼与铸锭—第二章

第二章
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冶金工程学院
第2章 有色金属及合金材料
主要内容
2.1 熔铸的基本任务 2.2 熔铸的基本要求 2.3 熔铸工艺规程制定
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冶金工程学院
2.1 熔铸的基本任务
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冶金工程学院
2.2 熔铸的基本要求
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冶金工程学院
2.2 熔铸的基本要求
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冶金工程学院
2.2 熔铸的基本要求
2.3 熔铸工艺规程的制定
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冶金工程学院
作业思考题
1.熔铸的基本任务是什么? 2.熔铸的六点要求是什么? 3.为什么在熔铸之前要制定熔铸工艺规程?
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冶金工程学院
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冶金工程学院
2.3 熔铸工艺规程的制定
水、电(油)、气、料
Байду номын сангаас
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冶金工程学院
2.3 熔铸工艺规程的制定
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冶金工程学院
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冶金工程学院
• 铸造用(废钢熔解)里面的原材料覆盖剂在废钢熔炼过程 中覆盖在钢水表面,起到了保温、吸附夹杂物,防止钢水 氧化等作用。主要成分为C、CaO、SiO2、Al2O3等。对于 有特殊要求的,还要添加合金粉、膨胀材料等,以提高保 温、吸附夹杂的性能。 • 铸造熔炼精炼添加剂的作用及特性 熔炼精炼添加剂能加快 合金的熔化,降低熔化能耗,节省用电量,减 少电能耗损 净化 钢(铁)液,减少渣孔、气孔,提高铸件成品... • 打渣剂和清渣剂应该是一样的东西 铝合金在温度达到720度左右时加入精炼剂,用工具压到底 部缓慢移动直到不冒泡为止,主要是用来清除铝液中的氢 精炼后加入打渣剂,用工具充分搅拌后捞出渣子,主要是用 19 来清除铝液中的杂质 冶金工程学院 清渣结束后在表面撒上覆盖剂,防止空气中的氢进入铝液中
有色金属熔炼与铸锭

有色金属熔炼与铸锭有色金属是指除了铁之外的金属,包括铜、铝、镁、锌、铅等。
这些金属在工业和日常生活中都有广泛的应用,因此其熔炼和铸造技术也非常重要。
本文将介绍有色金属熔炼和铸锭的基本原理和流程。
一、有色金属熔炼有色金属熔炼是将固态金属加热至液态并进行加工的过程。
有色金属熔炼通常采用电炉、燃气炉或高频感应炉等加热设备。
在熔炼过程中,有色金属会发生氧化、蒸发和挥发等反应,因此需要加入熔剂和保护气体来控制反应的发生。
1. 熔剂熔剂是一种能够与金属氧化物反应生成氧化还原剂的物质。
在熔炼过程中,熔剂可以吸收金属表面的氧化物,并将其还原为金属。
熔剂的选择要根据金属的特性和熔剂的成分来确定。
以铝为例,铝的氧化物(Al2O3)在高温下很难还原为金属铝。
因此,需要加入熔剂(如纯碳或氟化铝钠等)来将氧化物还原为铝。
另外,熔剂还可以调节熔炼温度、改善金属的流动性和减少金属表面的氧化。
2. 保护气体保护气体是一种用于保护金属表面不受氧化的气体。
在熔炼过程中,金属表面会受到空气中的氧化物的影响,导致氧化和污染。
因此,需要加入保护气体,如氮气、氩气、氢气等,来隔绝金属和空气的接触。
以铜为例,铜熔点较低,容易氧化,因此需要使用保护气体来防止氧化。
常用的保护气体是氢气,因为氢气可以还原铜表面的氧化物,并且不会对铜产生污染。
二、有色金属铸造有色金属铸造是将熔化的金属倒入模具中,使其冷却固化成型的过程。
有色金属铸造通常采用砂型铸造、永久模铸造、压铸和注射成型等方法。
1. 砂型铸造砂型铸造是将熔化的金属倒入沙子制成的模具中,使其冷却固化成型的方法。
砂型铸造可以制造大型和复杂的零件,但是生产周期较长,成本较高。
2. 永久模铸造永久模铸造是将熔化的金属倒入金属模具中,使其冷却固化成型的方法。
永久模铸造可以制造高精度、高表面质量和高产量的零件,但是模具成本较高。
3. 压铸压铸是将熔化的金属注入压铸机中,经过高压快速冷却成型的方法。
压铸可以制造高精度、高表面质量和高产量的零件,但是一般只适用于小型和中型零件。
有色金属熔炼基本知识的讲解

有色金属熔炼基本知识的讲解
有色金属熔炼是指将有色金属原料通过高温加热而使其融化,并进行相应的熔炼和提纯过程的技术。
以下是有关有色金属熔炼的基本知识的讲解。
熔炼原理
有色金属熔炼的基本原理是利用高温将有色金属原料熔化成液态,并通过控制温度、时间和熔炼条件,使其进行相应的反应和分离,以达到提纯和加工的目的。
熔炼设备
常见的有色金属熔炼设备包括电炉、电阻炉、燃气炉等。
这些设备能够提供高温和适宜的熔炼环境,满足有色金属熔炼过程的需求。
熔炼过程
有色金属熔炼的过程通常包括以下步骤:
1. 准备金属原料:选择合适的有色金属原料,并进行必要的处
理和预处理。
2. 加热熔炼:利用熔炼设备加热原料,使其达到熔点并转化为
液态。
3. 熔炼反应:控制熔炼温度和反应时间,使有色金属原料进行
相应的反应、分离和提纯。
4. 提取产品:从熔炼过程中获得所需的有色金属产品。
熔炼技术
有色金属熔炼过程中常用的技术包括电熔技术、氧气熔炼技术、焙烧还原技术等。
这些技术根据具体的熔炼需求和原料特性进行选
择和应用。
熔炼应用
有色金属熔炼广泛应用于各个领域,包括金属加工、电子电器、建筑材料等。
通过熔炼技术,能够获得高纯度的有色金属产品,满
足不同行业的需求。
以上是有色金属熔炼基本知识的简要讲解。
熔炼过程中需要注
意安全问题,并根据具体情况选择适合的熔炼设备和技术。
了解这
些基本知识可以帮助我们更好地理解和应用有色金属熔炼技术。
金属的熔炼与凝固(十四)

➢ 强化和优化细化处理和变质处理技术,不断改进 和完善Al-Ti-B、Al-Ti-C细化工艺,改进Sc、Na、 P等变质处理工艺。
➢ 采用先进的熔铝炉型和高效喷嘴,不断提高熔炼 技术和热效率。目前世界上最大的熔铝炉为150t, 是一种圆型、可倾斜、可开盖、计算机自动控制 的燃气炉。
➢ 采用先进的铸造方法,如电磁铸造、电磁搅拌、 油气混合润滑铸造、矮结晶器铸造等。
铸锭机械加工设备
有锯切和铣削机床。铸锭切头尾与中断,多 选用配有上下料台、夹紧、定尺及锯屑收 集装置的圆锯锯切机列。圆锭车皮、镗孔, 扁锭铣面及铣边,一般选用专用机床。产 量很低时可选用普通车床和铣床。
废料处理设备
铝废料分本厂废料与外来废料两类。本厂废料中 的大块料可直接回炉,碎屑料经离心脱水、干燥、 制团后熔铸成复化锭。外来废料中的铝器皿、铝 铸件,经分拣、压碎、磁选、筛选后熔铸成复化 锭,并确定其成分;回收的大直径电缆,经剪断、 剥皮后打包;小直径电线、电缆,剪断后磨碎、 磁选、筛选,使金属与塑料分离,铝粒回感应炉 复化、铸造。炉渣破碎后,铝粒料回收、重熔, 铝灰经处理可作化工原料。碎屑处理设备有皮带 运输机、磁选机、干燥窑、制团机、打包机、熔 化炉和链式铸造机等。
(3)无铁芯工频感应电炉
在熔炼镁合金时,无铁芯工频感应电炉已开始使 用。熔炼镁合金的感应电炉不能采用熔沟式的, 因为比重大的熔剂及熔渣沉积炉底使熔沟堵塞。 感应电炉所用的坩埚可用10~25mm厚的钢板焊 成,也可直接铸成壁厚为40~60mm的厚壁坩埚。 由于铸造坩埚易产生缺陷,同时体积较大,故一 般多采用焊接坩埚。
等优点。
熔炼炉
有电阻炉、感应电炉和火焰炉三种。 (1)电阻炉。温度易于控制,操作条件好,但熔化速
率低,炉子容量较小,多作为保温炉使用。 (2)感应电炉。金属烧损少,合金成分均匀,但设备
熔炼、铸造和均质的基础理论

有色金属熔炼和铸造一. 基本原理1.熔炼和铸造的定义:熔炼的含义:就是将各种胚锭通过加温重熔的方法,实现由固态向液态转变的同时,进行合金化的过程.在熔炼的过程中,将实现净化除杂的目的.铸造的含义:将符合铸锭要求的金属熔体通过转注工具浇入到具有一定形状的铸模 中,使熔体在重力场或外力场的作用下充满模腔,冷却并凝固成型的工艺过程.它不仅要实现外部定型,而且还要实现对内部的微观组织结构的调控.二. 铝及其合金的熔炼1.熔炼的传热过程铝的熔点虽然很低(660℃),但由于熔化潜热(395.56kJ/kg)、固态热容(1.1386kJ/kg. ℃)和液态热容(1.046kJ/kg. ℃)都较高,而铝的黑度是铜铁的1/4,所以铝熔炼耗能大,很难实现理想的热效率。
热的传递方式有三种,传导、对流和辐射。
要提高金属的受热量,一方面提高炉温,这对炉体和熔体都不利,另一方面铝的黑度小,故提高辐射传热也是有限的,因此只能着眼于增大对流的传热系数(αc),它与气流速度的关系:αc=5.3+3.6v[kJ/(m2 h.℃)] V<5m/s时αc=647+v0.78 [kJ/(m2 h.℃)] V>5m/s时可见提高燃烧的气流速度是有效的。
2.合金元素的溶解和蒸发熔炼温度下(700℃)几种元素在铝中的扩散系数为(cm2/s):Ti:0.66,Mo:1.38(760℃),Co:0.79,Ni:1.44,Si:14.4,通常情况下,与铝形成易熔共晶的元素,一般较易熔解,与铝形成包晶转变的,特别是熔点相差大的元素较难于溶解。
在相同溶解条件下,一般蒸气压高的元素容易挥发,可把常用的铝合金分为两组:Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si、V、Zr等元素的蒸气压比铝的小,蒸发慢,Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素蒸气压比铝的大,容易蒸发,在熔炼过程中损失较大。
3.熔炼的吸气过程铝—氧反应金属以熔融态或半熔融态暴露于炉气中并与之相互作用时间越长,往往造成金属大量吸气,氧化和形成其它非金属夹杂,其反应分为:吸附、界面反应和熔解(扩散)。
有色金属熔铸(整理版)

这份是老师上课讲过的内容,整理出来的,可能存在遗漏,仅供大家参考Ⅰ有色金属熔炼的基本原理(1)1.2.1 α定义为氧化物的分子体积MV与形成该氧化物的金属原子体积AV之比,即:α=MV/AV(如αAl2O3=MV Al2O3/2AV AL)(2)1.2.1各种金属由于其氧化膜结构不同,对氧扩散的阻力不一样,因而氧化反应的限制性环节及氧化速度随时间的变化规律也不同。
当α>1时,生成的氧化膜一般是致密的、连续的、有保护性的,氧在这种氧化膜内扩散无疑会遇到较大的阻力。
(在这种情况下,结晶化学反应速度快,而内扩散速度慢,因而内扩散成为限制性环节。
氧化膜逐渐增厚,扩散阻力愈来愈大,氧化速度将随时间的延续而降低。
)Al、Be、Si等大多数金属生成的氧化膜具有这种特性。
当α<1时,氧化膜是疏松多孔的,无保护性的。
(氧在这种氧化膜内扩散阻力将比前者小得多。
在这种情况下,限制性环节将由扩散变为结晶化学反应。
氧化反应速度为一常数。
)碱金属及碱土金属(如Li、Mg、Ca)的氧化膜具有这种特性。
当α>>1时,这是一种极端情况,大量过渡金属如铁的氧化膜就是如此。
这种十分致密但内应力很大的氧化膜增长到一定厚度后即行破裂,这种现象周期性出现,故氧化膜也是非保护性的。
(严格地讲,金属不仅依靠氧在氧化膜中的扩散,还存在着金属在离子向气相-氧化膜界面扩散和氧负离子向金属-氧化膜界面扩散。
当氧化膜很致密且氧的扩散阻力很大时,氧化膜内离子的扩散将占很大的比重。
研究表明,氧化物的晶体与金属一样,在绝对零度以上的温度时包含有点阵缺陷,例如阴离子空位或阳离子空位及填隙原子等。
离子的迁移速率取决于氧化膜的点阵缺陷的性质。
)(3)1.3.1影响金属氧化烧损的因素①金属及氧化物的性质。
纯金属氧化烧损的大小主要取决于金属的亲和力和表面氧化膜的性质。
合金的氧化烧损程度因加入合金元素而异。
②熔炼温度。
熔炼温度越高,氧化烧损就越大。
③炉气性质。
中南大学熔炼与铸造综合笔记

第一部分有色金属熔炼的基本原理第一章:金属的氧化、挥发和除渣精炼一、响氧化烧损的因素及降低烧损的方法1、影响因素:(1) 金属及其氧化物的性质:与氧的亲和力越大,烧损就越大致密度越大,则烧损就越大(2) 熔炼温度越高,氧化反应就越厉害,烧损也就越严重(3) 炉气性质:炉气的氧化性强,一般烧损程度也大对于Cu熔炼来说,CO2、H2O呈中性,但有时H2O会有烧损影响,H2、CO 呈还原性。
Cu+H2O=Cu2O+H2(4) 其它因素:炉料的块度越大,烧损程度就越大;熔炼时间越长,烧损程度也会越大;2、降低氧化烧损的方法从分析影响氧化烧损的诸因素可以看出,当所熔炼的合金一定时,主要从熔炼设备和熔炼工艺两方面来考虑。
(1) 选择合理炉型:尽量选用熔池面积较小、加热速度快的熔炉。
(2) 采用合理的加料顺序和炉料处理工艺:易氧化烧损的炉料应加在炉料下层或待其他炉料熔化后再加入到熔体中,也可以中间合多形式加入。
(3) 采用覆盖剂(4) 正确控制炉温(5) 正确控制炉气性质:对于氧化精炼的紫铜及易于吸氢的合金,宜采用氧化性炉气。
在紫铜熔炼的还原阶段及无氧铜熔炼时,宜用还原性炉气,并且用还原剂还原基体金属氧化物。
(6) 合理的操作方法:例如熔炼含铝、硅的青铜时,应注意操作方法,避免频繁搅拌,以保持氧化膜完整。
(7) 加入少量α>1的表面活性元素,其目的是改善熔体表面氧化膜的性质,能有效地降低烧损。
二、减少杂质污染金属的途径1、选用化学稳定性高的耐火材料。
紫铜、黄铜、硅青铜、锡青铜可用硅砂炉衬。
2、要可能条件下采用纯度较高的新金属料以保证某些合金纯度的要求。
3、火焰炉应选用低硫燃料4、所有与金属炉料接触的工具,尽可能采用不会带入杂质的材料制作,或用适当涂料保护好。
5、变料或转换合金时,应根据前后两种合金的纯度和性能的要求,对熔炉进行必要的清洗处理。
6、注意辅助材料的选用。
7、加强炉料管理,杜绝混料现象。
三、金属的脱氧所谓脱氧就是向金属液中加入与氧亲和力比基金属与氧亲和力更大的物质,将基体金属氧化物还原,本身形成不溶于金属熔体的固态、液态或气态脱氧产物而被排除的工艺过程。
有色金属加工-熔炼与铸锭

确定炉料组成和配料比的基本原则
炉料组成:构成炉料的各个品种和每个品种的 品位 配料比:一炉炉料中每一种炉料所占的比例 原则:
成分原则 质量原则 工艺原则 经济原则 物料平衡原则
1.3.4熔体的精炼工艺
精炼温度:稍高于熔炼温度 熔剂用量和吹气量:
1.3.4.3熔体的静置
吸附精炼:吹气精炼、氯盐精 炼、熔剂精炼、熔体过滤 非吸附精炼:静置处理、真空 处理、超声波处理、预凝固处 理
1.2.3炉子的准备与操作
准备工作
自然干燥 烘炉
时间 升温速度 方法
洗炉和清炉
常用熔炼炉的种类及特点
电阻反射炉
水蒸气含量少,烧损少,炉温控制准确,熔炼金属的质量高; 没有噪音、燃烧废气;结构简单造价低 缺点是单位功率低、生产率低、占地面积大 熔化速度快,炉子容量可以很大,产量高成本低 缺点:火焰与金属接触易烧损,炉子中水蒸气含量高,熔体 吸气量多 合金烧损少,熔化速度快,热效率高;有电动搅拌作用;减 小了合金氧化、吸气的机会,熔体质量高;烟尘少,噪音小 缺点:电气设备费用高
铝合金牌号
1xxx系 2xxx系 3xxx系 4xxx系 5xxx系 6xxx系 7xxx系 8xxx系 9xxx系
镁合金牌号
产品牌号以英文字母加数字 再加英文字母的形式表示。 前面的2位英文字母是其最主 要的合金组成元素代号(元素 代号符合表1的规定),其后 的2位数字表示其最主要的合 金组成元素的大致含量。最 后面的一个英文字母为标识 代号,用以标识各具体组成 元素相异或元素含量有微小 差别的不同合金 例如AZ91D代表含铝量为9% ,含锌量为1%的镁合金,D 表明该合金发展的第四代合 金
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这份是老师上课讲过的内容,整理出来的,可能存在遗漏,仅供大家参考Ⅰ有色金属熔炼的基本原理(1)1.2.1 α定义为氧化物的分子体积MV与形成该氧化物的金属原子体积AV之比,即:α=MV/AV(如αAl2O3=MV Al2O3/2AV AL)(2)1.2.1各种金属由于其氧化膜结构不同,对氧扩散的阻力不一样,因而氧化反应的限制性环节及氧化速度随时间的变化规律也不同。
当α>1时,生成的氧化膜一般是致密的、连续的、有保护性的,氧在这种氧化膜内扩散无疑会遇到较大的阻力。
(在这种情况下,结晶化学反应速度快,而内扩散速度慢,因而内扩散成为限制性环节。
氧化膜逐渐增厚,扩散阻力愈来愈大,氧化速度将随时间的延续而降低。
)Al、Be、Si等大多数金属生成的氧化膜具有这种特性。
当α<1时,氧化膜是疏松多孔的,无保护性的。
(氧在这种氧化膜内扩散阻力将比前者小得多。
在这种情况下,限制性环节将由扩散变为结晶化学反应。
氧化反应速度为一常数。
)碱金属及碱土金属(如Li、Mg、Ca)的氧化膜具有这种特性。
当α>>1时,这是一种极端情况,大量过渡金属如铁的氧化膜就是如此。
这种十分致密但内应力很大的氧化膜增长到一定厚度后即行破裂,这种现象周期性出现,故氧化膜也是非保护性的。
(严格地讲,金属不仅依靠氧在氧化膜中的扩散,还存在着金属在离子向气相-氧化膜界面扩散和氧负离子向金属-氧化膜界面扩散。
当氧化膜很致密且氧的扩散阻力很大时,氧化膜内离子的扩散将占很大的比重。
研究表明,氧化物的晶体与金属一样,在绝对零度以上的温度时包含有点阵缺陷,例如阴离子空位或阳离子空位及填隙原子等。
离子的迁移速率取决于氧化膜的点阵缺陷的性质。
)(3)1.3.1影响金属氧化烧损的因素①金属及氧化物的性质。
纯金属氧化烧损的大小主要取决于金属的亲和力和表面氧化膜的性质。
合金的氧化烧损程度因加入合金元素而异。
②熔炼温度。
熔炼温度越高,氧化烧损就越大。
③炉气性质。
炉气的氧化性强,一般氧化烧损程度也大。
④其他因素。
使用不同的炉型,其熔池形状、面积和加热方式不同,氧化烧损程度也不同;炉料块度越小,表面积越大,其烧损也越严重;在其他条件一定时,熔炼时间越长,氧化烧损也越大;等等。
(4)1.3.2降低氧化烧损的方法①选择合理炉型。
尽量选用熔池面积较小、加热速度快的熔炉。
②采用合理的加料顺序和炉料处理工艺。
易氧化烧损的炉料应加在炉料下层或待其他炉料熔化再加入到熔体中,也可以中间合金形式加入。
碎屑应重熔或压成高密度料包后使用。
③采用覆盖剂。
易氧化的金属和各种金属碎屑应在熔剂覆盖下熔化和精炼。
④正确控制炉温。
在保证金属熔体流动性及精炼工艺要求的条件下,应适当控制熔体温度。
⑤正确控制炉气性质。
所有活性难熔的金属,只能在保护性气氛或者真空条件下进行熔炼。
⑥合理的操作方法。
铝和硅的氧化膜在熔炼温度下有一定的保护作用。
在熔炼铝合金及含铝、硅的青铜时,应注意操作方法,避免频繁搅拌,以保证氧化膜完整。
这样做即使不用覆盖剂保护,也可有效地降低氧化烧损。
⑦加入少量α>1的表面活性元素。
其目的是改善熔体表面氧化膜的性质,能有效地降低烧损。
(5)1.4.1杂质的吸收和积累杂质的吸收和积累主要是由于金属熔体与炉衬、炉渣、炉气及操作工具相互作用,或因混料造成的结果。
①从炉衬中吸收杂质。
②从炉气中吸收杂质。
③从熔剂和熔炼添加剂中吸收杂质。
④从炉料及炉渣中吸收杂质。
(6)1.4.3杂质元素的氧化氧化精炼的实质是利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排出的过程,其热力学条件是:杂质元素对氧的亲和力大于基体金属对氧的亲和力。
..........( ),{ }与[ ]的意义(7)1.4.4.2 脱氧方法及特点①沉淀脱氧:把脱氧剂M加入到金属熔体中,使它直接与金属中的氧进行反应。
②扩散脱氧:扩散脱氧是将脱氧剂加在金属熔体表面或炉渣中,脱氧反应仅在炉渣-金属熔体界面上进行。
③真空脱氧:真空脱氧的特点是,借助形成气体脱氧产物,可增强脱氧剂的脱氧能力,加快脱氧过程,提高氧化程度。
一些低氧化物的挥发自脱氧,也有促进真空脱氧的作用。
(8)1.6.2除渣精炼原理①比重差作用。
当金属熔体在高温静置时,非金属夹杂物与金属熔体比重不同,因而产生上浮或下沉。
比重差作用原理主要适用于Cu及Cu合金中。
②吸附作用。
向金属熔体中导入惰性气体或加入溶剂产生的中性气体,在气泡上浮过程中,与悬浮状态的夹渣相遇时,夹渣便可能被吸附在气泡表面而被带出熔体。
通常适用于Al及Al合金中。
③溶解作用。
非金属夹杂物溶解于液态溶剂中后,可随溶剂的浮沉而脱离金属熔体。
适用于Al及Al合金中。
④化合作用。
化合作用是以夹渣和溶剂之间有一定亲和力并能形成化合物或络合物为基础的。
适用于熔炼温度较高的铜、镍等合金。
⑤机械过滤作用。
当金属熔体通过过滤介质时,对非金属夹杂物的机械阻挡作用。
过滤介质间的空隙越小,厚度越大,金属熔体流速越低,机械过滤效果越好。
适用于含有与熔体密度相差不大、粒度甚小而分散度极高的非金属夹杂物的金属。
(9)1.6.3除渣精炼方法①静置澄清法。
此法适用于金属熔体与与非金属夹杂物间密度差较大,且夹杂物颗粒不太小的合金。
静置澄清法一般是让金属熔体在精炼温度和熔剂覆盖下保持一段时间,使夹杂物上浮或下沉而除去。
②浮选法。
浮选法是利用通入熔体的惰性气体或加入的熔剂所产生的气泡,在上浮过程与悬浮的夹杂相遇时,夹渣被吸附在气泡表面并带到熔体液面的熔剂中去。
此法对于熔点较低的铝合金、镁合金等较为有效。
③溶剂法。
溶剂法是通过熔剂与夹渣之间的吸附、溶解和化合等作用而实现除渣的。
上溶剂法:若夹渣的比重小于金属熔体,它们多聚集于熔池上部及表面,此时应采用上溶剂法。
重有色金属及钢铁多采用此法。
下溶剂法:若夹渣的比重大于金属熔体,则多聚集于熔池下部或炉底,且自上而下逐渐增多,此时应采用下溶剂法,又称沉淀熔剂除渣精炼法。
镁及镁合金多采用此法。
另外,还有一种所谓全体溶剂法,多用于铝及铝合金。
④过滤法。
根据所使用的过滤介质不同,过滤法可分为下列几种:网状过滤法:此法是让熔体通过由玻璃丝或耐热金属丝制成的网状过滤器,夹渣受到机械阻挡而与熔体分离。
这对于除去薄片状氧化膜和大块夹渣效果显著。
(优点:结构简单,制造方便,可安装在静置炉到结晶器之间的任何部位;缺点:只能滤掉比网格尺寸大的夹渣,净化作用较差,过滤器易于破损,寿命短,需频繁更换)填充过滤法:填充床除具有机械阻挡作用外,还有过滤介质与夹渣之间的吸附、溶解或化合作用。
该法的优点是熔体与过滤介质之间有较大的接触面积,过滤效果比网状过滤法要好。
刚性微孔过滤法:刚性微孔过滤器分陶瓷微孔过滤器和陶瓷泡沫过滤器......(10)1.6.4影响熔剂除渣精炼效果的因素①精炼温度。
在熔剂一定时,影响熔剂吸附、溶解和化合物造渣作用的主要因素是温度。
要提高化合和溶解造渣效果,就要提高精炼温度。
控制精炼温度时要兼顾除渣、脱气两方面。
一般是先用高温进行除渣精炼,然后在较低的温度下进行脱气,最后保温静置。
②熔剂。
熔剂的造渣能力强,除渣精炼效果就好。
溶质的吸附、溶解和化合造渣能力与其结构、性质及熔点等有关。
③精炼时间。
一般在加入精炼溶剂并充分搅拌后,或在金属液转注到保温炉或中间浇包后,应使金属液静置一段时间,使熔剂和夹渣能上浮到液面或下沉到底部去。
⑤其他因素。
生产中通常使用粉状熔剂,并在熔体中充分搅拌以增大熔剂与夹渣的接触面积和碰撞机率,等。
(11)2.1.1①气体在铸锭中的三种存在形态:固溶体、化学物和气孔。
②溶解于金属熔体中的气体,在铸锭凝固时析出来最易形成气孔。
这些气孔中的气体主要是氢气,故一般所谓金属吸气,主要指的就是氢气。
金属中的含气量,也可以近似地视为是氢量。
因此,脱气精炼主要是指从熔体中除去氢气。
(12)2.1.2气体的来源①炉料。
金属炉料中一般都溶解有不少气体,表面有吸附的水分,电解金属上残留有电解液。
②炉气。
非真空熔炼时,炉气是金属中气体的主要来源之一。
炉气的成分随所用燃料和燃烧情况不同而异。
③耐火材料。
耐火材料表面吸附有水分,停炉后残留炉渣及熔剂也能吸附水分。
④熔剂。
许多溶剂都含有结晶水,精炼用气体中也含有水分。
为减少气体来源,熔剂和精炼用气体均应进行干燥或脱水处理。
⑤操作工具。
与熔体接触的操作工具表面吸附有水分,烘烤不彻底时,也会使金属吸气。
(13)2.4脱气精炼金属中脱除途径有三:一是气体原子扩散至金属表面,然后脱离吸附状态而逸出;二是以气泡形式从金属熔体中排除;三是与加入金属中的元素形成化合物,以非金属夹杂物形式排除。
脱气精炼的主要目的,就在于脱除溶解于金属中的气体。
根据脱气原理的不同,脱气精炼可分为分压差脱气、化合脱气、电解脱气和预凝固脱气等。
(14)2.4.3分压差脱气精炼法①气体脱气法。
所用气体有惰性气体、活性气体和混合气体。
此外,还有在精炼气体中加入固体溶剂粉末的气体和熔剂混合物脱气法。
惰性气体精炼:惰性气体是指那些本身不溶于金属熔体,且不与熔体中的元素发生化学反应的气体,如铝合金常用的氮气和氩气等。
惰性气体脱气效果不够理想。
惰性气体在导入熔体前必须进行脱水处理和净化处理。
活性气体精炼法:如铝合金用氯气脱气效果较好。
一般认为活性气体脱气效果好,并有除钠的作用。
混合气体精炼:混合气体精炼能充分发挥惰性气体和活性气体的好处,并减免其害处,因而在生产中获得了广泛的应用。
②熔剂脱气法。
使用固态熔剂脱气时,将脱水的熔剂用钟罩压入熔池内,依靠溶剂的热分解或与金属进行的化学反应所产生的挥发性气泡,达到脱氢的目的。
近年来铸铝行业广泛使用各种“无毒精炼溶剂”,其除有精炼作用外,对Al-Si合金还有一定的变质作用,故又称“无毒精炼变质综合处理剂”。
但精炼时烟尘较多,渣多,金属损耗也较大。
③沸腾脱气法。
沸腾脱气法是利用金属本身在熔炼过程中产生的蒸汽泡内外气体分压差来脱气的。
这种方法仅适用于高锌黄铜的脱气。
④真空脱气法。
其特点是脱气速度和程度高,是一种有效的脱气方法。
其可分为静态和动态真空脱气法。
⑤其他脱气方法:化合脱气法、预凝固脱气法、振荡脱气法、直流电解脱气法。
(15)2.5 联合在线精炼:提高铝合金产品的质量和产量,降低成本,减少能耗和防止公害。
FILD法:略SNIF法:略MINT法:略(16)3.1 配制合金所用的炉料一般包括新金属料、废料及中间合金等三种。
(17)熔剂(熔剂在熔炼中的作用,铝合金常用熔剂配方及铜合金常用熔剂配方)熔剂按用途分,可分为覆盖剂、精炼剂、氧化剂和还原剂。
按照熔剂的性质可分为酸性、碱性和中性熔剂。
(熔剂与金属熔体直接接触,参与其间的物理化学反应和传热过程。
通过对所使用的熔剂成分、性能和加入量的调整,可以提高除渣脱气精炼效果,减少金属氧化、吸气、挥发和与炉衬的相互作用,提高金属质量和收得率以及延长炉衬寿命。