[发明专利]高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺

说明书

本发明公开了高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺，其包括如下步骤：第一步，真空包内合金化制备得到铝合金溶体；第二步，铝合金溶体于低位炉中进行氮气精炼，扒去表面的浮渣；第三步，除浮渣后铝合金溶体经在线除气除渣装置除气除渣制备得到待浇注铝合金溶体；第四步，待浇注铝合金溶体铸造得到铝合金铸锭。本发明节省了高位炉预热和入铝后升温合金化所需要的天然气加热能源，大大降低了生产能耗；与现有铝合金生产工艺比较，从约5小时生产一炉次优化为约3小时一炉次，大大提高了生产效率；低了原料和人工成本；综合降低0.5％的原铸损。

技术领域：

本发明涉及一种铸造铝合金生产工艺，特别是涉及一种高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺。

背景技术：

现有铸造铝合金锭的生产工艺一般是炉内进行铝合金的成分配制、合金化、添加精炼剂精炼、扒渣等工艺步骤。目前的铸造铝合金锭的生产工艺存在能耗高、热损失大、铸损高、生产效率低等问题。以A356铸造铝合金为例，其生产工艺为：在高位炉内加入金属硅并平铺在炉底，炉内升温对金属硅进行烘烤预热，真空包向炉内倒入高温原铝液，并在倒铝炉口处加入钛剂，利用原铝液将钛剂冲刷到炉内，使元素合金化，静置一段时间后进行扒渣，初步扒去铝液表面的浮渣；高位炉打眼，将高位炉铝液倒入低位炉，并在倒铝过程中将镁锭放置在流动的铝液中，利用高温流动的铝液将镁锭熔化至低位炉；倒炉完成后，在低位炉进行精炼，使用对应铝液重量的千分之五用量的精炼剂，配合精炼气体(氮气或氩气)，将精炼剂均匀吹入铝液中，将铝液中的氢和夹渣带出，逐渐在铝液表面形成一层可分离的浮渣，一般精炼时间为40分钟；精炼完成后进行扒渣，直至铝液表面无浮渣如镜面，才可以进行A356铝合金的铸造；铸造前需将流槽、过滤箱过滤板、铸机铸模充分烘烤干燥，后打开低位炉炉进行生产铸造。整个铸造生产过程从开始入硅到铸造完成，共需要5小时左右，该种A356铝合金铸造生产工艺流程存在如下缺点：

(1)金属硅的预热和炉内的烘烤需要炉内具有一定的炉膛温度，烘烤金属硅需要给熔炼炉持续升温以保持炉内恒定温度，增加了生产能耗。

(2)真空包内铝液倒入高位炉后温度降至800℃左右，相比刚抽入的940℃原铝液，在运输及倒炉过程浪费了100℃以上，热损失高；

(3)高位炉内熔硅时间较长，每炉次平均约180分钟以上，铝完全溶解金属硅需要温度达到700℃以上，而真空包内铝液倒入高位炉后温度降至800℃左右，在熔硅过程中原铝液热量还在不断散失，无法满足长时间熔硅过程中的温度要求，因此需要对高位炉进行加热，维持反应温度，进一步增加了生产能耗；

(4)低位炉精炼过程，会提高铝液的原铸损，精炼剂和精炼气成本较高，且耗费大量的人力和时间；若精炼时精炼温度较低，渣铝分离不足，扒渣时容易带铝；精炼剂成分一般为氯盐，精炼后扒出的铝灰不能回收，危废处理成本高，容易造成环境污染。

(5)真空包输送原铝液、熔硅合金化分步进行，而两个工艺步骤消耗时间均较长，导致整个铸造生产过程耗费时间较长，生产效率低下。

(6)溶体成分的均匀化取决于金属硅的颗粒度，现大部分铝合金锭铸造生产使用的金属硅牌号为441，金属硅颗粒度在50～150mm，较大的金属硅颗粒减少了与铝液的接触面积，增加反应时间，使硅分子均匀扩散到熔融铝体中并合金化需要120min左右，因熔硅时间较长，每炉次平均约180分钟以上，生产效率低。

(7)熔保炉的高位炉在长时间升温熔硅及扒渣的过程，造成1.8％的原铸损。

发明内容：

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺。

本发明的目的由如下技术方案实施：高效节能短流程连续化铸造铝合金生产工艺，其包括如下步骤：第一步，真空包内合金化制备得到铝合金溶体；第二步，铝合金溶体于低位炉中进行氮气精炼，扒去表面的浮渣；第三步，除浮渣后铝合金溶体经在线除气除渣装置除气除渣制备得到待浇注铝合金溶体；第四步，待浇注铝合金溶体铸造得到铝合金铸锭。