熔化炉设计原则（上）

铝合金熔炼工艺

1、 铝合金分类

铝合金按用途分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金包括日常使用的铝合金门窗，航天飞机的机构材料，根据不同使用要求可进行热处理和不进行热处理；另一类为铸造铝合金，主要包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金和铝稀土合金等。

在实际生产过程中，铸造铝合金根据各类化学元素含量多少进行分类。国内外对工业妒窑的节能改造工作都在积极努力探索，有的已经取得7显著效果。熔炼过程需要根据实际的化学成分进行添加或者减少原料用量，有些厂家供应的成品铝锭已经含有产品所需要的各种合金元素，熔炼过程基本不需要额外加入其他化学元素，不需要进行配比直接熔炼成铝液，也没有加入的顺序问题，这类铝合金适合结构单一的产品。

用纯铝锭为原材料，熔炼过程根据实际生产需要进行调节化学成分，优点是可以熔炼不同牌号的铝合金液，能够适应不同产品的需求，产品类型多种多样。但也有一些凸起的毛病，即烧损大，广泛在3%——4%(-般反射炉为1%-1-5%)，甚者达7%)。对铝合金进行熔炼前，按照要求进行配料，配料根据合***号，需要考虑新料﹑回炉料﹑中间合金中各种元素熔炼过程的烧损。

铝合金熔炼中比较经济和常用的熔炼方式是燃气炉熔化，要求：快速熔化﹑时间短﹑吸气少。投料的顺序不仅影响熔化效率与合金消耗，也直接影响铝液质量。投料的原则是：先小后大，先易熔后难熔，先少烧损后易烧损，后进行变质。

首先加入小块的回炉料、熔点较低的铝合金锭（如 Al-Si 合金），然后是体积较大、熔点较高的铝锭和中间合金（如Al-Mn），Mg 等容易烧损元素后加入。(2)加强生产现场安全监督管理，做到安全措施落实、安全监督到位。小块回炉料先投在炉底既保护炉体，减轻大块炉料投料时对炉壁冲击，又由于回炉料熔点较低易熔化，对于后续熔化熔点较高的原材料时可以提高熔化效率，后降温加 Mg，降低减少烧损。

国内某些车辆配套企业在对铝合金熔炼时就采用这种方式：先将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始投料，先加小块回炉料垫底，然后加入大块铝锭，对于易烧损元素加入后直接压入铝液中熔化。

精炼过程

铝合金熔炼过程要对铝液进行变质处理，变质处理在精炼前进行，铝液从熔化炉转入转浇包前，在炉底加入变质剂，以合金的方式加入，不直接加入变质元素，常用铝锶合金杆作为变质剂。

Sr 为长效变质剂，变质时间可持续 6～8 h，使得粗大片状硅细化，成为细小***，进一步改善机械性能，这种变质效果比在熔炼炉里加入进行变质效果好，可以减少烧损及。Sr 在炉底融化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析，Sr 变质后的铝液吸氢比较快，产生多，精炼后停留时间不能太长，超过 1h 需要重新测氢合格后才能使用。可倾动式圆型熔铝炉便利铝水浇注，但其公开工程，机械工程***较大。铝液在转入转浇包后，撒入清渣剂，深度搅拌，打出渣灰。测量铝液温度是否能达到精炼温度，温度过高，需要加入回炉材料降温，温度较低需通电升温，精炼温度控制在 720～740 ℃。直到调整合格后再在表面撒入少量清渣剂，除气精炼主要是除气除氢，由于次深度搅拌已经除去大部分夹渣，但内部还有少量铝渣，所以第二次撒入少量清渣剂。

除气旋转精炼常用的方式是除气精炼和喷粉精炼，原理是向炉底通入惰性气体或者精炼剂，精炼剂很轻，惰性气体或者精炼剂从炉底喷出开始上升，上升过程带走铝液中的氢和浮渣，从而达到净化铝液的目的。近一、二十年随着世界性能源危机的发生，各国对能源的利用与节约越来越重视了。除气精炼用到的除气机通过电机带动法兰盘，法兰盘与石墨转子连接转动。一般的石墨转子寿命比较短，容易腐蚀断裂，对此，石墨转子在高温高压下浸入一种介质，再烧结固化，提高其使用寿命，这类石墨主要依靠进口，成本高。