鋁合金熔化爐、回火爐、鑄造工藝

鋁合金熔化鑄造工藝

1、目的

通過(guò)確定圓鑄錠生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求和操作方法，以確保所生產(chǎn)的圓鑄錠符合內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，******限度地實(shí)現(xiàn)熔鑄車間生產(chǎn)活動(dòng)的高效率、高成品率。

2、適用范圍

適用于6000系鋁合金，外經(jīng)為Ф4″-Ф9″圓鑄錠的生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)。

3、職責(zé)：

3.1 爐前班長(zhǎng)對(duì)合金的化學(xué)成份是否合格負(fù)責(zé)。

3.2 熔煉工對(duì)熔煉溫度是否符合工藝要求，金屬燒損率是否超標(biāo)，油耗是否達(dá)到節(jié)能要求，同時(shí)對(duì)灰渣中金屬鋁是否回收干凈，是否降低環(huán)境污染負(fù)責(zé)。

3.3 鑄造工對(duì)鑄造溫度是否符合工藝要求，鑄錠精粒度是否達(dá)到1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鑄錠直徑、彎曲度和表面質(zhì)量是否符合內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求負(fù)責(zé)。

3.4 鋸切工對(duì)圓鑄錠的定尺長(zhǎng)度，切斜度和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)負(fù)責(zé)。

4、工藝操作規(guī)程：

4.1 制定熔鑄生產(chǎn)流程圖 
4.2 配料

4.2.1 配料前準(zhǔn)備

4.2.1.1 車間主任以填寫(xiě)《鑄棒生產(chǎn)計(jì)劃單》的形式對(duì)各班班長(zhǎng)下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)，規(guī)定合金牌號(hào)、鑄棒規(guī)格、生產(chǎn)時(shí)間和熔爐編號(hào)。

4.2.1.2 到限根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃單準(zhǔn)備備料及相關(guān)工具等。

4.2.2 原鋁錠的使用：不同品位的原鋁錠，適合于配制不同牌號(hào)的合金，在配制合金時(shí)，應(yīng)建議按表1的規(guī)定選用原鋁錠。

表1

注：純度高的鋁錠可以代替純度低的鋁錠使用，但反之則不行。

4.2.3 配料計(jì)算的有關(guān)規(guī)定

a）鎂：按鎂錠含鎂量為100%計(jì)算。

b）鋁硅中間合金：規(guī)定理論含硅量為12%，每批硅種進(jìn)廠應(yīng)取三個(gè)試樣化驗(yàn)含硅量，取其算出平均值為計(jì)算依據(jù)。

c) 銅、鋅：按含銅、含鋅100%計(jì)算。

d) 錳、鉻：按猛劑、鉻劑中含猛或含鉻的百分比計(jì)算。

4.2.4 原料的使用配比

4.2.4.1 原料的使用配比，原則上應(yīng)按表2的規(guī)定執(zhí)行

表2

注：1、一級(jí)廢料是指各車間返回的6000系合金廢料。

2、二級(jí)廢料指外購(gòu)的6000系合金廢料。

4.2.4.2 含有Zn、Pb、Bi等元素的廢料，不準(zhǔn)混入一、二級(jí)廢料中去，不準(zhǔn)用來(lái)配制無(wú)Zn、Pb、Bi的合金。這些廢料需隔離管理。

4.2.5 合金元素的配料計(jì)算值：

a) Mg%的計(jì)算值：按《內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)》中相應(yīng)合金規(guī)定的Mg含量的高限值。

b) Si%的計(jì)算值：按《內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)》中硅含量的中間值來(lái)計(jì)算硅種的重量。

c) Cu、Mn、Cr、Zn等作為合金元素時(shí)，按中間值計(jì)算。

4.2.6 合金元素的配料計(jì)算

4.2.6.1 先將鋁料熔化，攪拌均勻，取樣做爐前分析。

4.2.6.2 根據(jù)爐前分析結(jié)果，計(jì)算各種合金元素的加入量。

a) 總投爐量為P；

b) 爐前分析的結(jié)果為：

Mg%=X；Si%=Y；Cu%=Z；Mn%=K；Cr%=N；Zn%=R；

c) 硅種中Si%=M；錳劑中Mn%=H；鉻劑中Cr%=W；

d) 各合金元素的計(jì)算值：QMg、QSi、QCu、QMn、QCr、QZn，則各為加入量為

a. Mg錠：　PMg=P×（QMg –X）%（kg）

b. 電解Cu：PCu=P×（QCu –Z）%（kg）

c. 鋅錠： 　PZn=P×（QZn –R）%（kg）

d. 硅種： 　PSi=P×（QSi –Y） %（kg）

e. 錳劑： 　PMn=P×（QMn –K） %（kg）

f. 鉻劑：　 PCr=P×（QCr –N） %（kg）

4.2.7 配料計(jì)量：凡進(jìn)入車間投爐使用的鋁錠、鋁廢料、合金元素、本車間產(chǎn)生的各種廢鋁都必須過(guò)磅稱重做好記錄，報(bào)出日?qǐng)?bào)和月報(bào)。

4.2.8 過(guò)磅后的原材料，熔煉工送到熔煉爐臺(tái)并入爐，必要時(shí)用吊機(jī)協(xié)助入爐。

4.3 熔煉

4.3.1 熔煉前的準(zhǔn)備

4.3.1.1 原材料準(zhǔn)備：所有要入爐的原材料，都必須無(wú)水分、泥砂、油污、帶水的鋁屑應(yīng)烘干。

4.3.1.2  設(shè)備準(zhǔn)備：

a) 檢查風(fēng)機(jī)、油槍、油路是否正常，爐出出水口是否塞好；

b) 裝爐前應(yīng)將爐底、爐壁清理干凈，將爐渣扒出爐外；

4.3.1.3 工具準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好操作用的鐵扒子和裝爐用的叉車、吊機(jī)，并穿戴好勞保用品。

4.3.2 裝爐

4.3.2.1 先將烘干的鋁屑鋪在爐底或放少量碎型材墊底，再投大塊鋁錠及廢料。

4.3.2.2 裝爐應(yīng)盡量裝滿爐，所有的大塊料都應(yīng)一次性在開(kāi)火熔煉之前裝入爐內(nèi)，推入中間或里頭。注意不要堵塞燒火口、煙道口和爐門(mén)口。

4.3.3 熔煉（燃油爐）

4.3.3.1 點(diǎn)火：將火種引到燒咀前面，打開(kāi)回油閥，開(kāi)啟油泵和風(fēng)機(jī)慢慢打開(kāi)油槍閥，使?fàn)t內(nèi)火焰呈短焰白亮光、無(wú)黑煙，將爐門(mén)關(guān)上保持一定間隙，進(jìn)入正常熔煉。加溫重油50-80℃，油壓為0.2MPa。

4.3.3.2 當(dāng)表層金屬熔化后，應(yīng)將未熔化的大塊鋁推到里頭高溫區(qū)加速熔化。

4.3.3.3當(dāng)爐底金屬全部熔化后長(zhǎng)溫到730-750℃停火加邊角料并將其壓沉到爐底，讓鋁液將其覆蓋和熔化，直到成糊狀時(shí)停止加廢料，再開(kāi)火升溫到710℃-740℃進(jìn)行溶煉。

4.3.4 扒渣

4.3.4.1 停火后將鋁液充分?jǐn)嚢瑁冒亲油瓢菭t底，爐壁,此時(shí)金屬中的渣和附于爐底，爐壁的渣將上浮。

4.3.4.2 將浮渣扒到爐門(mén)口附近，撒上打渣劑按1/1500-1/2500的比例，并輕輕搓動(dòng)浮渣，盡量使渣中的鋁分離出來(lái)，此時(shí)浮渣將由團(tuán)狀變成粉末狀，將其扒出爐外的鍋中。

4.4 炒灰

在鍋中渣用扒搓動(dòng)使鋁液與渣基本徹底分離，將表層的渣扒在指定地方，鍋內(nèi)的鋁液待冷卻后扒出，待下?tīng)t再入爐。
4.5 合金化

4.5.1 取爐樣送化驗(yàn)室進(jìn)行分析

4.5.2 爐樣分析結(jié)果出來(lái)后，立即計(jì)算合金元素的加入量并過(guò)磅，進(jìn)行合金化操作。

4.5.3 在735℃-755℃先將硅種、Cu等加入熔體，充分?jǐn)嚢瑁缓蠹渔V錠，用扒子將鎂錠壓沉，不允許其浮出表面，以防燒損，直至鎂完全熔化為止。再充分?jǐn)嚢瑁X水升溫至730℃-750℃進(jìn)行精煉。

4.6 精煉

4.6.1 精煉前的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好精煉罐及精煉劑、氮?dú)獾裙ぞ撸z查精煉管（6′無(wú)縫管）是否暢通。

4.6.2 精煉a)按每噸鋁0.5－2kg計(jì)算精煉劑，用2-4瓶N2約12m3，爐前通氮時(shí)間控制在15-20min，爐后通氮時(shí)間控制在20-25min。

b)投放精練劑，投放時(shí)盡可能分布均勻，精煉時(shí)N2的壓力以能使鋁液拋得液面200mm左右。

c)當(dāng)精煉劑投放完后，應(yīng)繼續(xù)通N21分鐘，以徹底清除管道中殘留的精煉劑，然后將精煉管撤離鋁液，再關(guān)閉N2。

d)扒渣：操作用3.3.4。

4.6.3 精煉后工作

a)精煉扒渣后，從熔體心部取樣進(jìn)行爐后分析。

b)當(dāng)確認(rèn)成份合格后，按每噸鋁液0.5-1kg細(xì)化劑均勻分布在熔體中進(jìn)行靜置，此時(shí)不得攪動(dòng)液，靜置時(shí)間20-30min。

c)若成分不合格，繼續(xù)調(diào)整成份，并充分?jǐn)嚢枞臃治觯瓿梢陨瞎ぷ骱筮M(jìn)入鑄造工作。

4.7 鑄造

4.7.1 鑄造前的準(zhǔn)備工作

a)檢查流槽、鑄盤(pán)的完好；

b)清理結(jié)晶器，確保水眼暢通；

c)檢查石墨環(huán)并涂上潤(rùn)滑油；

d)檢查引錠頭是否正常位置，并用壓縮空氣吹凈引錠頭中的水，并將引錠頭引入結(jié)晶器中；

e)打開(kāi)水閥門(mén)，起動(dòng)水泵。

4.7.2 鑄造

a) 打開(kāi)熔爐開(kāi)水口，放出鋁液，經(jīng)過(guò)濾布后，導(dǎo)入各結(jié)晶器中，待鋁液達(dá)保溫帽80%時(shí)，打開(kāi)進(jìn)鑄盤(pán)水閥，關(guān)閉放水閥，將水壓調(diào)整到0.2Mpa以上，同時(shí)開(kāi)啟鑄造機(jī)下降開(kāi)始鑄造。

b) 鑄造過(guò)程注意控制溫度的穩(wěn)定，液面平穩(wěn)和金屬流動(dòng)均勻。

c)鑄造溫度及速度的調(diào)整

d)鑄造時(shí)隨時(shí)觀察鑄棒的表面質(zhì)量，當(dāng)不能滿足內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)用塞頭堵上該結(jié)晶器，中止此條鑄造。

e)鑄錠達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度時(shí)，先堵塞爐子出水口，讓流槽及流盤(pán)中鋁液流完，鑄錠脫離鑄盤(pán)，關(guān)鑄機(jī)、關(guān)水。

f)返開(kāi)鑄盤(pán)，升鑄機(jī)到2m左右，用專用工具吊出鑄棒。

g)清理流槽，放盡過(guò)濾池中的鋁水，清理結(jié)晶器，將損壞及殘缺的部分補(bǔ)修好，涂上潤(rùn)滑油，為下一鑄次做準(zhǔn)備。

4.8均質(zhì)

4.8.1備料需進(jìn)行均質(zhì)的鑄錠，應(yīng)是合格的鑄錠，其長(zhǎng)度應(yīng)不超過(guò)6m。

a)  鑄錠在入爐均質(zhì)之前，應(yīng)按爐次用吊機(jī)將其備于均質(zhì)專用的備料臺(tái)上。

b)  備料時(shí)，應(yīng)盡可能將相同規(guī)格的鑄錠安排在同一爐均質(zhì)，各種規(guī)格鑄錠按表6所列的數(shù)量和排數(shù)進(jìn)行備料。

c)    備料時(shí)，兩層鑄錠之間應(yīng)用10根不銹鋼專用桿隔開(kāi)。

表6：

d)  鑄錠在橫桿上擺放，端頭要平齊。

e)  備好在料臺(tái)上的鑄錠總重量應(yīng)為35噸，最多不應(yīng)超過(guò)38噸，總高度不應(yīng)超過(guò)2250mm。

4.8.2裝爐

a)  開(kāi)動(dòng)大車，對(duì)準(zhǔn)已備好了料的料臺(tái)。

b)  開(kāi)動(dòng)小車前進(jìn)準(zhǔn)確地插入料臺(tái)底部，直至全部進(jìn)入為止。

c)  升起小車直至最高位置，將此堆鑄錠托起。

d)  小車后退，直至完全退出備料臺(tái)，回到小車原始位置。

e)  小車下降，直至接觸大車為止。

f)  開(kāi)動(dòng)大車將料運(yùn)至均質(zhì)爐門(mén)前，并對(duì)準(zhǔn)均質(zhì)爐路軌。

g)  小車升起至最高位置。

h)  打開(kāi)均質(zhì)爐爐門(mén)。

i)  小車前進(jìn)，準(zhǔn)確地將料完全送入均質(zhì)爐內(nèi)。

j)  小車下降直至鑄錠放在均質(zhì)爐料臺(tái)上，小車離開(kāi)鑄錠底部。

k)  小車退出回到原始位置。

l)  關(guān)閉均質(zhì)爐門(mén)，將大車開(kāi)去休息位置。

4.8.3均質(zhì)熱處理工藝（鋁合金回火爐、時(shí)效爐）

a)  開(kāi)爐前，先選定程序，開(kāi)動(dòng)循環(huán)風(fēng)機(jī)，起動(dòng)。

b)  吹掃、檢漏，進(jìn)入正常均質(zhì)處理。

c)  均質(zhì)處理按以下均質(zhì)曲線進(jìn)行：

4.8.4轉(zhuǎn)移：

a)  先將大車開(kāi)到均質(zhì)爐門(mén)前，對(duì)準(zhǔn)位置。

b)  均質(zhì)處理完畢后，開(kāi)啟均質(zhì)爐門(mén)。

c)  小車前進(jìn)，完全插入均質(zhì)爐內(nèi)鑄錠底部。

d)  小車升起將鑄錠托起至最高位置。

e)  小車后退，將鑄錠完全退出均質(zhì)爐。

f)  小車下降復(fù)位，至完全接觸大車。

g)  開(kāi)動(dòng)大車，將鑄錠送到冷卻室外門(mén)前對(duì)準(zhǔn)。

h)  小車升起到最高位置，前進(jìn)將鑄錠送入冷卻室。

i)  小車下降將鑄錠放在冷卻室料臺(tái)上。

j)  小車退出冷卻室并復(fù)位，將大車開(kāi)去休息位置。

4.8.5冷卻

a)  關(guān)閉冷卻室爐門(mén)。

b)  開(kāi)動(dòng)抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻。

c)  風(fēng)冷持續(xù)1小時(shí)后，開(kāi)啟冷卻水。

4.8.6出爐：

開(kāi)動(dòng)大車將鑄錠送到卸鑄錠位置，交由卸鑄錠人員卸鑄錠。

4.9鋸切

4.9.1 鋸切準(zhǔn)備

a)準(zhǔn)備好鋸床及冷卻水；

b)檢查鋸片、鋸齒是否完好，有無(wú)損壞，是否鋒利。

c)清理現(xiàn)場(chǎng)，將上次的鋁棒頭、鋸屑清理開(kāi)。

4.9.2 鋸切

a)根據(jù)生產(chǎn)部或擠壓車間的鋁棒計(jì)劃進(jìn)行其長(zhǎng)度偏差≤＋5mm。

b)調(diào)整好定尺，鑄錠頭≥50mm；鑄錠澆口部≥60mm。

c)每爐次取低倍，在1mm左右取20mm長(zhǎng)，送化驗(yàn)室進(jìn)行低倍組織試驗(yàn)。

d)按爐號(hào)鋸切，不同爐次的鋁棒不能混裝同一柜。

e)對(duì)鋸切的鋁棒進(jìn)行自檢，凡不符內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)選出來(lái)報(bào)廢。4.9.3 鋸切后工作

a)關(guān)好水及鋸機(jī)電源。

b)標(biāo)識(shí)鋁棒：在入框的鋁棒端面上打上爐次鋼印并用油筆標(biāo)明支數(shù)，合金（6061用紅色圓點(diǎn)）日期、班次、長(zhǎng)度、規(guī)格、合格等內(nèi)容。

4.10 交付

a)鋸切后標(biāo)識(shí)好的鋁棒，交倉(cāng)管員過(guò)磅。

b)無(wú)爐號(hào)和合金牌號(hào)標(biāo)識(shí)的鋁棒不與交付。

5、表格及記錄

5.1 《熔化鑄造生產(chǎn)工藝原始記錄》

5.2 《均質(zhì)爐工藝記錄》