铝铸熔车间设计

铝熔铸车间设计铝熔铸车间设计(designofaluminiummeltingandcastingworkshop)以电解铝为原料，采用相应设备，经熔炼和铸造生产各种铝及铝合金锭坯的铝加工厂车间设计。铝熔铸是铝加工厂的第一道生产工序。设计主要内容为：工艺流程选择、设备选择和车间布置。工艺流程选择铝熔铸生产包括配料、熔炼、铸造、均热、机械加工和检验等工序。大型熔铸车间还有残屑及熔渣处理、中间合金制备、熔剂制备等辅助工序。配料熔炼铝及铝合金的炉料有：(1)铝电解厂运来的电解铝液或重熔铝锭以及镁、锌等；(2)铝一锰、铝一硅等中间合金；(3)铝加工厂各车间返回的废料、边角残料和碎屑；(4)外购的废旧铝及铝合金制品等。生产时，根据原料供应状况和合金的化学成分，确定各种炉料的用量。熔炼将配好的炉料加热熔化，调整熔体化学成分和温度，进行净化处理，以降低气体和夹杂物在熔体中的含量。净化处理有炉内和炉外在线两种方法。前者是在炉内除气，这种方法可能使熔体受到二次污染。后者是将除气和除渣在配置于生产线中的专门装置内进行。其中，以过滤除渣为主的有采用玻璃丝布、刚玉微孔陶瓷管和陶瓷泡沫过滤器等方法；除气除渣兼有的有FILD法(FumelessInLineDegassing法，英国铝业公司研制)、Alcoa法(美国铝业公司研制)、SNIF法(SpinningNozzleInertFlotation法，美国联合碳化物公司研制)、MINT法(MeltInLineTreatmentSystem法，美国联合铝业公司研制)等。这些装置具有净化效果好、公害小、生产过程连续等优点。铸造常用的铸造方法有立式半连续铸造、固定模水平连续铸造、活动模连续铸造和水冷模铸造四种。(1)立式半连续铸造法。能生产多种合金成分和多种规格的扁锭、空心圆锭、实心圆锭，并适于多模铸造，应用最广。根据结晶成形方法，又可以分为使用普通水冷结晶器的铸造法、在水冷结晶器上部设有绝热保温帽的热顶铸造法和不用水冷结晶器，而用电磁力来保持铸锭断面形状，然后直接水冷成形的电磁铸造法等三种。其中结晶器铸造法设备简单，但铸锭内部组织和表面光洁度都不如后两种好。电磁铸造法铸出的扁锭，表面平滑，一般不需铣面和铣边即可轧制，能提高成品率，但设备费用高，适用于大批量生产。(2)固定模水平连续铸造法。可生产小规格扁锭和Q200mm以下的实心圆锭，其设备结构简单，占地面积小，不需高大厂房，适用于小型熔铸车间。(3)活动模连续铸造法。可将液态铝直接铸轧成带坯或连铸连轧成带坯和线坯，这种方法生产的坯料可直接进行冷轧和拉伸，主要用于纯铝、铝锰和铝镁等软合金的坯料生产。(4)水冷模铸造法。只能铸造小型扁锭，可利用铸坯的余热开坯轧制，设备简单，能耗低，多用于小型铝板厂。均热又称均匀化退火。是把铸锭加热到接近合金熔点的高温，经长时间保温，使合金中的元素发生固态扩散，以消除化学成分和组织上的不均匀性，提高铸锭的塑性。除纯铝与铝镁合金外，大部分铝合金铸锭需经均热处理。其中硬铝合金必须先均热再进行锯切与表面铣削加工；软合金则不受此限制，可根据所设计工厂的具体条件，在熔铸车间或加工车间进行均热。铸锭机械加工连铸或半连续铸造的铸锭，锯去头尾疏松部分并切成定尺，根据合金品种和产品用途，大部分扁锭需双面铣削，有的还需边部铣削；硬合金圆锭要车皮，空心圆锭还要镗孔。当铸锭供应外厂需要进一步加工时，表面铣削工序一般在板带或管棒型车间进行。成品检验铸锭成品检验项目有尺寸公差、表面质量、合金化学成分和铸锭的金属组织等。设备选择根据生产规模、合金品种、铸锭规格和炉料质量选择熔炼、铸造、均热、机械加工和废料处理设备。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，但设备造价高，维修量大，主要用于熔化边屑废料及制造中间合金。(3)火焰炉。应用最广泛，可用重油、柴油、煤气或天然气作燃料，炉子容量为580t。主要有侧面装料的矩形炉与顶装料的圆形炉两种。矩形炉可作熔炼炉或保温炉使用；圆形炉装料速度快，主要用作熔炼炉。与电炉相比，火焰炉熔化速度快，能源费用低，但金属烧损较大。立式半连续铸造机可以铸造多种合金成分和多种规格的铸锭。依传动方式有钢丝绳式、丝杠式和液压式三种。钢丝绳式设备简单，但升降台移动时平稳性较差，易影响铸锭质量。丝杠式和液压式平稳性好，升降速度波动范围小，但设备制造和维护要求都较高。大型熔铸车间多选用双向液压驱动式。活动模连续铸造机有二辊式、双带式和轮带式三种。(1)二辊式连续铸轧机。以两个相对旋转的内部被水冷却的轧辊作结晶器，从辊缝间注入液体金属，连续铸轧成带状坯；带坯厚度一般为612mm,宽度为6002000mm；设备生产率约为每米宽1.11.8t/h。双带式连续铸造机。该机使金属液通过由两条平行移动的环形钢带(或由冷却块组成的履带)和挡流块组成的连续结晶腔而铸成带状坯，带坯的厚度为1550mm,最大宽度可达2000mm。此型铸造机后面一般带有由13个热轧机架组成的连轧机，生产厚度为2.56mm的带坯，设备生产率约为每米宽1723t/h。(3)轮带式连铸连轧机。由连铸机和连轧机两部分组成。连铸机由一个带铸槽的旋转铸轮、封闭铸轮的环形钢带和张紧轮组成。连轧机则包括817个三辊或二辊交替机架，用于生产Q6.359.53mm的线坯。铸锭均热炉加热方式有电阻和火焰两种，均采用炉内热风强制循环，以提高加热速度。均热炉结构形式有立式和卧式两种，立式多为地坑式，用车间吊车装出料；卧式多用台车装出料。生产建筑铝型材用的圆锭，均热后要快速冷却，炉子一般须设均热和快速冷却两个工作室。共用一套装出料机构。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。车间布置一般分为原料、熔铸、均热、机械加工、铸锭堆放等区域（见图）。大中型车间，原料数量和品种都较多，一般单独设原料跨；大型熔化炉和铸造机常配置在相邻两跨内。为避免铸锭过跨运输，场地允许时，机械加工可与铸造同跨。废料处理部分，一般配置在单独厂房内或与熔铸生产区域隔开铝熔铸车间平面配贸囲2机俎*3工將烙应护、4E1直均站护！5连悄连轧机施匸6-恫饕倨切51烈|?-机尹彳3-輕尿收輿肇畫|S-專料堆玻蒲，1D铸擾堰菽场