铝合金熔铸生产技术及产品运用bbjg

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Title Slide,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,四川鑫星铝业有限责任公司（,XXA,）,10/2/2024,铝合金熔铸,生产技术及产品运用,概述:,铝是仅次于钢铁的第二大类金属材料，位居有色金属之首,铝是自然界中分布最广、资源最丰富的金属元素，我国铝资源也十分丰富。,铝及铝合金具有密度小，比强度高，耐腐蚀，导电、导热性好，易于表面着色，无低温脆性，易加工成形，易回收再生等一系列优良合金。,通过,微合金化,、,塑性加工,、,热处理,大幅度提高铝材综合性能,电解原铝的来源,现代铝工业生产采用冰晶石氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950970下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是,二氧化碳,和,一氧化碳,气体，其中含有一定量的,氟化氢,等,有害气体,和固体,粉尘,。,电解铝液特点,电解原铝送至熔铸车间的温度通常在850900，氢气（H,2,）含量0.45cm,3,/100gAl，电解质等非金属夹杂物含量较高、活性晶核较少。即通常讲的“三高一少”。单一的炉内净化处理或炉外在线净化处理技术，不能满足工艺的要求。,对铝厂来说，生产的铝锭越少而深加工产品越多，效益就越高，驾驭市场的能力就越强；世界上的大的铝业公司，如美铝、加铝、普基铝业、德国联合铝业等，几乎把大部分的原铝铸成加工用坯锭，共进一步加工。,一、熔铸厂信息简介,熔铸厂作为公司铝合金加工车间，是将电解液态原铝直接熔炼后铸造成各种加工用胚锭，目前已生产的品种有：,1、方锭：1100、PS1050、1020、1070、3003、3004、3104、5052、5754、5182、5083、6061、8011等，其规格从11001630mm不等；,2、圆锭：6061、6063、铝镁合金棒等品种,每种圆锭均有,127mm 228mm五个 规格；,车间年产能力为10万吨，产品销往西南铝、美铝渤海公司、江苏常铝、中铝河南分公司、精美铝业、山西关铝、美国来宝、美国佳能可、泰国等公司。,熔铸扁锭生产工艺流程,电解原铝液、冷料（重熔用铝锭、返回废料、中间合金）,配 料,装 炉,熔 化,搅拌、扒渣,取样分析,转 注,除气精炼,静置、保温,在线除气精炼,过 滤,铝 钛 硼线杆,在线细化晶粒,铸 造,锯 切,交库、发货,检 查 合 格,1、装料,熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有：先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。,（1）向铝中加入某种或某种元素后即构成铝合金。虽然有许多种金属元素可以成为铝的合金化元素，但只有Cu、Li、Mg、Mn、Cr、Si和Zn才在大量生产中具有重要意义，其他的(如：Ti、B、Zr、Ni等）只是作为补充合金元素添加以改善其性能和冶金特性。主要是提高强度、硬度、除固熔强化外，有些铝合金还以热处理强化，使有些铝合金的抗拉强度可超过600Mpa,与低碳钢相当（强度与密度之比）则胜过某些合金钢。,（2）按 铝 合金的成分、加工特点和性能，铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两大类，其中形变铝合金又分为防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝四类。,2、合金配料,3、搅拌,在取样之前，调整化学成分之后，都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作，但是在工艺过程中是很重要的工序。因为，一些密度较大的合金元素容易沉底，另外合金元素的加入不可能绝对均匀，这就造成了熔体上下层之间，炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底（没有保证足够长的时间和消灭死角），容易造成熔体化学成分不均匀。搅拌应当平稳进行，不应激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔体中。调整成分在熔炼过程中，由于各种原因都可能会使合金成分发生改变，这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后，取样进行快速分析，以便根据分析结果是否需要调整成分。,4、扒渣,熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。当炉料在熔池里已充分熔化，并且熔体温度达到熔炼温度时，即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂，以使渣与金属分离，有利于扒渣，可以少带出金属。扒渣要求平稳，防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底，因浮渣的存在会增加熔体的含气量，并弄脏金属。以5系合金为例，扒渣后便可向熔体内加入镁锭，同时要用2号粉状熔剂进行覆盖，以防镁的烧损。,5、取样,熔体经充分搅拌后，即应取样进行炉前快速分析，分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。快速分析试样的取样部位要有代表性，开然气炉（或煤气炉）在两个炉门中心部位各取一组试样，电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热，对于高纯铝及铝合金，这了防止试样勺污染，取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。,熔体精炼的目的就是采用不同熔体净化方式，降低熔体中的气体（主要是氢）、减少非金属夹杂物和各种有害金属杂质。炉内采用熔剂喷射精炼法，利用分压差脱气原理既托克斯定理。,6、精炼,7、在线细化、除气、除渣,细化：,铸造在线播种Al-Ti-B丝细化晶粒。,除气：采用ARPUL除气装置对熔体进行在线除气处理。（MINT法、SNIF法等）,除渣：生产普通产品用双级陶瓷过滤板；生产锻件、双零箔、罐料通常使用刚玉管作深床过滤，其过滤精度更高。,8、铸造,准备工作：准备工具、检查 设备、工艺条件；,铸造开头：铺底、打渣、供流；,铸造过程：液面控制、润滑、取样、工艺参数控制；,铸造收尾：取漏斗、回火、标识。,9、锯切,检验 定尺 锯切 计量 标识 入库,内部缺陷：偏析、缩孔、夹渣、光亮晶、羽毛晶、白斑、粗大晶等。,外部缺陷：裂纹、冷隔、拉裂、弯曲等。,附、产品缺陷：,熔炼、静置炉,采用3台矩形固定式天然气熔炼炉和3台矩形倾动式天然气静置炉配置。其中50吨生产线配有电磁搅拌装置，可缩短熔炼时间并降低熔损。,二、主要设备,铝合金熔体处理设备,为提高净化质量，改善作业环境。炉内精炼采用氩气喷粉精炼；在线处理采用目前国内在线双级除气和双级过滤装置，使产品质量能达到军工产品的质量要求。,立式半连续铸造机,铸造机设备关键部位液压缸是进口的内导油缸，铸造机采用液压直流比例电磁阀调速，实现生产无级调速和保证了产品的外观质量。,以瓦斯塔夫设备为代表：,电磁铸造、油气模铸造技术，矮槽结晶器低液位铸造技术的应用。,1900方铸锭锯切机,辊道采用变频器无级调速，设有红外线测距仪自动定尺，带铝屑运输机，所切下的料头可自动排出，中间安装有防卡锯顶紧装置。（带锯性价比更高）,三、熔铸产品所处加工环节,四、铝材的应用,航天航空,国防军工,交通运输,石油化工,能源动力,机械制造,电子电气,建筑装璜,容器包装,农业,轻工,民用五金,日常生活和国民经济各行业、各部门,种类：板、带、条、箔、管、棒、型、线、锻件,。,建筑铝材占铝材消耗量的30%,门窗框,吊顶,装饰,幕墙,扶手,隔栏,柜台货架,活动用房,铝材是自行车、汽车、铁路车辆、船舶等交通工具轻量化、高速、节能和舒适的关键材料,车体结构件,车门窗,行李架,空调器,散热器,车身板,轮毂,集装箱,自行车,铝材是航天航空器中用量最大的结构材料,飞行器蒙皮,机身框架,大梁,旋翼,螺旋桨,油箱,壁板,起落架支柱,铝材是武器装备轻量化关键材料,装甲车辆,军用浮桥,炮管炮架,弹壳弹体,战船战车,合金按热处理方式分类：,A、铸造铝合金：,B、变形铝合金：,1、不能热处理强化铝合金（工业纯铝、防锈铝）；,2、可热处理强化铝合金（硬铝、超硬铝、锻铝）。,按合金成分分类：1系8系。,工业纯铝（1系）,应变强化型合金,高成形性、耐腐蚀性、导电性,强度低：60-180MPa,电力、化工、包装、制冷、民用五金等,代表合金：1050、1100,Al-Cu系（2系）,热处理强化合金,强度高：180-480MPa,航天航空（飞机蒙皮、骨架、螺旋桨等）、国防军工（导弹构件）、交通运输（汽车车身钣金件）。,典型代表：2024、2124,Al-Mn系（3系）,不可热处理强化合金,高成形性、耐腐蚀性、焊接性,中等强度：100-280MPa,热交换器、包装、容器等,典型代表：3003、3104,Al-Si系（4系）,热处理强化合金,良好的流动性,中等强度：180-380MPa,焊丝及焊料、锻件等,Al-Mg系（5系）,不可热处理强化合金,极好的耐腐蚀性、韧性、焊接性,中等强度：120-350MPa,建筑结构、汽车、海运船舶、化工、包装等,Al-Mg-Si系（6系）,热处理强化合金,高耐腐蚀性、极好的挤压性、焊接性,中高强度：150-420MPa,建筑结构、轻轨车辆、汽车、海运船舶等,Al-Zn-Mg-Cu系（7系）,热处理强化合金,高强高韧：220-620MPa,航天航空（机身框架、飞机蒙皮、起落架支撑部件等）、汽车等。,安全生产技术,重大危险源：跑铝、铝水爆炸、烫伤、烧伤、粉尘、噪音、天然气爆炸、,措施：安全操作规程、事故应急预案、烟气净化装置、配套劳保用品。,铝加工工业五大趋势,未来我国铝加工工业将呈现产业资源整合、高精度铝板带材产量快速增长、大力发展节能型材、逐步淘汰落后技术装备和低质产品以及发展安全型工艺技术等五大趋势。,产业整合是中国铝加工业发展的必由之路。国内外市场竞争的加剧，都会对这种整合起到推波助澜的作用。近年来，针对我国高精度铝板带材需要大量进口的现状，国内外投资者纷纷扩建现代铝板带加工项目，而且特点十分突出：起点高、投入大、产品技术含量和附加值高。而型材将持续稳健发展，其中节能型建筑铝型材将得到大力发展；工业型材的开发和生产受到更多的重视，产量将不断增加；新型隔热型材、幕墙板、隔热防潮铝箔将成为市场主流产品。另外，一些落后技术装备和低质产品将逐步被淘汰。而高效、低耗、环保、安全型工艺技术将是铝加工业发展的一个基本方向。,我国铝工业总体发展趋势,铝工业形成产业链,形成以水电火电电解铝铝合金加工精深加工废料回收的低耗高效产业链。,扩大规模、调整产品结构,组建大型铝业公司，大力发展建筑业、包装业、交通运输业用高档铝材,开发新合金、新产品，提高产品质量,重点开发高精度高性能铝板带箔材与交通运输用铝型材，适当发展航天航空国防军工用高新技术用铝材,加强科学研究与产业化,构成产学研体系，加强铝材生产中合金化、加工工艺、热处理与表面处理、焊接理论、工艺及产业化基础的研究。,铝合金熔铸生产技术及产品应用介绍完毕,THANK YOU!,成都恒星投资有限责任公司,