提高高铝钢可浇性工艺技术研究
钢包高铝尖晶石浇注料浅析
由 于 活 性 ＳＯ 超 微 粉 是 非 晶 质 或 无 定 ｉ
形二 氧硅 ， 比表 面 积 大 ， 面 能 也 比较 高 ， 表 易
吸 附空 气 中 的水 而 发 生 团 聚 。 因此 ， 防 潮 且 应
加分 散 剂 后 作 用 。
Ｓｈ ａｎｘ ｏｖ ｎｃ ｅ ａｌｕｒ ｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｔｔ ｔ ｉＰｒ ｉ ｅ Ｍ ｔ ｌ ｇｙ Ｒ ｓ ａ ｃ ｎｓ ｉ ｕ ｅ
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维普资讯
《 西 冶金 》 山
・６ ・ ７
用 的 原 理 除 尘 ， 大 粒 径 粉 尘 经 高 效 离 心 分 较 离 后 落 入 灰 斗 。 余 烟 尘 进 入 冲击 槽 ， 速 冲 其 高 入 喷 淋 室 ， 用 高 速 重 复 碰 撞 、 性 作 用 除 利 惯
高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺研究
高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺研究摘要：高精密压铸铝合金铸件在压铸成型时，当它们由液体向固体变化过程中不可避免存在气缩孔等内部组织疏松铸造缺陷，从而造成铸件的气密性合格率比较低。
浸渗技术的出现解决了压铸过程中铸件内微孔等缺陷，从而提高了高精密压铸铝合金铸件的气密合格率，保证了铸件质量，降低了生产成本。
关键词：压铸铝合金铸件；浸渗剂；浸渗方式；浸渗工艺流程随着汽车行业快速的发展，所需求离合器壳体、阀体、缸体等高精密压铸铝合金铸件需求量越来越大，所要求的质量也越来越高。
然而气孔广泛存在于铝合金压铸成型过程中，并且其分布在不同的断面上，根据其分布特点来分，可以分为点状气孔、网状气孔及综合性气孔。
特别是一些小气孔难以为肉眼所见，如果它们被气体或液体渗透，将会导致严重的产品质量问题，使其丧失应有的功能。
浸渗作为一种处理气孔的方法而被广泛应用，其不仅能用于毛坯铸件上，而且可以用于机加工铸件上。
浸渗就是将浸渗剂填充至铸件疏松、气孔等缺陷内部，并通过固化加热处理，达到填充、密封、承压等效果的一种工艺方法。
本文结合了我司高精密压铸铝合金铸件的实际生产情况，研究出一条适合我司高精密压铸铝合金铸件的浸渗工艺路线，在其浸渗过程中对浸渗剂选择、浸渗方式选择、浸渗工艺流程进行了深入的研究。
1浸渗剂的选择浸渗剂是由无机物或者有机物按照一定比例混合配制而成的物质，用于密封有疏松、气孔等缺陷的铸件。
浸渗剂主要有两大类：无机浸渗剂和有机浸渗剂。
1.1 无机浸渗剂无机浸渗剂属于第一代浸渗剂，主要有碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐、硫酸盐及氯化物等，其中以硅酸钠（俗称水玻璃）为典型。
水玻璃浸渗剂主要用于上个世纪30年代，其优点不仅具有无毒、耐油特性，而且可以承受500℃以上高温；其缺点为浸渗后铸件不容易清洗、所需浸渗时间长、固化速度慢、且浸渗后渗漏比例仍旧比较高等。
显然相对于水玻璃浸渗剂优点，其缺点更为突出。
由于无机浸渗剂可靠性比较差，已在国内外压铸铝合金铸件应用上被淘汰。
铝合金铸造技术研究与发展趋势
铝合金铸造技术研究与发展趋势铝合金铸造技术研究与发展趋势1. 引言铝合金是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车制造、电子通讯、工业设备等领域有广泛应用。
铝合金的轻量化、高强度、良好的导热导电性能使其成为替代钢铁材料的理想选择。
而铝合金铸造技术作为铝合金加工的重要方法，一直在不断研究与发展，以适应不同领域对铝合金产品的需求。
2. 铝合金铸造技术的研究方向铝合金铸造技术主要包括压力铸造、重力铸造和搅拌铸造等多种方法。
其中，压力铸造是目前应用最广泛的铸造方法，可以实现高精度、高效率的生产。
然而，随着对铝合金产品性能要求的不断提高，研究者也在探索和发展其他铸造技术。
2.1 先进压力铸造技术为了进一步提高压力铸造的效率和质量，研究人员提出了一系列先进的压力铸造技术，如真空压力铸造、低压压力铸造和高速压力铸造等。
真空压力铸造利用真空环境下的压力差，能够有效减少气孔的产生，提高产品的致密性和机械性能。
低压压力铸造通过降低铸造过程中铝液的压力，可以减小砂芯的变形和气孔的产生，提高产品的表面质量。
高速压力铸造利用高速射流来充填铸型，能够实现更加均匀的充填和凝固，从而提高产品的强度和韧性。
2.2 其他铸造方法除了压力铸造，重力铸造和搅拌铸造也是研究热点。
重力铸造是利用重力作用将铝液充填铸型，适用于大型和复杂件的生产。
搅拌铸造则是将铝液在充填过程中进行搅拌，利用机械搅拌和磁场搅拌等方式来改善铝合金的组织和性能。
这些新兴的铸造方法能够满足特殊形状或特殊性能要求的铝合金产品的生产需求。
3. 发展趋势3.1 材料设计与优化未来的铝合金铸造技术将更加注重材料设计和优化。
通过调整合金成分和微观组织的控制，可以进一步提高铝合金的强度、耐腐蚀性和耐热性能。
例如，添加稀土元素、纳米颗粒和纤维增强相等可以改善铝合金的力学性能和热稳定性。
3.2 数值模拟与仿真数值模拟和仿真技术是铝合金铸造技术发展的关键。
通过建立铸造过程的数学模型，可以预测和优化铸件的凝固过程、缩孔和应力分布等。
连铸浇钢工艺知识
连铸浇钢工艺知识连铸浇钢工艺知识连铸浇钢工艺知识(500问中的精华)一第一章连铸钢水的准备1、连铸对钢水质量的基本要求：连铸对钢水质量提出了很严格的要求，所谓连铸钢水质量主要是指：1.1钢水温度：连铸钢水的要求是：低过热度、稳定、均匀。
1.2钢水纯净度：最大限度的降低有害杂质（如S、P）和夹杂物含量，以保证铸机的顺行和提高铸坯质量。
如钢水中S含量大于0.03%，容易产生铸坯纵裂纹，钢水中夹杂物含量高，容易造成弧形铸机铸坯中内弧夹杂物集聚，影响产品质量。
1.3钢水的成分：保证加入钢水中的合金元素能均匀分布，且成分控制在较窄的范围内，保证产品性能的稳定性。
1.4钢水的可浇性，要保持适宜的稳定的钢水温度和脱氧程度，以满足钢水的可浇性。
如铝脱氧，钢水中Al2O3夹杂含量高，流动性差，容易造成中间包水口堵塞而中断浇注。
因此要根据产品质量和连铸工艺要求，对连铸钢水温度、成分和纯净度进行准确和适度的控制，有节奏地、均衡地供给连铸机合格质量的钢水是连铸生产顺利的首要条件。
2、对连铸钢水浇注温度的要求：合理选择浇注温度是连铸的基本参数之一。
浇注温度偏低，会使1）钢水发粘，夹杂物不易上浮；2）结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面缺陷；3）水口冻结，浇注中断。
浇注温度太高会使1）耐火材料严重冲蚀，钢中夹杂物增多；2）钢水从空气中吸氧和氮；3）出结晶器坯壳薄容易拉漏；4）会使铸坯柱状晶发达，中心偏析加重。
如果说不合适的浇注温度在模铸时还能勉强浇注，而连铸时就会造成麻烦（如拉漏、冻水口），因此对连铸钢水温度要比模铸严格得多。
对连铸钢水温度的要求是：（1）低过热度，在保证顺利浇注的前提下过热度尽量偏下限控制，小方坯一般控制在20～30℃。
（2）均匀，实际上钢包内钢水温度是上下偏低，而中间温度高，这样会造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注过程的控制，因此要求钢包内钢水温度上下均匀。
（3）稳定，连浇时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在10℃范围内。
高铝钢连铸结晶器保护渣研究概况
高铝钢连铸结晶器保护渣研究概况付孝锦;光华【摘要】高铝钢连铸保护渣开发主要有三种思路,即“反应性”的 CaO-SiO2渣系保护渣、“非反应性”的 CaO-Al2 O3渣系保护渣以及“弱反应性”的CaO-SiO2-Al2 O3渣系保护渣。
分别介绍了在这三种思路下进行的高铝钢保护渣的理论和应用研究以及不同渣系高铝钢保护渣的优缺点。
最后指出：从工艺顺行的角度,CaO-SiO2渣系保护渣仍是浇铸高铝钢的主要选择。
%There are mainly three slag systems to study mold fluxes for high aluminum steels,which are “reactive”CaO-SiO2 slag system,“non-reactive”CaO-Al2 O3 slag system and“weakly reactive”CaO-SiO2-Al2 O3 slag system.The theo-ry and application research on mold fluxes of different slag systems for high aluminum steels and the advantages and disadvan-tages were introduced respectively.Finally,it is pointed out that mold fluxes of CaO-SiO2 slag system is the predominant choices in casting high aluminum steels.【期刊名称】《内江师范学院学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】6页(P19-24)【关键词】高铝钢;保护渣;CaO-SiO2渣系;CaO-Al2O3渣系;CaO-SiO2-Al2O3渣系【作者】付孝锦;光华【作者单位】内江师范学院化学化工学院，四川内江 641199;重庆大学材料科学与工程学院，重庆沙坪坝 400044【正文语种】中文【中图分类】TF7770 引言近年来，高铝含量的钢种成为开发的热点，典型的钢种有：1)铝含量为0.5%～2.0%的C-Mn-Al系相变诱发塑性钢(Transformation Induced Plasticity， TRIP)[1]；2)铝含量0.5%～1.5%的电工钢[2]；3)铝含量为0.7～1.1的38CrMoAl合结钢[3]；4)铝含量为2.0%～2.5%的20Mn23Al无磁钢[4-5]；5)铝含量高达5%的不锈钢20Cr5Al钢[6].由于此类钢中铝含量极高(为传统铝镇静钢的10～50倍)，钢中Al极易与渣中SiO2等氧化性物质发生反应使得渣中SiO2含量减少、Al2O3含量增加，加上钢中大量夹杂物的上浮，导致保护渣成分及性能发生较大变化，影响浇铸工艺顺行及铸坯表面质量.在这种情况下，如何确保连铸保护渣在发生渣-钢反应及吸收上浮夹杂物后性能的稳定，成为此类保护渣研究的焦点.通常，保护渣以CaO、SiO2二元系为主，配以CaF2、Na2O、Li2O、B2O3等助熔剂，以及少量的Al2O3、MnO、MgO等组元和一些其它不可避免的杂质(如Fe2O3)组成.在高铝钢连铸过程中，由于钢水中的Al具有很强的还原性，当其在钢渣界面与熔渣接触时，可发生类似下面的氧化还原反应[4]：这些反应导致保护渣中以SiO2为代表的部分组分被钢水中的Al还原，生成的Al2O3进入到保护渣中.SiO2的减少使得保护渣的碱度(CaO/SiO2)增加，恶化保护渣的玻璃化效果；MnO等助熔剂含量的降低会使保护渣熔化温度明显升高；Al2O3含量的增加会促使保护渣的粘度急剧上升.针对高铝钢浇铸过程中保护渣性能变化的特点，保护渣的设计主要有以下几种思路：A)“反应性”的CaO-SiO2渣系保护渣；B)“非反应性”的CaO-Al2O3渣系保护渣；C)“弱反应性”的CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣.其主要成分范围如图1[7]所示.2.1 保护渣成分及含量对理化性能的影响最初并没有针对高铝钢开发专门的连铸结晶器保护渣，而是使用常规保护渣.例如，U.S. Steel Gary Works在进行高铝TRIP钢的第一次试验生产时，使用的是SiO2含量35%、CaO含量20%、Al2O3含量5%的常规CaO-SiO2渣系保护渣[8].然而，由于发生严重的渣-钢反应,导致保护渣的成分及性能激变，使得浇铸的铸坯表面质量很差，出现了严重的纵裂纹和横裂纹，甚至出现了粘结[8].因此，必须开发专门的高铝钢保护渣来浇铸这类钢种.开发CaO-SiO2渣系保护渣，其关键在于浇铸过程中渣-钢反应达动态平衡后熔渣的性能可以满足高铝钢浇铸的需要.因此，研究主要集中在保护渣的组成(成分及含量)和工艺条件(钢种、拉速等)对渣-钢反应的影响及由此引起的保护渣性能(传热、润滑等)的改变并最终影响铸坯表面质量等方面.王家荫等[9]研究了20管线钢中加铝量的变化对保护渣中Al2O3含量、碱度、熔化温度及粘度的影响.保护渣成分：w(CaO)=30.78%，w(SiO2)=33.90%，w(Al2O3)=3.16%，w(CaF2)=7.44%，w(MgO)=2.26%，w(T. Fe)=1.81%，碱度(R)=0.91.结果表明：随着钢中Al含量的增加，熔渣中Al2O3含量明显增加；当w(Al) > 3%时，熔渣中Al2O3的增加变缓，并渐渐达到饱和.随着钢水中Al含量增加，保护渣碱度和熔点升高，当铝含量超过1.5% 时，碱度及熔点增加变缓；保护渣粘度随钢中Al含量的增加而增加.Itoh等[10]在研究了含铝量高达5%的20Cr-5Al钢种后指出，减少保护渣中SiO2含量，可以减轻SiO2与钢水中Al元素的反应，防止熔渣中Al2O3含量的急剧增加，有助于维持保护的渣粘度稳定. Kinoshita等[11]采用低碱度(R=0.8)的保护渣浇注631不锈钢(w(Al)=1.03%，w(C)=0.8%)，能够对铸坯进行良好的润滑并防止漏钢.在E2钢保护渣中加入含量为5%～8%的MnO，以稳定保护渣的碱度并降低粘度和熔点，改善保护渣的性能，稳定铸坯的表面质量[9,12].何生平等[13]通过热力学计算表明，当渣中w(MnO)>3%时，MnO能有效抑制熔渣中SiO2被钢水中的Al还原.然而，Blazek等[14]意图通过加入MnO以抑制渣中SiO2的反应时，效果并不明显.Kim 等[15]研究了高Al钢与CaO-SiO2渣系高铝钢结晶器保护渣的反应，发现初渣中的CaO/SiO2比、Al2O3含量以及温度都不是影响反应量的主要因素，对渣-钢反应影响最大的是钢中[Al]含量.当w(Al)<1.8%时，钢水中Al的传质是反应的限制性环节；当Al=4.8%时，在渣-钢反应界面发现明显的MgAl2O4析出，它延缓了进一步的反应，因此，对于Al>4.8%的高铝钢而言，限制性环节是渣中的传质.Becker等[8]研究了在A1-TRIP钢的浇铸过程中低碱度保护渣(w(CaO)=20%，w(SiO2)=35%， w(Al2O3)=5%， R=0.57) 中CaO、SiO2、Al2O3含量的变化.指出浇铸开始后10min内渣中CaO含量基本不变，SiO2含量急剧减少，Al2O3含量急剧增加.保护渣由原来的CaO-SiO2渣系变为CaO-Al2O3渣系.Zhang等[16]研究了w(Al2O3)/w(SiO2)对Al-TRIP钢保护渣粘度及粘流活化能的影响，模拟Al-TRIP钢保护渣浇铸过程中成分的改变，结果表明随着w(Al2O3)/w(SiO2)增加，保护渣粘度及粘流活化能单调上升，反应到达平衡后，粘流活化能为85 kJ·mol-1，粘度为1.437 Pa·s，超过常规板坯连铸保护渣的粘度，对连铸工艺的顺行不利.Yu等[17-18]研究了高铝TRIP钢的粘度和热流变化特征，Li2O、B2O3含量及w(Al2O3)/w(SiO2)对高铝TRIP钢保护渣粘度的影响，发现Li2O的含量对保护渣的碱性有较大的影响，Li2O含量高，熔渣碱性增强，在较低的w(Al2O3)/w(SiO2)时粘度发生转折.B2O3可以使熔渣的过热度较大，有利于稳定保护渣的粘度.保护渣中同时加入适量的B2O3和Li2O，可发挥多组分协同效应，稳定Al2O3的两性特征，使熔渣粘度维持在合理的范围.Wang等[1]研究了高Al含量TRIP钢连铸保护渣的凝固行为，研究渣系在凝固过程中易析出CaF2晶体，具有较强的结晶能力.由于容易析出CaF2晶体，使得浇铸过程中渣条严重，导致熔渣很难流进结晶器壁与铸坯坯壳之间，从而引发各种铸坯表面缺陷.杨波等[19]研究了高铝含量的TRIP钢在连铸过程中保护渣Al2O3含量的变化对于渣膜传热性能的影响.结果表明：当Al2O3含量从3%增加到20%时，保护渣的热流密度明显降低；当Al2O3含量从2%增加到30%时，热流密度先增加后减少；随w(Al2O3)/w(SiO2)比值的增大热流密度逐渐降低；在该实验条件下有CaF2晶体析出.周鉴等[20]研究了高铝钢保护渣的结晶矿相，发现保护渣中初始SiO2含量较高，保护渣玻璃性较好；随着浇铸进行，保护渣中SiO2含量减少、Al2O3含量增加，玻璃性变差；熔渣中的Li2O易与F-形成LiF晶体；CaF2的含量较高时，易产生CaF2晶体.王欢等[21]研究了含铝TRIP钢结晶器保护渣的粘度特性，结果表明：随着Al2O3质量分数由3%增加到17%，综合碱度R<1的保护渣粘度先增加再减小，而R≥1的保护渣粘度变化较小；随着Al2O3质量分数由17%增加到30%，保护渣粘度快速增大；随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大，保护渣的粘度呈先快速减小而后快速增大的趋势.2.2 典型高铝钢保护渣的现场应用Omoto[2]研究低碳电工钢(含铝量高达1%以上的低碳钢)保护渣，针对渣钢反应使熔渣结晶温度升高，在结晶器内壁形成粗大渣圈，使得熔渣流入不畅、润滑不足甚至引起漏钢等问题，采用低碱度(R=0.65)、低粘度(0.2 Pa·s)的保护渣，增加保护渣的消耗，并在保护渣中加入5.7%的Li2O以抑制其结晶性能，实现了多炉连浇.对于液相线温度比一般碳钢低80～100 ℃的高铝高锰型无磁钢，施威[22]比较了两种不同的高铝无磁钢连铸保护渣(A渣和B渣).A渣的熔点1 028℃，粘度为0.17 Pa·s；B渣熔点1 000 ℃，粘度为0.15 Pa·s,其中A渣易结块、变性，润滑性能不良，致使铸坯发生粘结漏钢；B渣粘度和熔点较低，在中包温度1 455 ℃，拉速0.78 m·min-1时能够满足连铸工艺需要.张宇斌等[5,23]使用5.0%B2O3，碱度0.5～0.6、熔化温度1010℃、粘度0.215 Pa·s的无磁钢20Mn23AlV保护渣在0.6～0.65 m·min-1拉速下能较好满足连铸要求.于雄[24]在保护渣中利用B2O3+Li2O熔剂以有效地降低保护渣的初始粘度和熔化温度，在0.5～0.65 m·min-1条件下，浇铸高铝高锰无磁钢20Mn23AlV，液渣层厚度稳定，渣耗正常，无明显渣条，铸坯表面无明显裂纹及凹陷等现象；而当拉速增大到0.7 m·min-1时，则形成粗大渣圈，保护渣消耗降低，铸坯表面存在纵裂纹，恶化了铸坯表面质量.拉速的增加，使得结晶器内钢液流性增强，加强了渣-钢反应的动力学条件，使反应量增加，导致熔渣中Al2O3的过多富集，提高了保护渣的熔点，恶化了结晶性能.针对裂纹敏感性强的高铝TRIP钢，Fu 等[25]通过控制反应后保护渣的结晶性能以抑制传热实现缓冷，采用初始碱度为0.84的保护渣在拉速0.8～0.9 m·min-1条件下浇铸铝含量0.8%～1.0%、碳含量0.08%～0.115%的高铝TRIP钢，开浇11 min渣-钢反应即达到动态平衡，除01坯前7.4 m有少量凹陷外，其余铸坯的表面没有凹陷及裂纹产生，铸坯的表面质量良好.另外，通过对反应前初渣和反应后终渣进行水浸实验，分析其中的F-浓度和pH，发现反应后高Al2O3含量的终渣能够通过自身的固氟作用和对废水中氟的吸收，降低废水中氟的含量，减轻对环境的污染[26].对高铝稀土钢而言，钢液中除了Al元素外，还原性较强的稀土元素如Ti、Re等也易于与渣中的SiO2等还原性物质发生反应，使得保护渣性能变化更加显著.张晨等[27]采用w(CaO)20%～40%、w(SiO2)30%～50%、w(Al2O3) <8%的保护渣，并在其中添加B2O3和MnO，使得在不可避免的渣-钢反应平衡后仍可以实现一定的冶金性能，避免引起铸坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷或拉坯阻力过大而造成的漏钢事故，从而生产出高质量的铸坯.3.1 理论基础为从根本上解决问题，将保护渣在浇铸过程中因为反应引起的成分改变而导致的性能变化降到最低，维持保护渣使用过程中性能的稳定性，Street等[28]提出“非反应性”(non-reactive)高铝钢保护渣的思想，尽量减少甚至避免保护渣与钢水中的活泼元素发生反应.熔渣中与钢水中的Al发生反应的物质主要是SiO2，而大部分的工业原料中都或多或少含有SiO2.为了使渣-钢反应得到抑制，就要降低渣中的SiO2含量在较低的水平.然而，SiO2是熔渣中重要的网络形成物，对熔渣的粘度和结晶性能有着重要影响，进而影响保护渣的润滑和传热，因此，不能够一味降低SiO2的含量，应当将其控制在一个适当的范围内，且积极寻找具有与SiO2性质类似的替代物，该替代物应与Al反应轻微甚至不反应.Al2O3不会和Al反应，且Al2O3是两性物质，还具有与SiO2的Si-O网络结构类似的Al-O四面体网络结构，因此，在一定程度上可用Al2O3代替SiO2构建CaO-Al2O3渣系保护渣.3.2 非反应性渣系日本川崎关于高铝钢保护渣的专利[29]指出，当渣中w(SiO2)< 7%时，高铝钢钢水中Al与保护渣中SiO2不反应或反应轻微.王欢等[30]通过热力学分析及钢-渣界面反应试验证明，当保护渣中w(SiO2)< 6%时为非反应性保护渣.王强等[31]开发针对20Mn23AlV钢的高Al2O3、低SiO2(w(SiO2)=5.11%)含量保护渣，模拟研究了浇铸前后主要成分和性能变化，结果显示：反应前后新开发的高铝钢连铸保护渣SiO2减少了0.7%， Al2O3增加了6.46%，保护渣的熔化温度、黏度和结晶率分别增加了62℃、0.66 dPa·s和15%；保护渣反应前后主要成分及性能变化相对现用保护渣小，可用于高铝钢的连铸生产.朱祖民等[32]在专利中提出了w(SiO2)< 2%的高铝钢保护渣，且w(Al2O3+CaO) > 50%，用SrO、BaO、MgO吸收Al2O3等夹杂物以维持熔渣的粘度稳定性.但因CaO-Al2O3渣系保护渣本身熔点高、低SiO2含量导致玻璃性不足影响润滑，在实际应用中存在保护渣易结渣圈，渣耗偏低，影响连浇炉数的问题.为了解决低SiO2含量的CaO-Al2O3渣系保护渣熔点高、结晶性强的问题，人们进行了一系列理论研究.于雄等[33]通过添加适量的酸性氧化物B2O3协调熔渣的性能，结果显示，当w(B2O3)为4%～10%时，随着B2O3的含量增加，保护渣熔点、粘度、粘流活化能均降低，渣膜热流密度增加；保护渣的等温转变曲线(TTT曲线)向孕育时间增加方向移动，晶体生长速率降低，在实验条件下，增加B2O3的含量可抑制保护渣中CaF2的析出.F-对非反应性高铝钢保护渣的理化性能有重要影响[34]，研究表明，w(F-)为5.8%～8.8%时，F-含量每增加 1%熔点降低4.5℃，粘度降低0.004 Pa·s；渣膜热流密度随F-含量的增加而增加，特征时间降低；结晶动力学分析说明析晶按照1维方式生长.王欢等[35]研究了非反应性高铝钢保护渣中Li2O的含量对结晶行为及传热的影响，结果表明：当w(Li2O) < 2%时，增加 Li2O 的含量可减弱保护渣的结晶能力；而在w(Li2O)为2%～5%时，增加 Li2O 含量会缩短析晶孕育时间、升高结晶温度、增大临界冷却速度和结晶速率常数，也就是促进了保护渣的结晶.同时发现，在w( Li2O)为2%～5% 范围内增加 Li2O 的质量分数，非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小.MgO对高铝钢非反性保护渣理化性能也有重要影响，王欢等[36]研究显示：试验渣系熔点1 060～1 180℃，在w(MgO)为2%～8%之间，每增加 1%的(MgO)熔点约升高20℃；在 w(MgO)为2%～8%之间，保护渣粘度和粘流活化能都是先下降后增大，最低点对应的MgO 的含量为 6%.增加 MgO 的含量，保护渣的析晶孕育时间延长，有助于减弱浇铸过程中渣条的发展.渣膜厚度和结晶率随着 MgO 含量的增加而降低，渣膜传热特征时间、最大热流密度和平均热流密度都增大. Fu等[37]研究了CaO/Al2O3值对非反应性高铝钢保护渣w(SiO2)=6%结晶性能的影响，发现随着CaO/Al2O3比的增加，渣膜厚度先减小后增加；保护渣在CaO/Al2O3=1.5时结晶能力最弱，当CaO/Al2O3比大于或小于1.5时，保护渣结晶能力逐渐增加；随着CaO/Al2O3比的增加，析出晶体类型由CaF2、LiAlO2逐渐发展到铝酸钙系列晶体及CaO；为减少渣条产生及提高渣耗，保护渣CaO/Al2O3为0.9～2.0时比较合适.3.3 现场应用于雄等[24]使用SiO2含量为4.37%的非反应性CaO-Al2O3渣系高铝钢保护渣进行了20Mn23AlV无磁钢(w(Al)为1.5%～2.5%)的连铸试验，铸坯表面有少量裂纹、无明显凹陷；但钢液面的保护渣有少量的结团现象，液渣层厚度较薄，渣耗偏低，安全起见，仅浇铸了35min便换用CaO-SiO2渣系保护渣进行浇铸.Liu等[38-39]采用非反应性高铝钢保护渣(w(CaO+Al2O3)=56.3%，w(SiO2)=3.5%，w(B2O3)=10.3%，CaO/Al2O3=1.0)浇铸裂纹敏感性强的高铝的高铝TRIP钢(铝含量为0.9%，碳含量为0.1%)，虽然在改善铸坯质量方面效果明显，但存在渣圈粗大、润滑不足、渣耗偏低、不能进行连续浇铸的问题.由于CaO-SiO2渣系保护渣反应强烈，成分及性能变化剧烈，而CaO-Al2O3渣系保护渣结晶性太强，导致不能进行连浇，因此，设计一种介于反应性CaO-SiO2渣系和非反应性CaO-Al2O3渣系渣之间的CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣(即弱反应性保护渣，less-reactive)，使其在发生相对较弱的反应后，其性能仍然能够满足铸坯润滑和渣耗的需要，并能够最终改善铸坯表面质量，是高铝钢保护渣研究的另一思路.刘奇等[40]基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为 20%的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣，采用热丝法模拟了CaO/Al2O3比对该渣系保护渣结晶行为的影响.结果显示，随着CaO/Al2O3比的增加，保护渣的结晶性增强；CaO/Al2O3为0.7～1.3时，凝固固相分数较小，具有与现用工业渣相似的润滑作用.综合考虑其传热与润滑作用，高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比的适合范围应为0.7～1.3.何生平等[13]研究的双高(高碱性、高玻璃化)保护渣，即在CaO-SiO2-Al2O3渣系保护渣(其主要成分CaO为26.02%，SiO2为15.53%，Al2O3为18.04%)的基础上，采取多组分且各组分的含量相当的配渣原则，增加保护渣中B2O3、BaO 及SrO等物质的含量，特别是用MnO抑制SiO2与钢水中Al的反应.使用该渣在0.4～0.5 m·min-1的条件下浇铸碳含量0.3%～0.4%，铝含量0.7%～1.2%的高铝钢，渣条少，渣面活跃，铸坯表面及皮下质量正常.王谦等[41-42]发明了分别针对Al含量为0.5%～3.5%和1.0%～3.5%的高铝钢连铸保护渣，其主要成分含量分别是CaO 15%～40%，SiO2 3%～15%，Al2O3 10%～20%和CaO 15%～35%，SiO2 10%～25%，Al2O3 12%～15%.将上述保护渣在国内某钢厂分别用于实际生产，在浇铸过程中结晶器液面状况良好，保护渣性能稳定，生产的铸坯表面及皮下质量良好，铸坯原始合格率达99%以上.高铝钢保护渣最令人困扰的问题就是在浇铸过程中会发生严重的渣-钢反应，导致成份及性能的显著改变.尽管如此，从工艺顺行的角度，目前使用的高铝钢保护渣仍以反应性的CaO-SiO2渣系保护渣为主.在设计此类保护渣时，应重点考虑钢中铝含量及拉坯速度对反应量的影响.非反应性的CaO-Al2O3渣系保护渣在高铝钢浇铸中有很好的应用前景，但仍需进一步研究以解决该渣系本身结晶过强，消耗偏低，连浇炉数低的问题.【相关文献】[1] Wang W, Kenneth B , Alan C. 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提高铝合金熔铸质量的技术措施
提高铝合金熔铸质量的技术措施摘要：现阶段国内开始广泛投入使用铝合金材料：由于国内铝合金熔铸技术的研究持续深入，国内开始借鉴外国先进的技术和经验，确保国内铝合金熔铸的质量得到稳步升级。
对此，需要重视铝合金熔铸发展实际，并结合具体措施保障铝合金质量得到控制和强化。
关键词：铝合金;熔铸技术;熔铸质量;技术措施;铝加工生产中熔铸是要进行的第一步，良好的铸锭质量，能够对后续加工工序产生积极的影响作用。
熔铸的产品质量和内部的组织、晶体大小等都存在着密切的关联。
熔铸的质量与后续产品的质量也存在一定关联，且遗传性能较强。
想要生产出高端铝加工产品，就必须保证有良好的熔铸技术，确保熔铸产品质量的同时，也需要保障加工效率。
对此，要想确保熔铸技术得到迅速发展，需要强化提升技术的使用率与产品的研发比，为我国铝加工业的发展提供技术保障。
1铝合金熔铸技术发展现状随着我国工业的不断发展，铝合金材质产品的大量应用，熔铸技术也取得了一定的成果。
其技术涉及多重领域，如配料、熔炼、铸造、检测、智能化等等。
实际生产中，对于铸锭质量要求高的产品需要借助重熔锭技术对其进行熔铸，来提升铸锭的质量。
现阶段，由于技术的不断优化升级，大多数熔铸产品都能够科学有效的使用电解铝液进行施工。
使用电解铝液配料技术能够有效避免再进行使用重熔锭技术，降低能源消耗的同时，减少了铝液烧损及精炼剂的投放。
现阶段熔炼、铸造技术的发展状况已经能够与客户的需求相适应。
但对该技术进行使用期间还需要注重环保，提高能源的使用率，降低不必要的资源消耗。
电加热熔炼技术能够减少铝液烧损，但也需要进一步提升加热与升温的速度和能力。
现阶段，国内燃气、燃油熔铝炉主要使用烟气的余热的蓄热式烧嘴，不管采用何种燃气燃油炉，都是熔炼技术发展中必不可少的。
此外，炉内、外处理技术种类繁多，技术多样，呈现多样化的方向发展。
1.1熔体处理技术熔铸技术中进行熔体处理是十分重要的环节之一。
铝合金熔体内部中的各项碱金属、非金属等含量都与熔体铸造的质量存在着密切的关联。
铝合金压铸工艺优化
铝合金压铸工艺优化一、铝合金压铸的介绍铝合金压铸是一种先进的铸造工艺，它通过高压将液态金属压入模具中，然后迅速冷却形成所需铸件。
铝合金压铸具有生产效率高、生产周期短、生产成本低等优点，在各行各业广泛应用。
二、铝合金压铸工艺的优化铝合金压铸的工艺优化是指通过对加工工艺参数的分析和调整，提高铝合金压铸的加工效率和产品质量，从而降低生产成本，提高竞争力。
1.优化模具设计模具是铝合金压铸工艺的核心部件，优化模具设计可以显著提高产品的成形精度和表面质量。
具体来说，可以从以下几个方面考虑：（1）模具排胶角度：合理的排胶角度可以有效避免烧芯、杂质、缺陷等问题。
（2）模具中心线位置：优秀的模具设计应保证模具中心线位置合理，这对于产品的成型精度和外观质量非常重要。
（3）模具结构：根据具体产品形状和厚度，选择合适的模具结构，提高压铸零件的质量。
2.优化铝合金合金配方铝合金压铸的铝合金配方是决定产品质量的重要因素，采用合适的合金配方可以提高产品的机械性能和耐腐蚀性。
（1）提高铝合金成分的稳定性，减少杂质的含量。
（2）调整合金配方，降低材料成本，并保持合金的性能。
3.优化加工工艺参数优化加工工艺参数可以提高产品的成形精度和表面质量，降低加工成本和生产周期。
具体来说，可以从以下几个方面考虑：（1）合理的注射压力：注射压力对于压铸质量的影响非常大，应根据具体产品形状和材料特性选择合适的注射压力。
（2）优化注射速度和时间：适当的注射速度和时间可以提高产品质量，提高生产效率。
（3）优化铸造温度：铸造温度对于铝合金压铸的成形精度和外观质量也有很大的影响，应注意选择适当的铸造温度。
4.加强现代化监测技术应用铝合金压铸产品的质量非常重要，因此必须加强现代化监测技术的应用，对压铸产品进行检测和监控。
一些重要的监测参数包括铸造温度、注射压力、注射速度、材料密度和粘合等。
5.加强员工培训员工是铝合金压铸工艺的最终执行者，他们的技能水平直接影响产品的质量和生产效率。
提高铝合金强度的技术途径和方法
提高铝合金强度的技术途径和方法摘要：主要介绍了铝合金强化的位错机制，论述了铝合金强化的技术途径和方法，并进一步研究了高强铝合金的发展趋势。
1 前言铝及铝合金具有密度小、耐蚀性和成型性好等一系列优点，在航天，航空、核工业及兵器工业等有着广泛的应用前景及不可替代的地位，因而铝和铝合金的研制技术被列为国防科技关键技术及重点发展的基础技术。
现代工业和科学技术的迅速发展，对铝合金强化材料的性能提出了更高要求。
铝合金强化以加工硬化和沉淀强化为重点，而其强化效果的判断则以铝合金材料在常温和高温下的强度、塑性指标为重要依据。
本文对强化机理进行了探讨，并对强化方法进行了综合分类。
2铝合金强化的位错机制强度是材料抵抗变形和破坏的能力，金属材料的强度主要取决于构成晶体的原子之间的结合力。
这种结合力随原子和结合键性质的不同而有差异。
材料的强度、塑性、韧性等力学性能除与键的强度有关外，还与晶体结构的完整性密切相关，即受晶粒、亚晶粒尺寸、第二相特征、晶体缺陷密度等因素影响，这些影响都可以用位错作用机制来解释。
3提高铝合金强度的技术途径和方法铝合金强化主要是增加其对位错动作的抗力，所以铝合金强化途径有两条：液态处理和固态处理。
3.1液态处理方法液态处理是通过合金化和化学反应在铝基体熔体中生成碳化物、硼化物、氮化物等弥散分布的强化相，这种由反应生成的强化相与基体间的界面洁净、结合较好、颗粒细小、分布均匀，因此对合金的弥散强化效果较好。
液态处理主要有合金强化和异相强化。
合金强化是在铝合金中添加具有很低溶解度和扩散速率的过渡族金属和稀土金属元素，铸造时快速冷却，使这些元素保留在α（A1）固溶体中，随后加热析出非常稳定的非共格第二相弥散质点，通过弥散质点而使合金强化。
几乎所有铝合金都分别或联合加入Ti，V，Cr，Mn，Zr等过渡族元素，这些元素形成弥散铝化物质点，产生弥散强化作用，这些质点一旦析出，很难继续溶解或聚集，有较大的弥散强化效果。
提高连铸机铸坯质量的研究与实践
管理及其他M anagement and other 提高连铸机铸坯质量的研究与实践周 鑫摘要：对于连续铸钢工艺，指的是将高温钢水持续不断浇筑为具备一定断面形状与一定尺寸规格铸坯的生产工艺。
而完成连续铸钢工艺过程需要的设备，称之为连铸陈涛设备，包括了浇钢设备、连铸机本体设备以及切割区域设备等，在结合引锭杆收集与输送设备的机电液一体化的基础上，使连续铸钢核心部位设备得到有效构成，这一构成通常称之为“连铸机”。
而对于连铸机铸坯来说，作为炼钢炉炼成的钢水通过连铸机锻造之后得到的一种产品。
为了提高连铸机铸坯质量，则需结合实际情况，落实有效的优化措施。
因此，本文以连铸机分类及铸坯外形为切入点，在分析连铸机机铸的缺陷及预防措施的基础上，结合实际案例分析，提出提高连铸机铸坯质量的具体措施，希望以此使连铸机铸坯质量得到全面提高。
关键词：连铸机；铸坯质量；分类；外形；缺陷；具体措施连铸机的类型较多，以浇铸断面分类，可分成板坯连铸机与小方坯连铸机；以结构外形分类，可分成立式连铸机与立弯式连铸机；以铸坯流数分类，可分成单流、双流或者多流连铸机。
但是，可能受到一些因素的影响，比如扇形段对弧精度误差较大、扇形段积渣等，使连铸机铸坯发生故障问题，进一步使轧制产品的质量受到严重影响。
鉴于此，为了提高连铸机铸坯质量，保证设备运行的可靠性及安全性本文围绕“提高连铸机铸坯质量”展开分析研究价值意义显著。
1 连铸机分类及铸坯外形概述1.1 连铸机分类对于连铸机，可根据多种形式进行详细分类，具体包括：（1）结构外形分类。
根据结构外形进行分类，主要有六类，即：①立式连铸机；②立弯式连铸机；③带直线段弧形连铸机；④弧形连铸机；⑤多半径椭圆形连铸机；⑥水平连铸机。
与此同时，在连铸技术不断发展的基础上，又进一步出现了其他一些连铸机类型，比如轮式连铸机、薄板坯连铸机等。
（2）断面大小与外形分类。
以连铸机浇铸断面大小与外形进行分类，主要有六类，即：①板坯连铸机；②小方坯连铸机；③大方坯连铸机；④圆坯连铸机；⑤异形断面连铸机；⑥薄板坯连铸机。
铝合金压铸工艺研究与优化
铝合金压铸工艺研究与优化铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀性能好的金属材料，广泛应用于各种领域。
其中，铝合金压铸工艺是一种重要的制造工艺，因其生产效率高、产品精度高等优点而备受青睐。
在铝合金压铸工艺中，优化工艺流程和参数的研究对于提高压铸产品的质量和生产效率具有重要的意义。
铝合金压铸工艺流程铝合金压铸工艺是指将铝合金熔体注入铝合金压铸模具中，通过压力或重力使铝合金液态材料填充模具中的空腔，最后冷却固化成型的工艺。
铝合金压铸工艺流程一般包括模具设计、材料准备、熔炼、喷射系统设计、注射、冷却、脱模以及后处理等步骤。
其中，关键的步骤是注射和冷却，直接影响到压铸产品的质量和生产效率。
铝合金压铸工艺参数铝合金压铸工艺参数决定产品的结构和性能。
常用的铝合金压铸工艺参数包括注射压力、注射速度、注射时间、保压时间和模具温度等。
其中，注射压力和注射速度是影响压铸产品质量和生产效率的关键参数。
注射压力过高会导致铝合金熔体充填不均匀，造成气孔和其他缺陷，而注射速度过快则容易引起金属液面的剧烈晃动，导致熔体气化。
铝合金压铸工艺优化研究优化铝合金压铸工艺是提高产品质量和生产效率的关键。
优化铝合金压铸工艺需要综合考虑多个因素，包括模具设计、材料选择、注射参数和冷却方式等。
具体而言，可以从以下几个方面进行研究和优化：1、模具设计和材料选择：模具设计和材料选择直接决定了产品的结构和质量。
合理的模具设计能够减少产品的缩孔和其它缺陷，同时提高产品的密度和力学性能。
正确选择模具材料也是保证产品质量的重要因素。
2、注射参数优化：注射参数包括注射压力、注射速度、保压时间和注射时间等，优化注射参数可以提高铝合金压铸产品的精度和机械性能。
例如，降低注射速度和保压时间可以减少产品缩孔等缺陷，提高产品力学性能。
3、冷却方式优化：冷却方式是影响模具寿命和压铸产品尺寸精度的重要因素。
优化冷却方式可以提高铝合金压铸产品的表面质量和精度，同时还可以提高生产效率。