CN108913900B - 一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备zl104合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，本发明能够利用多余的再生铝液，实现废品的重新利用制备ZL104合金，而且能够在不适合的反射保温炉内进行制备ZL104合金，利用现有设备，不用再买新的设备，充分利用现有资源，节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及铸造车间炒灰回收的废铝液的再利用，尤其涉及铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法。
背景技术
铸造车间利用炒灰回收的废铝液，被用来制作6系棒配比用的铝硅中间合金，但是在铝硅合金满足使用的情况下会造成积压，占用资金。本申请用于生产ZL104合金。但是在利用炒灰回收的废铝液生产ZL104合金产品中，面临两方面困难需要突破，一是生产ZL104合金用的铝液是从热铝灰中回收的废铝液，其中杂质较多且各金属元素含量不明，需要通过化验和计算配比成ZL104合金要求的元素范围。其次所用的炉子并非专业的熔炼炉或静置炉，只是一种反射保温炉，给精炼和除渣造成困难。因此用回收的废铝液和非专业的炉子生产出专业的ZL104合金产品，就是利用再生铝创效的一种创新。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，充分利用现有资源，节省成本。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，包括以下步骤，
（1）根据反射保温炉内要加入的废铝液总量和废铝液中的含硅量，计算所需补入的金属硅含量，按所需补入的金属硅含量加入金属硅，对反射保温炉内金属硅预热升温；
（2）搅拌：将回收的废铝液加入反射保温炉内，将金属硅完全覆盖，加废铝液的过程进行氮气搅拌，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度达到740-750℃，关闭炉门保温，进行化硅，使金属硅熔化；
（3）加锰：在硅熔化达到80%-90%时，按反射保温炉内合金总量计算所需锰添加剂的添加量范围，按所需锰添加剂的添加量范围的中间值加入锰添加剂，然后继续保温，以完成金属硅的完全熔化和锰添加剂的熔化；
（4）加镁：化硅完成后，按ZL104合金中镁含量范围要求向反射保温炉内加入镁锭，并且进行第一次精炼；精炼过程中保证反射保温炉内温度为730-740℃，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；
（5）取样：第一次精炼完成后，对反射保温炉内的合金合金进行取样分析，分析判断反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度是否达标；如果含量不达标添加进行相应的加硅、加铝、加锰、加镁工序，如果均匀度不达标，继续搅拌熔炼，直至熔体中硅的含量和均匀度达标；然后将熔体表层浮渣扒净；
（6）扒渣：第一次精炼完成后，对反射保温炉内合金表面浮渣进行清理，把表面浮渣扒出炉外；
（7）反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度达标，控制炉内温度在730-740℃的范围，进行第二次精炼，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；精炼完成后进行扒渣；
（8）扒渣结束，使反射保温炉内合金通过静置进行自然降温达到浇铸温度，然后进行放流浇铸104合金锭。
步骤（1）中，加入金属硅时，将金属硅加入反射保温炉内，并均匀平摊在反射保温炉炉底。
步骤（2）中，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度未达到740-750℃，进行继续加温，开启反射保温炉侧部燃气加热火枪，对反射保温炉内合金进行加热，加热期间用氮气搅拌，直至温度上升到740-750℃，关闭炉门做好保温。
步骤（2）中，继续加热期间，每隔15分钟用氮气搅拌一次。
步骤（4）中，精炼过程中用扒渣工具将漂浮在铝液表面的镁锭及时下压，这样可以减少镁锭的挥发烧损。
在精炼过程中，要控制好氮气气压，确保熔体翻滚高度不高于20cm，这样可以控制和减少铝合金的氧化烧损。
取样时，至少从反射保温炉内熔体中间和两侧各取一个试样，进行取样化验。
锰添加剂采用含量为75%的无钠锰添加剂，均匀加入炉内，加速熔化和确保元素均匀。
步骤（8）中，浇铸温度为710-715℃。
步骤（8）中，浇铸时控制流速，确保每块104合金锭的重量在20-22kg之间。
步骤（8）中，浇铸前确保流槽和铸模内干净、干燥，防止带入其它杂质，浇铸时用炉眼堵头控制流速，用调流器控制铸模内注铝量，确保每块104合金锭的重量在20-22kg之间。
本发明能够利用多余的再生铝液，实现废品的重新利用制备ZL104合金，而且能够在不适合的反射保温炉内进行制备ZL104合金，利用现有设备，不用再买新的设备，充分利用现有资源，节省成本。
具体实施方式
一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，包括以下步骤，
（1）根据反射保温炉内要加入的废铝液总量和废铝液中的含硅量，计算所需补入的金属硅含量，按所需补入的金属硅含量加入金属硅，对反射保温炉内金属硅预热升温；
（2）搅拌：将回收的废铝液加入反射保温炉内，将金属硅完全覆盖，加废铝液的过程进行氮气搅拌，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度达到740-750℃，关闭炉门保温，进行化硅，使金属硅熔化；
（3）加锰：在硅熔化达到80%-90%时，按反射保温炉内合金总量计算所需锰添加剂的添加量范围，按所需锰添加剂的添加量范围的中间值加入锰添加剂，然后继续保温，以完成金属硅的完全熔化和锰添加剂的熔化；
（4）加镁：化硅完成后，按ZL104合金中镁含量范围要求向反射保温炉内加入镁锭，并且进行第一次精炼；精炼过程中保证反射保温炉内温度为730-740℃，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；
（5）取样：第一次精炼完成后，对反射保温炉内的合金进行取样分析，分析判断反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度是否达标；如果含量不达标添加进行相应的加硅、加铝、加锰、加镁工序，如果均匀度不达标，继续搅拌熔炼，直至熔体中硅的含量和均匀度达标；然后将熔体表层浮渣扒净；
（6）扒渣：第一次精炼完成后，对反射保温炉内合金表面浮渣进行清理，把表面浮渣扒出炉外；
（7）反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度达标，控制炉内温度在730-740℃的范围，进行第二次精炼，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；精炼完成后进行扒渣；
（8）扒渣结束，使反射保温炉内合金通过静置进行自然降温达到浇铸温度，然后进行放流浇铸ZL104合金锭。
步骤（1）中，加入金属硅时，将金属硅加入反射保温炉内，并均匀平摊在反射保温炉炉底。
步骤（2）中，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度未达到740-750℃，进行继续加温，开启反射保温炉侧部燃气加热火枪，对反射保温炉内合金进行加热，加热期间用氮气搅拌，直至温度上升到740-750℃，关闭炉门做好保温。
步骤（2）中，继续加热期间，每隔15分钟用氮气搅拌一次。
步骤（4）中，精炼过程中用扒渣工具将漂浮在铝液表面的镁锭及时下压，这样可以减少镁锭的挥发烧损；
在精炼过程中，要控制好氮气气压，确保熔体翻滚高度不高于20cm，这样可以控制和减少铝合金的氧化烧损。
取样时，至少从反射保温炉内熔体中间和两侧各取一个试样，进行取样化验。
锰添加剂采用含量为75%的无钠锰添加剂，均匀加入炉内，加速熔化和确保元素均匀。75%的无钠锰添加剂，如徐州市先锋金属材料有限公司的XF-Mn75。
步骤（8）中，浇铸温度为710-715℃。
步骤（8）中，浇铸前确保流槽和铸模内干净、干燥，防止带入其它杂质，浇铸时打开炉眼开始ZL104合金锭的浇铸。
如制作ZL104合金，要求为镁含量为0.2-0.35%，硅含量为10.5%-12%，锰含量0.3%-0.5%；检测废铝液中硅含量为0.06%，镁含量为0.004%（通常废铝液中镁含量＜0.005%，可以忽略不计），锰含量为0。通过本申请的制备方法进行制备，具体包括以下步骤，
（1）根据反射保温炉内要加入的废铝液总量1吨和废铝液中的含硅量0.06%，计算所需补入的金属硅含量；要补入的金属硅重量=1吨×（12%-0.06%）÷（100%-12%）=1吨×13.57%；将含杂质的金属硅加入到反射保温炉内，并平摊在炉底，然后开始对炉内金属硅开始预热升温，时间10-15分钟。
将含杂质的金属硅加入到反射保温炉内，并平摊在炉底，这样做一是加大金属硅的受热面积，提高加热效率，二是可以加速金属硅的熔化过程。
（2）搅拌：将回收的废铝液1吨加入反射保温炉内，将含杂质的金属硅完全覆盖，加废铝液的过程进行氮气搅拌，废铝液加入完成后进行测温，一般温度会低于740℃，开启反射保温炉侧部燃气加热火枪，对反射保温炉内合金进行加热，加热期间每隔15分钟用氮气搅拌一次，确保温度和各元素分布均匀，加热直至温度上升到740-750℃，停止升温，关闭炉门做好保温，进行化硅，即使金属硅熔化；
（3）加锰：在化硅时间为40-50分钟即硅熔化达到80%-90%时，按反射保温炉内合金总量计算所需锰添加剂的添加量范围，按所需锰添加剂的添加量范围（0.4%-0.5%）的中间值即0.4%计算加入75%的无钠锰添加剂的量，加入相应量的75%的无钠锰添加剂，然后继续保温，以完成含杂质的金属硅的完全熔化和75%的无钠锰添加剂的熔化；
（4）加镁：经过1小时化硅时间完成化硅后，按ZL104合金中镁含量范围0.2-0.35%的要求（本实施例中按ZL104合金中镁含量范围0.30%的要求）向反射保温炉内加入镁锭，并且进行第一次精炼；精炼过程中保证反射保温炉内温度为730-740℃，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；在精炼过程中，要控制好氮气气压，确保熔体翻滚高度不高于20cm，这样可以控制和减少铝合金的氧化烧损。
（5）取样：第一次精炼完成后，对反射保温炉内的合金进行取样分析，分析判断反射保温炉内合金中各元素的含量达标，具体为锰含量为≥0.4%，硅含量为≥11.8%，镁含量为≥0.3%,，均匀度达标；
（6）扒渣：第一次精炼完成后，对反射保温炉内合金表面浮渣进行清理，用扒渣耙子将表面浮渣带出炉外，完成扒渣过程；
（7）反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度达标，控制炉内温度在730-740℃的范围，进行第二次精炼，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；第二次精炼完成后进行扒渣；
（8）扒渣结束，使反射保温炉内合金通过静置进行自然降温达到浇铸温度，然后进行放流浇铸ZL104合金锭。浇铸前确保流槽和铸模内干净、干燥，防止带入其它杂质，浇铸时打开炉眼开始ZL104合金锭的浇铸。
除渣、除气的精炼剂这里使用的为艾文斯(焦作)冶金材料有限责任公司的6FR精炼剂。
测量制作完成的ZL104合金锭中，锰含量为0.37%，硅含量为11.66%，镁含量为0.28%。
Claims (9)
1.一种铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）根据反射保温炉内要加入的废铝液总量和废铝液中的含硅量，计算所需补入的金属硅含量，按所需补入的金属硅含量加入金属硅，对反射保温炉内金属硅预热升温；
（2）搅拌：将回收的废铝液加入反射保温炉内，将金属硅完全覆盖，加废铝液的过程进行氮气搅拌，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度达到740-750℃，关闭炉门保温，进行化硅，使金属硅熔化；
（3）加锰：在硅熔化达到80%-90%时，按反射保温炉内合金总量计算所需锰添加剂的添加量范围，按所需锰添加剂的添加量范围的中间值加入锰添加剂，然后继续保温，以完成金属硅的完全熔化和锰添加剂的熔化；
（4）加镁：化硅完成后，按ZL104合金中镁含量范围要求向反射保温炉内加入镁锭，并且进行第一次精炼；精炼过程中保证反射保温炉内温度为730-740℃，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；
（5）取样：第一次精炼完成后，对反射保温炉内的合金合金进行取样分析，分析判断反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度是否达标；如果含量不达标进行相应的加硅、加铝、加锰、加镁工序，如果均匀度不达标，继续搅拌熔炼，直至熔体中硅的含量和均匀度达标；然后将熔体表层浮渣扒净；
（6）扒渣：第一次精炼完成后，对反射保温炉内合金表面浮渣进行清理，把表面浮渣扒出炉外；
（7）反射保温炉内合金中各元素的含量和均匀度达标，控制炉内温度在730-740℃的范围，进行第二次精炼，用惰性气体喷粉精炼法精炼，即用氮气将除渣、除气的精炼剂吹入炉内合金，将炉内废渣和废气浮出到合金表面，达到除渣、除气的目的；精炼完成后进行扒渣；
（8）扒渣结束，使反射保温炉内合金通过静置进行自然降温达到浇铸温度，然后进行放流浇铸104合金锭。
2.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：步骤（1）中，加入金属硅时，将金属硅加入反射保温炉内，并均匀平摊在反射保温炉炉底。
3.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：步骤（2）中，废铝液加入完成后进行测温，反射保温炉内合金温度未达到740-750℃，进行继续加温，开启反射保温炉侧部燃气加热火枪，对反射保温炉内合金进行加热，加热期间用氮气搅拌，直至温度上升到740-750℃，关闭炉门做好保温。
4.根据权利要求3所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：步骤（2）中，继续加热期间，每隔15分钟用氮气搅拌一次。
5.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：步骤（4）中，精炼过程中用扒渣工具将漂浮在铝液表面的镁锭及时下压，这样可以减少镁锭的挥发烧损。
6.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：在精炼过程中，要控制好氮气气压，确保熔体翻滚高度不高于20cm，这样可以控制和减少铝合金的氧化烧损。
7.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：取样时，至少从反射保温炉内熔体中间和两侧各取一个试样，进行取样化验。
8.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：锰添加剂采用含量为75%的无钠锰添加剂，均匀加入炉内。
9.根据权利要求1所述的铸造车间炒灰回收的废铝液制备ZL104合金的方法，其特征在于：步骤（8）中，浇铸温度为710-715℃。
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2018
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|---|
| ZL104铝合金的铸造工艺规程;刘倩;《湖南工程学院学报》;20050930;第15卷(第3期);38-40 * |
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