铝合金熔化铸造工艺

1、目的

通过确定圆铸锭生产过程的工艺要求和操作方法，以确保所生产的圆铸锭符合内控质量标准的要求，****限度地实现熔铸车间生产活动的高效率、高成品率。

2、适用范围

适用于6000系铝合金，外经为ф4″-ф9″圆铸锭的生产作业活动。

3、职责：

3.1 炉前班长对合金的化学成份是否合格负责。

3.2 熔炼工对熔炼温度是否符合工艺要求，金属烧损率是否超标，油耗是否达到节能要求，同时对灰渣中金属铝是否回收干净，是否降低环境污染负责。

3.3 铸造工对铸造温度是否符合工艺要求，铸锭精粒度是否达到1级标准，铸锭直径、弯曲度和表面质量是否符合内控质量标准要求负责。

3.4 锯切工对圆铸锭的定尺长度，切斜度和产品标识负责。

4、工艺操作规程：

4.1 制定熔铸生产流程图 
4.2 配料

4.2.1 配料前准备

4.2.1.1 车间主任以填写《铸棒生产计划单》的形式对各班班长下达生产任务，规定合金牌号、铸棒规格、生产时间和熔炉编号。

4.2.1.2 到限根据生产计划单准备备料及相关工具等。

4.2.2 原铝锭的使用：不同品位的原铝锭，适合于配制不同牌号的合金，在配制合金时，应建议按表1的规定选用原铝锭。

表1

序号	铝锭牌号	适合配制的合金牌号
1	al99.85	6463、6060、6063
2	al99.70	6060、6063、6063a、6005、6005a、6082

注：纯度高的铝锭可以代替纯度低的铝锭使用，但反之则不行。

4.2.3 配料计算的有关规定

a）镁：按镁锭含镁量为100%计算。

b）铝硅中间合金：规定理论含硅量为12%，每批硅种进厂应取三个试样化验含硅量，取其算出平均值为计算依据。

c) 铜、锌：按含铜、含锌100%计算。

d) 锰、铬：按猛剂、铬剂中含猛或含铬的百分比计算。

4.2.4 原料的使用配比

4.2.4.1 原料的使用配比，原则上应按表2的规定执行

表2

纯铝锭	压余铝屑	一级废铝	二级废料
≥30%	≤10%	≥30%	≤30%

注：1、一级废料是指各车间返回的6000系合金废料。

2、二级废料指外购的6000系合金废料。

4.2.4.2 含有zn、pb、bi等元素的废料，不准混入一、二级废料中去，不准用来配制无zn、pb、bi的合金。这些废料需隔离管理。

4.2.5 合金元素的配料计算值：

a) mg%的计算值：按《内控标准》中相应合金规定的mg含量的高限值。

b) si%的计算值：按《内控标准》中硅含量的中间值来计算硅种的重量。

c) cu、mn、cr、zn等作为合金元素时，按中间值计算。

4.2.6 合金元素的配料计算

4.2.6.1 先将铝料熔化，搅拌均匀，取样做炉前分析。

4.2.6.2 根据炉前分析结果，计算各种合金元素的加入量。

a) 总投炉量为p；

b) 炉前分析的结果为：

mg%=x；si%=y；cu%=z；mn%=k；cr%=n；zn%=r；

c) 硅种中si%=m；锰剂中mn%=h；铬剂中cr%=w；

d) 各合金元素的计算值：qmg、qsi、qcu、qmn、qcr、qzn，则各为加入量为

a. mg锭：　pmg=p×（qmg –x）%（kg）

b. 电解cu：pcu=p×（qcu –z）%（kg）

c. 锌锭： 　pzn=p×（qzn –r）%（kg）

d. 硅种： 　psi=p×（qsi –y） %（kg）

e. 锰剂： 　pmn=p×（qmn –k） %（kg）

f. 铬剂：　 pcr=p×（qcr –n） %（kg）

4.2.7 配料计量：凡进入车间投炉使用的铝锭、铝废料、合金元素、本车间产生的各种废铝都必须过磅称重做好记录，报出日报和月报。

4.2.8 过磅后的原材料，熔炼工送到熔炼炉台并入炉，必要时用吊机协助入炉。

4.3 熔炼

4.3.1 熔炼前的准备

4.3.1.1 原材料准备：所有要入炉的原材料，都必须无水分、泥砂、油污、带水的铝屑应烘干。

4.3.1.2  设备准备：

a) 检查风机、油枪、油路是否正常，炉出出水口是否塞好；

b) 装炉前应将炉底、炉壁清理干净，将炉渣扒出炉外；

4.3.1.3 工具准备：准备好操作用的铁扒子和装炉用的叉车、吊机，并穿戴好劳保用品。

4.3.2 装炉

4.3.2.1 先将烘干的铝屑铺在炉底或放少量碎型材垫底，再投大块铝锭及废料。

4.3.2.2 装炉应尽量装满炉，所有的大块料都应一次性在开火熔炼之前装入炉内，推入中间或里头。注意不要堵塞烧火口、烟道口和炉门口。

4.3.3 熔炼（燃油炉）

4.3.3.1 点火：将火种引到烧咀前面，打开回油阀，开启油泵和风机慢慢打开油枪阀，使炉内火焰呈短焰白亮光、无黑烟，将炉门关上保持一定间隙，进入正常熔炼。加温重油50-80℃，油压为0.2mpa。

4.3.3.2 当表层金属熔化后，应将未熔化的大块铝推到里头高温区加速熔化。

4.3.3.3当炉底金属全部熔化后长温到730-750℃停火加边角料并将其压沉到炉底，让铝液将其覆盖和熔化，直到成糊状时停止加废料，再开火升温到710℃-740℃进行溶炼。

4.3.4 扒渣

4.3.4.1 停火后将铝液充分搅拌，用扒子推扒炉底，炉壁,此时金属中的渣和附于炉底，炉壁的渣将上浮。

4.3.4.2 将浮渣扒到炉门口附近，撒上打渣剂按1/1500-1/2500的比例，并轻轻搓动浮渣，尽量使渣中的铝分离出来，此时浮渣将由团状变成粉末状，将其扒出炉外的锅中。

4.4 炒灰

在锅中渣用扒搓动使铝液与渣基本彻底分离，将表层的渣扒在指定地方，锅内的铝液待冷却后扒出，待下炉再入炉。
4.5 合金化

4.5.1 取炉样送化验室进行分析

4.5.2 炉样分析结果出来后，立即计算合金元素的加入量并过磅，进行合金化操作。

4.5.3 在735℃-755℃先将硅种、cu等加入熔体，充分搅拌，然后加镁锭，用扒子将镁锭压沉，不允许其浮出表面，以防烧损，直至镁完全熔化为止。再充分搅拌，并将铝水升温至730℃-750℃进行精炼。

4.6 精炼

4.6.1 精炼前的准备：准备好精炼罐及精炼剂、氮气等工具，并检查精炼管（6′无缝管）是否畅通。

4.6.2 精炼a)按每吨铝0.5－2kg计算精炼剂，用2-4瓶n2约12m3，炉前通氮时间控制在15-20min，炉后通氮时间控制在20-25min。

b)投放精练剂，投放时尽可能分布均匀，精炼时n2的压力以能使铝液抛得液面200mm左右。

c)当精炼剂投放完后，应继续通n21分钟，以彻底清除管道中残留的精炼剂，然后将精炼管撤离铝液，再关闭n2。

d)扒渣：操作用3.3.4。

4.6.3 精炼后工作

a)精炼扒渣后，从熔体心部取样进行炉后分析。

b)当确认成份合格后，按每吨铝液0.5-1kg细化剂均匀分布在熔体中进行静置，此时不得搅动液，静置时间20-30min。

c)若成分不合格，继续调整成份，并充分搅拌取样分析，完成以上工作后进入铸造工作。

4.7 铸造

4.7.1 铸造前的准备工作

a)检查流槽、铸盘的完好；

b)清理结晶器，确保水眼畅通；

c)检查石墨环并涂上润滑油；

d)检查引锭头是否正常位置，并用压缩空气吹净引锭头中的水，并将引锭头引入结晶器中；

e)打开水阀门，起动水泵。

4.7.2 铸造

a) 打开熔炉开水口，放出铝液，经过滤布后，导入各结晶器中，待铝液达保温帽80%时，打开进铸盘水阀，关闭放水阀，将水压调整到0.2mpa以上，同时开启铸造机下降开始铸造。

b) 铸造过程注意控制温度的稳定，液面平稳和金属流动均匀。

c)铸造温度及速度的调整

棒径	铸造温度	铸造速度（mm/min）
ф102	730-750℃	140-160
ф127	730-750℃	120-140
ф178	730-750℃	90-110

d)铸造时随时观察铸棒的表面质量，当不能满足内控标准时，应用塞头堵上该结晶器，中止此条铸造。

e)铸锭达到规定长度时，先堵塞炉子出水口，让流槽及流盘中铝液流完，铸锭脱离铸盘，关铸机、关水。

f)返开铸盘，升铸机到2m左右，用专用工具吊出铸棒。

g)清理流槽，放尽过滤池中的铝水，清理结晶器，将损坏及残缺的部分补修好，涂上润滑油，为下一铸次做准备。

4.8均质

4.8.1备料需进行均质的铸锭，应是合格的铸锭，其长度应不超过6m。

a)  铸锭在入炉均质之前，应按炉次用吊机将其备于均质专用的备料台上。

b)  备料时，应尽可能将相同规格的铸锭安排在同一炉均质，各种规格铸锭按表6所列的数量和排数进行备料。

c)    备料时，两层铸锭之间应用10根不锈钢专用杆隔开。

表6：

铸锭直径（ mm）	装炉总支数（支）	共装排数	每排支数（支）
φ102	390	13	30
φ127	189	10	19
φ178	104	8	13

d)  铸锭在横杆上摆放，端头要平齐。

e)  备好在料台上的铸锭总重量应为35吨，最多不应超过38吨，总高度不应超过2250mm。

4.8.2装炉

a)  开动大车，对准已备好了料的料台。

b)  开动小车前进准确地插入料台底部，直至全部进入为止。

c)  升起小车直至最高位置，将此堆铸锭托起。

d)  小车后退，直至完全退出备料台，回到小车原始位置。

e)  小车下降，直至接触大车为止。

f)  开动大车将料运至均质炉门前，并对准均质炉路轨。

g)  小车升起至最高位置。

h)  打开均质炉炉门。

i)  小车前进，准确地将料完全送入均质炉内。

j)  小车下降直至铸锭放在均质炉料台上，小车离开铸锭底部。

k)  小车退出回到原始位置。

l)  关闭均质炉门，将大车开去休息位置。

4.8.3均质热处理工艺（铝合金回火炉、时效炉）

a)  开炉前，先选定程序，开动循环风机，起动。

b)  吹扫、检漏，进入正常均质处理。

c)  均质处理按以下均质曲线进行：

4.8.4转移：

a)  先将大车开到均质炉门前，对准位置。

b)  均质处理完毕后，开启均质炉门。

c)  小车前进，完全插入均质炉内铸锭底部。

d)  小车升起将铸锭托起至最高位置。

e)  小车后退，将铸锭完全退出均质炉。

f)  小车下降复位，至完全接触大车。

g)  开动大车，将铸锭送到冷却室外门前对准。

h)  小车升起到最高位置，前进将铸锭送入冷却室。

i)  小车下降将铸锭放在冷却室料台上。

j)  小车退出冷却室并复位，将大车开去休息位置。

4.8.5冷却

a)  关闭冷却室炉门。

b)  开动抽风机进行冷却。

c)  风冷持续1小时后，开启冷却水。

4.8.6出炉：

开动大车将铸锭送到卸铸锭位置，交由卸铸锭人员卸铸锭。

4.9锯切

4.9.1 锯切准备

a)准备好锯床及冷却水；

b)检查锯片、锯齿是否完好，有无损坏，是否锋利。

c)清理现场，将上次的铝棒头、锯屑清理开。

4.9.2 锯切

a)根据生产部或挤压车间的铝棒计划进行其长度偏差≤＋5mm。

b)调整好定尺，铸锭头≥50mm；铸锭浇口部≥60mm。

c)每炉次取低倍，在1mm左右取20mm长，送化验室进行低倍组织试验。

d)按炉号锯切，不同炉次的铝棒不能混装同一柜。

e)对锯切的铝棒进行自检，凡不符内控质量标准应选出来报废。4.9.3 锯切后工作

a)关好水及锯机电源。

b)标识铝棒：在入框的铝棒端面上打上炉次钢印并用油笔标明支数，合金（6061用红色圆点）日期、班次、长度、规格、合格等内容。

4.10 交付

a)锯切后标识好的铝棒，交仓管员过磅。

b)无炉号和合金牌号标识的铝棒不与交付。

5、表格及记录

5.1 《熔化铸造生产工艺原始记录》

5.2 《均质炉工艺记录》

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