[發明專利]一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁熔體精煉設備及方法

在審

• 申請號: 202010690269.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111893316A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 周雄多;龐宇;李威東;戴小杰;鄭義;梁麗華;韋月萍
• 申請（專利權）人: 南南鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22B21/06
• 分類號: C22B21/06;C22B9/05
• 代理公司: 廣西曙光知識產權代理有限公司 45132
• 代理人: 張云星

本發明公開了一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁合金熔體精煉設備及方法，所述設備包括通過流槽連通的保溫爐和在線精煉裝置，所述方法包括保溫爐精煉和在線精煉兩個步驟，將氯氣和惰性氣體的混合氣體，通入保溫爐和在線精煉裝置，在保溫爐和在線精煉裝置進行除堿和堿土金屬的精煉，去除低熔體中的低熔點相。本發明所述設備和方法可實現不添加鹽類熔劑，避免氟化物的使用，堿金屬低熔點相物質含量減少85％以上，鋁合金鑄棒表面金屬瘤減少90％以上。

技術領域

本發明涉及鋁合金精煉技術領域，特別是一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁熔體精煉設備及方法。

背景技術

熔劑和惰性氣體精煉技術是鋁合金熔體精煉采用較多的技術方案，該技術輔以在線精煉裝置具有顯著的除氫能力。但是，熔劑會把堿金屬等低熔點相雜質帶入熔體，增加熔體中的低熔點相含量，即使惰性氣體精煉技術也不能除去。結晶器熱頂鑄造過程中，液體結晶時熔體在結晶器內急驟受冷凝固致使體積收縮，在鑄錠表面與結晶器接觸表面之間產生了間隙，使鑄錠表面冷卻減緩而發生二次重熔，在金屬靜壓力和低熔點組成物受熱重熔產生的附加應力聯合作用下，含有大量低熔點共晶的熔體，會沿著晶間及枝晶間的縫隙沖破原結晶時形成的氧化膜擠入空隙而凝結成偏析相，表現為鑄棒表面的金屬瘤。

偏析瘤是不正常組織，是一種缺陷，該類型鋁鑄棒不能滿足高端鋁合金產品擠壓的要求。因為，生產過程中殘余的偏析瘤被帶入變形制品的表面或內部，給制品的性能帶來嚴重的危害；另外，當偏析瘤未被全部去掉時，因其含有大量低熔點共晶，合金在熱處理時很容易引起過燒和表面氣泡，這在高品質要求的鋁制品中是不允許的；因此，高端鋁制品生產在擠壓前經常要對鑄棒車皮或者扒皮去除表面的鋁瘤。但是，不管車皮還是扒皮都將增加投入、減少產出，不利于成本控制。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的問題，提出了一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁熔體精煉設備及方法。

為達到上述發明目的，本發明所述的一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁熔體精煉設備是以如下技術方案實現的：

一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁合金熔體精煉設備，包括通過流槽連通的保溫爐和在線精煉裝置，

所述保溫爐包含爐內精煉管、電磁攪拌裝置，爐內精煉管設置在保溫爐頂部并可實現高度伸縮調節，電磁攪拌裝置設置于保溫爐底部；

所述在線除氣裝置，包含在線除氣室，和分別設置在在線除氣室兩端上部的進鋁口和出鋁口，依次排列設置于在線除氣室內側頂面的兩塊上擋板，和一塊設置在在線除氣室內側底面且位于兩塊上擋板之間的下擋板，所述上擋板向下延伸且不接觸在線除氣室內側底面，所述下擋板向上延伸且不接觸在線除氣室內側頂面；還包含有設置于在線除氣裝置頂部的兩個轉子除氣裝置，兩個轉子除氣裝置分別設置于兩個上擋板和下擋板之間，并可實現高度伸縮調節；還包含有設置于上擋板和/或下擋板上的加熱裝置；

還包括配氣柜，所述配氣柜包含氯氣進氣口、氬氣進氣口，和兩個可輸出不同流量和配比的混合氣出氣口，所述混合氣出氣口分別連通爐內精煉管和2個位于在線除氣裝置的轉子除氣裝置。

進一步的，所述爐內精煉管和轉子除氣裝置，均采用氮化硅澆筑制成。

進一步的，所述每一個混合氣出氣口都依次通過第二截止閥和緩沖罐分別連通一路氯氣管路和一路氬氣管路的出口端；在每路氯氣管路和氬氣管路上從進口端至出口端，依次設置第一截止閥、調壓閥、電子流量計、壓力表。

進一步的，所述轉子除氣裝置包括轉桿和位于轉桿底端的轉盤，轉桿設有貫穿其軸線上下兩端的通氣孔，轉盤設有2個以上出氣孔，轉盤上的出氣孔與轉桿上的通氣孔相連通。

一種減少鋁合金鑄棒表面金屬瘤的鋁熔體精煉方法，包含保溫爐精煉和在線精煉裝置精煉兩個步驟，