金属熔炼与铸锭-第五讲-有色金属及合金熔体的净化课件

第五讲第五讲 有色金属及合金熔体的有色金属及合金熔体的净化净化 第五讲 有色金属及合金熔体的净化 本章要点本章要点:介绍熔体净化的基本原理和对应的净化处理技术，介绍熔体净化的基本原理和对应的净化处理技术，包括：包括：(1)熔体脱气和除渣精炼的几种基本原理；熔体脱气和除渣精炼的几种基本原理；(2)铝、镁、铜合金熔体净化处理技术；铝、镁、铜合金熔体净化处理技术；(3)不同金属的熔体保护措施。不同金属的熔体保护措施。有色金属及合金熔体的净化有色金属及合金熔体的净化本章要点:有色金属及合金熔体的净化3第一节第一节 熔体净化原理熔体净化原理 3第一节 熔体净化原理 o炉料炉料o炉气炉气o耐火材料耐火材料o熔剂熔剂o操作工具操作工具脱气精炼脱气精炼气体的主要来源气体的主要来源o精心备料、严格精心备料、严格控制熔化、采用控制熔化、采用覆盖剂覆盖剂o在熔炼后期进行在熔炼后期进行脱气精炼，降低脱气精炼，降低熔体中气体含量熔体中气体含量解决措施解决措施预防预防补救补救背景背景炉料脱气精炼气体的主要来源精心备料、严格控制熔化、采用覆盖剂脱气精炼脱气精炼目的与方法目的与方法o目的：脱除溶解于金属中的气体。目的：脱除溶解于金属中的气体。气体原子扩散至金属表面，然后脱离吸附状态气体原子扩散至金属表面，然后脱离吸附状态而逸出；而逸出；以气泡形式从金属熔体中排除；以气泡形式从金属熔体中排除；与加入金属中的元素形成化合物，以与加入金属中的元素形成化合物，以非金属夹非金属夹非金属夹非金属夹杂物杂物杂物杂物形式排除。形式排除。o脱气途径脱气途径脱气精炼目的与方法目的：脱除溶解于金属中的气体。气体原子扩脱气精炼脱气精炼方法一：分压差脱气方法一：分压差脱气 气体溶解度与金属液气体溶解度与金属液/气体接触处该气体分气体接触处该气体分压的平方根成正比。压的平方根成正比。K K1 1:与金属及溶解气体的性质、温度和气体溶解度量单位选择有关的与金属及溶解气体的性质、温度和气体溶解度量单位选择有关的常数，西维尔常数。常数，西维尔常数。S:S:溶解度溶解度p:p:气相中溶解气体的分压气相中溶解气体的分压S S0 0:常数常数R:R:气体常数气体常数T:T:金属的热力学温度金属的热力学温度H:H:气体在金属中的溶解热气体在金属中的溶解热若要若要S S降低，可降低，可降低降低P P。脱气精炼方法一：分压差脱气 气体溶解度与金属液/气体接氢分压差氢分压差分压差脱气原理示意图分压差脱气原理示意图脱气精炼脱气精炼分压差脱气是目前应用分压差脱气是目前应用最广泛、最有效的方法最广泛、最有效的方法方法一：分压差脱气方法一：分压差脱气氢分压差分压差脱气原理示意图脱气精炼分压差脱气是目前应用最广脱气精炼脱气精炼方法二：预凝固脱气方法二：预凝固脱气 气体溶解度与温度的关系式为：气体溶解度与温度的关系式为：K K2 2:与压力有关的常数。与压力有关的常数。S:S:溶解度溶解度R:R:气体常数气体常数T:T:金属的热力学温度金属的热力学温度H:H:气体在金属中的溶解热气体在金属中的溶解热 一般而言，一般而言，H H为正值，故：欲降低金属中气体为正值，故：欲降低金属中气体的溶解度，可通过的溶解度，可通过降低熔体温度降低熔体温度的方式实现。的方式实现。氢在铝中溶解度变化氢在铝中溶解度变化脱气精炼方法二：预凝固脱气 气体溶解度与温度的关系式为脱气精炼脱气精炼方法二：预凝固脱气方法二：预凝固脱气具体操作：具体操作：高温熔体高温熔体快速快速重熔重熔熔体熔体缓慢缓慢冷却到凝固冷却到凝固浇注浇注 辅辅以以保保温温措措施施，保保证证冷冷却却速速度度足足够够慢慢，给给予予气气体体原原子子结结合合成成分分子子并并逸出足够的时间逸出足够的时间 气体逸出通道畅通气体逸出通道畅通 注注意意熔熔体体保保护护，防防止止重新吸气重新吸气注意事项注意事项本方法缺点在于降低了生产效率本方法缺点在于降低了生产效率脱气精炼方法二：预凝固脱气具体操作：高温熔体快速重熔熔体缓慢脱气精炼脱气精炼方法二：预凝固脱气方法二：预凝固脱气延伸说明：延伸说明：高温熔体高温熔体抑制气体析出抑制气体析出急冷凝固急冷凝固气体过饱和溶于固溶体气体过饱和溶于固溶体气气体体以以过过饱饱和和固固溶溶体体存存在在于于固固相相中中，处处于于不不稳稳定状态定状态存在的问题：存在的问题：举例说明：举例说明：钢中的氢脆现象。钢中的氢脆现象。脱气精炼方法二：预凝固脱气延伸说明：高温熔体抑制气体析出急冷脱气精炼脱气精炼方法三：振动除气方法三：振动除气振动的利用：振动的利用：晶粒细化（晶粒细化（常用常用）有效除气有效除气振动除气示意图振动除气示意图脱气精炼方法三：振动除气振动的利用：晶粒细化（常用）振动除脱气精炼脱气精炼方法四：氧化除气方法四：氧化除气 同时存在于铜液中的氢和氧有一定的比例关系，氧同时存在于铜液中的氢和氧有一定的比例关系，氧化法除氢就是有意识提高熔体中氧含量，降低氢含量。化法除氢就是有意识提高熔体中氧含量，降低氢含量。举例说明举例说明向铜液中吹入氧气，大量的铜将被氧化：向铜液中吹入氧气，大量的铜将被氧化：4Cu+O2=2Cu2O生成的生成的Cu2O溶于铜液中，随后溶于铜液中，随后Cu2O又与铜液中又与铜液中的氢发生反应：的氢发生反应：Cu2O+2H=2Cu+H2O本方法仅适用于紫铜的精炼本方法仅适用于紫铜的精炼脱气精炼方法四：氧化除气 同时存在于铜液中的氢和氧除渣精炼除渣精炼氧化夹杂氧化夹杂形成的夹渣若不在浇注形成的夹渣若不在浇注前去除，将在铸锭中形前去除，将在铸锭中形成氧化夹杂。成氧化夹杂。o 非金属夹杂物的种类和来源非金属夹杂物的种类和来源金属中的非金属化合物，如氧化物、氮化物、金属中的非金属化合物，如氧化物、氮化物、等，统称为等，统称为非金属夹杂物非金属夹杂物，一般简称为夹杂或，一般简称为夹杂或夹渣。夹渣。根据夹渣的形态可分为：薄膜状、团状和颗粒根据夹渣的形态可分为：薄膜状、团状和颗粒状。状。夹渣的来源不同分为：夹渣的来源不同分为：外来夹渣外来夹渣和和内生夹渣内生夹渣。如，铝镁合金常见的有如，铝镁合金常见的有Al2O3、MgO、SiO2等，等，铜合金、镍合金中通常为铜合金、镍合金中通常为Cu2O、NiO、ZnO、SnO2、SiO2、Al2O3等，钢铁中有硫化物、氢等，钢铁中有硫化物、氢化物等。化物等。除渣精炼氧化夹杂形成的夹渣若不在浇注前去除，将在铸锭中形成氧o 澄清除渣澄清除渣 当当金金属属熔熔体体在在高高温温静静置置时时，非非金金属属夹夹杂杂物物与与金金属属熔熔体体比比重重不不同同因因而而产产生生上上浮浮或或下下沉沉。球球形形固固体体夹夹杂杂颗颗粒粒在在液液体体中中下下沉沉或或上上浮浮的的速速度服从度服从Stokes定律：定律：v是是夹夹杂杂物物上上浮浮或或下下沉沉的的速速度度cm/s，为为金金属属液液的的黏黏度度g/(cms)，r表表示示球球形形夹夹杂杂半半径径cm，2、1分分别为金金属属熔熔体体和和夹杂的的密密度度g/cm3，g是重力加速率是重力加速率cm/s2，H为颗粒升降的距离粒升降的距离。主要靠过热主要靠过热降低熔体黏度、增大夹渣尺寸降低熔体黏度、增大夹渣尺寸等手段以利于与熔体等手段以利于与熔体分离，较大颗粒上浮快分离，较大颗粒上浮快,但在轻金属中效果不明显。但在轻金属中效果不明显。除渣精炼除渣精炼上升或下沉时间：上升或下沉时间：l T ，则：，则：v，l r，则：，则：v，澄清除渣v是夹杂物上浮或下沉的速度cm/s，为金属液的黏o吸附作用吸附作用熔剂滴熔剂滴(或气泡或气泡)与固体夹渣间吸附时的能量条件与固体夹渣间吸附时的能量条件润湿角润湿角驱动力：界面能降低驱动力：界面能降低90吸附或润湿较弱吸附或润湿较弱除渣精炼除渣精炼l向金属熔体中导入情性气体向金属熔体中导入情性气体l加入熔剂产生的中性气体加入熔剂产生的中性气体l加入金属熔体中的低熔点熔剂加入金属熔体中的低熔点熔剂与悬浮状态的夹渣相遇时，夹与悬浮状态的夹渣相遇时，夹渣便可能被渣便可能被吸附在气泡或熔剂吸附在气泡或熔剂表面而被带出熔体表面而被带出熔体。吸附作用熔剂滴(或气泡)与固体夹渣间吸附时的能量条件润湿角驱根据夹杂物与金属熔体的相对比根据夹杂物与金属熔体的相对比重不同，可分别采用上熔剂法和重不同，可分别采用上熔剂法和下熔剂法。下熔剂法。o上熔剂法：夹渣的比重小于金上熔剂法：夹渣的比重小于金属熔体，多聚集熔池上部及表面，属熔体，多聚集熔池上部及表面，此时应采用上熔剂法。此时应采用上熔剂法。(重有色重有色金属及钢铁金属及钢铁)o下熔剂法：夹渣的比重大于金下熔剂法：夹渣的比重大于金属熔体，采用下熔剂法。属熔体，采用下熔剂法。(镁及镁及镁合金镁合金)o全熔剂法：熔剂均匀分布于熔全熔剂法：熔剂均匀分布于熔体中。体中。(铝合金铝合金)熔剂法除渣示意图熔剂法除渣示意图(a)(a)上熔剂法；上熔剂法；(b)(b)下熔剂法下熔剂法1 1熔剂；熔剂；2 2熔剂夹渣熔剂夹渣除渣精炼除渣精炼o吸附作用吸附作用熔剂熔剂根据夹杂物与金属熔体的相对比重不同，可分别采用上熔剂法和下熔o熔剂的吸附能力取决于化学组成。熔剂的吸附能力取决于化学组成。o对铝合金，在其他条件相同时，氯化物的对铝合金，在其他条件相同时，氯化物的吸附能力比氟化物好；吸附能力比氟化物好；o碱金属氯化物比碱土金属好；碱金属氯化物比碱土金属好；o氯化钠和氯化钾的混合物比纯氯化物好；氯化钠和氯化钾的混合物比纯氯化物好；o在氯化钠和氯化钾的混合物中加入少量氟在氯化钠和氯化钾的混合物中加入少量氟化物如冰晶石，其吸附能力大为提高。化物如冰晶石，其吸附能力大为提高。影响吸附的因素影响吸附的因素除渣精炼除渣精炼熔剂的吸附能力取决于化学组成。影响吸附的因素除渣精炼o溶解除渣 非非金金属属夹夹杂杂物物溶溶解解于于液液态态熔熔体体中中后后，可可随随熔熔剂剂的的浮浮沉沉而而脱脱离离金金属属溶溶体体。熔熔剂剂溶溶解解夹夹渣渣的的能能力力取取决决于它们的分子结构和由此而产生的化学性质。于它们的分子结构和由此而产生的化学性质。冰晶石（冰晶石（Na3AlF6）的化学分子）的化学分子结构与氧化铝极为相似，在一定结构与氧化铝极为相似，在一定温度下可互溶，是溶解温度下可互溶，是溶解Al2O3的的最好熔剂最好熔剂除渣精炼除渣精炼溶解除渣冰晶石（Na3AlF6）的化学分子结构与氧化铝极为相o化合作用化合作用 化化合合作作用用是是以以夹夹渣渣和和熔熔剂剂之之间间有有一一定定亲亲和和力力并并能能形形成成化化合合物物或或络络合合物物为为基基础础的的。碱碱性性氧氧化化物物和和酸酸性性熔熔剂剂，或或酸酸性性氧氧化化物物与与碱碱性性熔熔剂剂在在一一定定温温度度条条件件下下是是可可相相互互作作用用形形成成体体积积更更大大，熔熔点点较较低低，且且易易于于与与金金属属分分离离的的复复盐盐式式炉炉渣渣。根根据据其其比比重重大大小小，在在熔体中可上浮或下沉而除去。熔体中可上浮或下沉而除去。由由于于化化合合造造渣渣反反应应是是多多相相反反应应。其其总总的的反反应应速速率率主主要要取取决决于于扩扩散散传传质质速速率率。因因此此，反反应应的的温温度度和和浓浓度度等等条条件件对对化化合合造造渣渣影影响响很很大大，故故熔熔炼炼温温度度较较高高的的钢钢、镍镍等等合合金金更更适适合合用用化化合合造造渣渣精炼法。精炼法。除渣精炼除渣精炼化合作用除渣精炼o化合作用化合作用：碱性氧化物碱性氧化物MeOMeO与酸性溶剂与酸性溶剂M Mx xO Oy y发生造渣反应：发生造渣反应：熔熔炼炼铜铜、镍镍合合金金及及钢钢时时，广广泛泛应应用用上上述述造造渣渣作作用用。例例如如：铜铜液液中中的的CuOCuO（或或FeOFeO）与与溶溶剂剂或或炉炉衬衬中中的的SiOSiO2 2（或或AlAl2 2O O3 3）作用，反应为作用，反应为除渣精炼除渣精炼化合作用：除渣精炼o过滤除渣过滤除渣：所所谓谓机机械械过过滤滤作作用用，是是指指当当金金属属熔熔体体通通过过过过滤滤介介质质时时，对对非非金金属属夹夹杂杂物物的的机机械械阻阻挡挡作作用用。此此外外，过滤介质还有对夹杂物的吸附作用。过滤介质还有对夹杂物的吸附作用。过过滤滤介介质质间间的的空空隙隙越越小小，厚厚度度越越大大，金金属属熔熔体体流流速速越越低低，机械过滤效果越好。机械过滤效果越好。除渣精炼除渣精炼过滤除渣：过滤介质间的空隙越小，厚度越大，金属熔体流速越低，22第二节第二节 铝及铝合金的熔体净化处理铝及铝合金的熔体净化处理 22第二节 铝及铝合金的熔体净化处理 按按作用原理作用原理：l 吸附吸附精炼精炼 气体气体 熔剂熔剂 过滤过滤l 非吸附精炼非吸附精炼 静置处理静置处理 真空处理真空处理 超声波处理超声波处理 预凝固处理预凝固处理铝合金熔体净化铝合金熔体净化o方法分类方法分类 按按精炼部位：精炼部位：l 炉内炉内精炼精炼l 在线式精炼在线式精炼炉内精炼炉内精炼 按作用原理：铝合金熔体净化方法分类 按精炼部位：炉内精炼p 惰性气体吹洗铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理l利利用用通通入入熔熔体体的的惰惰性性气气体体，在在上上浮浮过过程程与与悬悬浮浮的的夹夹杂杂相相遇遇时时，夹夹渣渣被被吸吸附附在在气气泡泡表表面面并并带带到到熔体液面的溶剂中去。熔体液面的溶剂中去。l对对于于熔熔点点较较低低的的铝铝合合金金、镁镁合合金等较为有效。金等较为有效。l气气泡泡数数目目多多尺尺寸寸小小，浮浮选选效效果果好好。惰惰性性气气体体一一般般为为氮氮气气和和氩氩气。气。惰性气体除渣原理示意图惰性气体除渣原理示意图 惰性气体吹洗铝合金熔体炉内处理利用通入熔体的惰性气体，在上p 活性气体精炼l铝合金用氯气脱气效果好。铝合金用氯气脱气效果好。l上上式式是是主主要要反反应应，生生成成大大量量沸沸点点为为183183的的三三氯氯化化铝铝，在在熔熔炼炼温温度度下下，其其蒸蒸气气压压约约为为23atm23atm，在在熔熔池池中中以以气气泡泡形形式式上上浮浮而而起起脱脱气气作用。作用。l特特点点：效效果果好好并并有有除除钠钠作作用用。氯氯气气有有毒毒，有有害人体健康、腐蚀设备。害人体健康、腐蚀设备。铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理 活性气体精炼铝合金用氯气脱气效果好。铝合金熔体炉内处理p 混合气体精炼l混混合合气气体体精精炼炼能能充充分分发发挥挥惰惰性性气气体体和和活活性性气气体体的的长长处处，并并避避免免其其害害处处，应应用用广广泛泛。主主要要有有：10-10-20%Cl20%Cl2 2+90-80%N+90-80%N2 2；1515ClCl2 2+11%CO+74%N+11%CO+74%N2 2。l氯氯气气参参加加的的脱脱气气反反应应为为放放热热反反应应，气气体体总总量量增增加加，且且生生长长的的AlClAlCl3 3气气泡泡细细小小，使使金金属属熔熔体体与与气气泡泡间间界面积增大，可加速脱气速率。界面积增大，可加速脱气速率。铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理 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长处l气体的纯度和导入方式对脱气效率的影响显著。气体的纯度和导入方式对脱气效率的影响显著。氧含量小于氧含量小于0.03%0.03%，水分不超过，水分不超过3.0g/L.3.0g/L.精炼气体导入方式对脱气效果的影响精炼气体导入方式对脱气效果的影响1 1直管，直管，2 2多孔塞砖，多孔塞砖，3 3旋转喷嘴旋转喷嘴p 混合气体精炼铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理气体的纯度和导入方式对脱气效率的影响显著。氧含量小于0.03氯盐的精炼作用主要是基于氯盐和铝熔体的反氯盐的精炼作用主要是基于氯盐和铝熔体的反应。应。通常的氯盐加入剂包括氯化锌、氯化锰、四氯化通常的氯盐加入剂包括氯化锌、氯化锰、四氯化钛、六氯乙烷等。钛、六氯乙烷等。p 氯盐精炼铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理氯盐的精炼作用主要是基于氯盐和铝熔体的反应。通常的氯盐加入剂l使使用用固固态态溶溶剂剂脱脱气气时时，将将脱脱水水的的熔熔剂剂用用钟钟罩罩压压入入熔熔池池内内，依依靠靠熔熔剂剂的的热热分分解解或或与与金金属属进进行行的的化化学学反反应应所所产产生生的的挥挥发发性性气气泡泡，达达到到脱脱氢氢的的目目的。的。l如如铝铝合合金金及及铝铝青青铜铜等等常常用用含含有有氯氯盐盐的的熔熔剂剂脱脱气气：2Al2Al3MeCl3MeCl2AlCl2AlCl3 33Me3Mel同同一一重重量量的的熔熔剂剂产产生生的的气气体体量量越越多多则则脱脱气气效效果果越越好好。C C2 2ClCl6 6产产生生的的气气量量比比MnClMnCl2 2多多1.51.5倍倍，所所以以脱气效果好。脱气效果好。p 熔剂脱气法铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理使用固态溶剂脱气时，将脱水的熔剂用钟罩压入熔池内，依靠熔剂的真空脱气法o活性难熔金属及其合活性难熔金属及其合金、耐热及精密合金、耐热及精密合金等，采用真空熔金等，采用真空熔铸法脱气效果较好。铸法脱气效果较好。脱气速度和程度高。脱气速度和程度高。o静态真空脱气法和动静态真空脱气法和动态真空脱气法。态真空脱气法。动动态态真真空空脱脱气气比比静静态态法法时时间间短短、效果好。效果好。动态真空脱气示意图动态真空脱气示意图1 1出品，出品，2 2炉体，炉体，3 3喷嘴，喷嘴，4 4密封板，密封板，5 5熔熔剂喷嘴，剂喷嘴，6 6流槽，流槽，7 7气体入口气体入口铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理p 真空脱气法真空脱气法活性难熔金属及其合金、耐热及精密合金等，采用真空熔铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理p 真空脱气法铝合金熔体炉内处理 真空脱气法l此此法法是是用用一一对对电电极极插插入入金金属属液液中中，其其表表面面用用熔熔剂剂覆覆盖盖，或或以以金金属属熔熔体体作作为为一一个个电电极极，另另一一极极插插入入熔熔剂剂中中，然然后后通通直直流流电电进进行行电电解解。在在电电场场作作用用下下，金金属属中中的的H H离离子子趋趋向向阴阴极极，取取得得电电荷荷中中和和后后聚聚合合成成氢氢分分子并随即逸出。子并随即逸出。l此此法法不不仅仅能能脱脱气气，还还能能除除去去夹夹渣渣，可可用用于于铝铝、铜铜、镍及其他金属和合金。镍及其他金属和合金。铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理p 直流电解脱气法此法是用一对电极插入金属液中，其表面用熔剂覆盖，或以金属熔体l金金属属液液受受到到高高速速定定向向往往互互振振动动时时，导导人人金金属属液液中中的的弹弹性性波波会会在在熔熔体体内内部部引引起起“空空化化”现现象象，产产生生无无数数显显微微空空穴穴，于于是是溶溶于于金金属属中中的的气气体体原原子子就就以以空空穴穴为为气气泡泡核核心心，进进入入空空穴穴并并复复合合为为气气体体分分子子，长长大大成成气气泡泡而而逸逸出出熔熔体体，达到脱气的目的。达到脱气的目的。l振动力法有机械振动和超声波振动两种。振动力法有机械振动和超声波振动两种。铝合金熔体炉内处理铝合金熔体炉内处理p 振荡脱气法金属液受到高速定向往互振动时，导人金属液中的弹性波会在熔体内联联合合在在线线精精练练：在在炉炉外外配配备备一一套套装装置置，以以炉炉外外连连续续处处理理工工艺艺取代传统的炉内间歇式分批处理工艺。取代传统的炉内间歇式分批处理工艺。o FILD FILD法（无烟连续除气法，法（无烟连续除气法，fumeless in-line degassing）o SNIFSNIF法法(斯斯 奈奈 福福 旋旋 转转 喷喷 头头 法法，spinning nozzle inert flotation)o MINT MINT法法(melt in-line treatment system)铝合金熔体炉外在线处理铝合金熔体炉外在线处理p 联合在线精炼联合在线精练：在炉外配备一套装置，以炉外连续处理工艺取代传统l在耐火坩埚或耐火砖衬里在耐火坩埚或耐火砖衬里的容器中，用耐火隔板将的容器中，用耐火隔板将容器分成两个室。从静置容器分成两个室。从静置炉中流出的铝液，经倾斜炉中流出的铝液，经倾斜流槽进入第一室，在熔剂流槽进入第一室，在熔剂覆盖下进行覆盖下进行吹氮吹氮脱气和除脱气和除渣，然后通过渣，然后通过涂有熔剂的涂有熔剂的氧化铝球氧化铝球滤床除去夹渣，滤床除去夹渣，再流到第二室，通过氧化再流到第二室，通过氧化铝球滤床，以除去铝液夹铝球滤床，以除去铝液夹带的熔剂和夹渣。带的熔剂和夹渣。FildFild装置示意图装置示意图1 1隔板，隔板，2 2氮气通入管，氮气通入管，3 3液态熔剂，液态熔剂，4 4燃烧喷嘴，燃烧喷嘴，5 5涂有熔剂的氧化铝球，涂有熔剂的氧化铝球，6 6氧化铝球，氧化铝球，7 7氮扩散器氮扩散器FILD法(无烟在线脱气法)铝合金熔体炉外在线处理铝合金熔体炉外在线处理在耐火坩埚或耐火砖衬里的容器中，用耐火隔板将容器分成两个室。l由美国联合碳化物公司开发的，是一种最新的、效率最高的、由美国联合碳化物公司开发的，是一种最新的、效率最高的、最易操作的在线式精练工艺。最易操作的在线式精练工艺。l特点：省时节能；无环境污染；占地面积小；熔体质量高等。特点：省时节能；无环境污染；占地面积小；熔体质量高等。SNIF装置示意图装置示意图(a)SNIF装置；装置；(b)旋转喷嘴旋转喷嘴1入口，入口，2出口，出口，3、5旋转喷嘴，旋转喷嘴，4石墨管，石墨管，6发热体发热体SNIF法(旋转喷气净化法）铝合金熔体炉外在线处理铝合金熔体炉外在线处理由美国联合碳化物公司开发的，是一种最新的、效率最高的、最易操37第三节第三节 镁及镁合金的熔体净化处理镁及镁合金的熔体净化处理 37第三节 镁及镁合金的熔体净化处理 与镁合金发生反应的常见炉气包括：与镁合金发生反应的常见炉气包括：H H2 2O O、O O2 2和和N N2 2等，通常会形等，通常会形成成Mg(OH)Mg(OH)2 2、MgOMgO和和MgMg3 3N N2 2夹杂。夹杂。低温高温CO2O2N2p 镁合金熔体过程中的氧化镁合金熔体净化镁合金熔体净化与镁合金发生反应的常见炉气包括：H2O、O2和N2等，通常会CO2SO2SF6MgO+无定形C =1.031.05MgO+MgF2 连续致密MgO+MgS 致密p 镁与防护性气体的作用镁合金熔体净化镁合金熔体净化CO2SO2SF6MgO+无定形C =1.031.镁合金中的溶剂镁合金中的溶剂镁合金熔体镁合金熔体MgCl2、KCl熔剂熔剂（1）覆盖作用（2）精炼作用隔绝空气，阻止Mg-O2、Mg-H2O反应对非金属夹杂物具有很好的润湿、吸附能力p 镁合金与溶剂的作用镁合金熔体净化镁合金熔体净化镁合金中的溶剂镁合金熔体MgCl2、KCl熔剂（1）覆盖作用氢在镁熔液中的溶解度是在铝熔液中的两倍。氢在镁熔液中的溶解度是在铝熔液中的两倍。氢气是镁熔液中的主要气体。氢气是镁熔液中的主要气体。工业上通常采用在镁熔液中通入氯气的办法来除氢：工业上通常采用在镁熔液中通入氯气的办法来除氢：p 镁合金的除气镁合金熔体净化镁合金熔体净化氢在镁熔液中的溶解度是在铝熔液中的两倍。氢气是镁熔液中的主要42第四节第四节 铜及铜合金的熔体净化处理铜及铜合金的熔体净化处理 42第四节 铜及铜合金的熔体净化处理 铜与水发生反应：铜与水发生反应：CuCu2 2O O和和H H2 2都能在铜溶液中溶解都能在铜溶液中溶解反应平衡常数：反应平衡常数：当外界条件一定时，当外界条件一定时，K K值和值和P PH2OH2O为定值，即为定值，即先增氧除氢，而脱氧浇注先增氧除氢，而脱氧浇注p 除气精炼铜合金熔体净化铜合金熔体净化铜与水发生反应：Cu2O和H2都能在铜溶液中溶解反应平衡常数铜与氧发生反应：铜与氧发生反应：氧化亚铜被活性更大的杂质元素还原：氧化亚铜被活性更大的杂质元素还原：例如：例如：铜合金熔体净化铜合金熔体净化p 铜的氧化除杂铜与氧发生反应：氧化亚铜被活性更大的杂质元素还原：例如：铜合扩散脱氧扩散脱氧沉淀脱氧沉淀脱氧磷脱氧铜磷脱氧铜铜合金熔体净化铜合金熔体净化p 铜的氧化除杂扩散脱氧沉淀脱氧磷脱氧铜铜合金熔体净化 铜的氧化除杂46第五节第五节 熔炼过程中的熔体保护熔炼过程中的熔体保护 46第五节 熔炼过程中的熔体保护 p 铝熔体保护熔炼过程中的熔体保护熔炼过程中的熔体保护l 熔体表面覆盖熔剂熔体表面覆盖熔剂l 保护性合金化保护性合金化 防止熔体氧化防止熔体氧化 防止熔体吸氢防止熔体吸氢 具有排氢效果具有排氢效果 铝合金中加入微量铍改善氧化膜致密度铝合金中加入微量铍改善氧化膜致密度 镁合金中加入微量铍改善氧化膜致密度镁合金中加入微量铍改善氧化膜致密度 铝熔体保护熔炼过程中的熔体保护 熔体表面覆盖熔剂 保护性合p 镁熔体保护熔炼过程中的熔体保护熔炼过程中的熔体保护l 熔剂保护法熔剂保护法l 气体保护法气体保护法 覆盖熔体覆盖熔体 精炼作用精炼作用 熔体表面覆盖惰性气体熔体表面覆盖惰性气体 气体与镁反应生成致密氧化膜气体与镁反应生成致密氧化膜l 合金化法合金化法 添加微量铍元素添加微量铍元素 镁熔体保护熔炼过程中的熔体保护 熔剂保护法 气体保护法 覆p 纯铜熔体保护熔炼过程中的熔体保护熔炼过程中的熔体保护l 精选炉料精选炉料l 熔体保护熔体保护 防止杂质防止杂质 防止气体防止气体 利用木炭覆盖、脱氧、保温利用木炭覆盖、脱氧、保温 尽量减少打开炉门及加料次数尽量减少打开炉门及加料次数 纯铜熔体保护熔炼过程中的熔体保护 精选炉料 熔体保护 防止Thank You!