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
通過確定圓鑄錠生產過程的工藝要求和操作方法，以確保所生產的圓鑄錠符合內控質量標準的要求，******限度地實現熔鑄車間生產活動的高效率、高成品率。
2、適用范圍
適用于6000系鋁合金，外經為Ф4″-Ф9″圓鑄錠的生產作業活動。
3、職責：
3.1 爐前班長對合金的化學成份是否合格負責。
3.2 熔煉工對熔煉溫度是否符合工藝要求，金屬燒損率是否超標，油耗是否達到節能要求，同時對灰渣中金屬鋁是否回收干凈，是否降低環境污染負責。
3.3 鑄造工對鑄造溫度是否符合工藝要求，鑄錠精粒度是否達到1級標準，鑄錠直徑、彎曲度和表面質量是否符合內控質量標準要求負責。
3.4 鋸切工對圓鑄錠的定尺長度，切斜度和產品標識負責。
4、工藝操作規程：
4.1 制定熔鑄生產流程圖
4.2 配料
4.2.1 配料前準備
4.2.1.1 車間主任以填寫《鑄棒生產計劃單》的形式對各班班長下達生產任務，規定合金牌號、鑄棒規格、生產時間和熔爐編號。
4.2.1.2 到限根據生產計劃單準備備料及相關工具等。
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的合金，在配制合金時，應建議按表1的規定選用原鋁錠。
表1
序號 | 鋁錠牌號 | 適合配制的合金牌號 |
1 | AL99.85 | 6463、6060、6063 |
2 | AL99.70 | 6060、6063、6063A、6005、6005A、6082 |
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 配料計算的有關規定
a）鎂：按鎂錠含鎂量為100%計算。
b）鋁硅中間合金：規定理論含硅量為12%，每批硅種進廠應取三個試樣化驗含硅量，取其算出平均值為計算依據。
c) 銅、鋅：按含銅、含鋅100%計算。
d) 錳、鉻：按猛劑、鉻劑中含猛或含鉻的百分比計算。
4.2.4 原料的使用配比
4.2.4.1 原料的使用配比，原則上應按表2的規定執行
表2
純鋁錠 | 壓余鋁屑 | 一級廢鋁 | 二級廢料 |
≥30% | ≤10% | ≥30% | ≤30% |
注：1、一級廢料是指各車間返回的6000系合金廢料。
2、二級廢料指外購的6000系合金廢料。
4.2.4.2 含有Zn、Pb、Bi等元素的廢料，不準混入一、二級廢料中去，不準用來配制無Zn、Pb、Bi的合金。這些廢料需隔離管理。
4.2.5 合金元素的配料計算值：
a) Mg%的計算值：按《內控標準》中相應合金規定的Mg含量的高限值。
b) Si%的計算值：按《內控標準》中硅含量的中間值來計算硅種的重量。
c) Cu、Mn、Cr、Zn等作為合金元素時，按中間值計算。
4.2.6 合金元素的配料計算
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 根據爐前分析結果，計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 配料計量：凡進入車間投爐使用的鋁錠、鋁廢料、合金元素、本車間產生的各種廢鋁都必須過磅稱重做好記錄，報出日報和月報。
4.2.8 過磅后的原材料，熔煉工送到熔煉爐臺并入爐，必要時用吊機協助入爐。
4.3 熔煉
4.3.1 熔煉前的準備
4.3.1.1 原材料準備：所有要入爐的原材料，都必須無水分、泥砂、油污、帶水的鋁屑應烘干。
4.3.1.2 設備準備：
a) 檢查風機、油槍、油路是否正常，爐出出水口是否塞好；
b) 裝爐前應將爐底、爐壁清理干凈，將爐渣扒出爐外；
4.3.1.3 工具準備：準備好操作用的鐵扒子和裝爐用的叉車、吊機，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 裝爐應盡量裝滿爐，所有的大塊料都應一次性在開火熔煉之前裝入爐內，推入中間或里頭。注意不要堵塞燒火口、煙道口和爐門口。
4.3.3 熔煉（燃油爐）
4.3.3.1 點火：將火種引到燒咀前面，打開回油閥，開啟油泵和風機慢慢打開油槍閥，使爐內火焰呈短焰白亮光、無黑煙，將爐門關上保持一定間隙，進入正常熔煉。加溫重油50-80℃，油壓為0.2MPa。
4.3.3.2 當表層金屬熔化后，應將未熔化的大塊鋁推到里頭高溫區加速熔化。
4.3.3.3當爐底金屬全部熔化后長溫到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，直到成糊狀時停止加廢料，再開火升溫到710℃-740℃進行溶煉。
4.3.4 扒渣
4.3.4.1 停火后將鋁液充分攪拌，用扒子推扒爐底，爐壁,此時金屬中的渣和附于爐底，爐壁的渣將上浮。
4.3.4.2 將浮渣扒到爐門口附近，撒上打渣劑按1/1500-1/2500的比例，并輕輕搓動浮渣，盡量使渣中的鋁分離出來，此時浮渣將由團狀變成粉末狀，將其扒出爐外的鍋中。
4.4 炒灰
在鍋中渣用扒搓動使鋁液與渣基本徹底分離，將表層的渣扒在指定地方，鍋內的鋁液待冷卻后扒出，待下爐再入爐。
4.5 合金化
4.5.1 取爐樣送化驗室進行分析
4.5.2 爐樣分析結果出來后，立即計算合金元素的加入量并過磅，進行合金化操作。
4.5.3 在735℃-755℃先將硅種、Cu等加入熔體，充分攪拌，然后加鎂錠，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。再充分攪拌，并將鋁水升溫至730℃-750℃進行精煉。
4.6 精煉
4.6.1 精煉前的準備：準備好精煉罐及精煉劑、氮氣等工具，并檢查精煉管（6′無縫管）是否暢通。
4.6.2 精煉a)按每噸鋁0.5－2kg計算精煉劑，用2-4瓶N2約12m3，爐前通氮時間控制在15-20min，爐后通氮時間控制在20-25min。
b)投放精練劑，投放時盡可能分布均勻，精煉時N2的壓力以能使鋁液拋得液面200mm左右。
c)當精煉劑投放完后，應繼續通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，從熔體心部取樣進行爐后分析。
b)當確認成份合格后，按每噸鋁液0.5-1kg細化劑均勻分布在熔體中進行靜置，此時不得攪動液，靜置時間20-30min。
c)若成分不合格，繼續調整成份，并充分攪拌取樣分析，完成以上工作后進入鑄造工作。
4.7 鑄造
4.7.1 鑄造前的準備工作
a)檢查流槽、鑄盤的完好；
b)清理結晶器，確保水眼暢通；
c)檢查石墨環并涂上潤滑油；
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，并將引錠頭引入結晶器中；
e)打開水閥門，起動水泵。
4.7.2 鑄造
a) 打開熔爐開水口，放出鋁液，經過濾布后，導入各結晶器中，待鋁液達保溫帽80%時，打開進鑄盤水閥，關閉放水閥，將水壓調整到0.2Mpa以上，同時開啟鑄造機下降開始鑄造。
b) 鑄造過程注意控制溫度的穩定，液面平穩和金屬流動均勻。
c)鑄造溫度及速度的調整
棒徑 | 鑄造溫度 | 鑄造速度（mm/min） |
Ф102 | 730-750℃ | 140-160 |
Ф127 | 730-750℃ | 120-140 |
Ф178 | 730-750℃ | 90-110 |
d)鑄造時隨時觀察鑄棒的表面質量，當不能滿足內控標準時，應用塞頭堵上該結晶器，中止此條鑄造。
e)鑄錠達到規定長度時，先堵塞爐子出水口，讓流槽及流盤中鋁液流完，鑄錠脫離鑄盤，關鑄機、關水。
f)返開鑄盤，升鑄機到2m左右，用專用工具吊出鑄棒。
g)清理流槽，放盡過濾池中的鋁水，清理結晶器，將損壞及殘缺的部分補修好，涂上潤滑油，為下一鑄次做準備。
4.8均質
4.8.1備料需進行均質的鑄錠，應是合格的鑄錠，其長度應不超過6m。
a) 鑄錠在入爐均質之前，應按爐次用吊機將其備于均質專用的備料臺上。
b) 備料時，應盡可能將相同規格的鑄錠安排在同一爐均質，各種規格鑄錠按表6所列的數量和排數進行備料。
c) 備料時，兩層鑄錠之間應用10根不銹鋼專用桿隔開。
表6：
鑄錠直徑（ mm） | 裝爐總支數（支） | 共裝排數 | 每排支數（支） |
Φ102 | 390 | 13 | 30 |
Φ127 | 189 | 10 | 19 |
Φ178 | 104 | 8 | 13 |
d) 鑄錠在橫桿上擺放，端頭要平齊。
e) 備好在料臺上的鑄錠總重量應為35噸，最多不應超過38噸，總高度不應超過2250mm。
4.8.2裝爐
a) 開動大車，對準已備好了料的料臺。
b) 開動小車前進準確地插入料臺底部，直至全部進入為止。
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，回到小車原始位置。
e) 小車下降，直至接觸大車為止。
f) 開動大車將料運至均質爐門前，并對準均質爐路軌。
g) 小車升起至最高位置。
h) 打開均質爐爐門。
i) 小車前進，準確地將料完全送入均質爐內。
j) 小車下降直至鑄錠放在均質爐料臺上，小車離開鑄錠底部。
k) 小車退出回到原始位置。
l) 關閉均質爐門，將大車開去休息位置。
4.8.3均質熱處理工藝（鋁合金回火爐、時效爐）
a) 開爐前，先選定程序，開動循環風機，起動。
b) 吹掃、檢漏，進入正常均質處理。
c) 均質處理按以下均質曲線進行：
4.8.4轉移：
a) 先將大車開到均質爐門前，對準位置。
b) 均質處理完畢后，開啟均質爐門。
c) 小車前進，完全插入均質爐內鑄錠底部。
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爐。
f) 小車下降復位，至完全接觸大車。
g) 開動大車，將鑄錠送到冷卻室外門前對準。
h) 小車升起到最高位置，前進將鑄錠送入冷卻室。
i) 小車下降將鑄錠放在冷卻室料臺上。
j) 小車退出冷卻室并復位，將大車開去休息位置。
4.8.5冷卻
a) 關閉冷卻室爐門。
b) 開動抽風機進行冷卻。
c) 風冷持續1小時后，開啟冷卻水。
4.8.6出爐：
開動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 鋸切準備
a)準備好鋸床及冷卻水；
b)檢查鋸片、鋸齒是否完好，有無損壞，是否鋒利。
c)清理現場，將上次的鋁棒頭、鋸屑清理開。
4.9.2 鋸切
a)根據生產部或擠壓車間的鋁棒計劃進行其長度偏差≤＋5mm。
b)調整好定尺，鑄錠頭≥50mm；鑄錠澆口部≥60mm。
c)每爐次取低倍，在1mm左右取20mm長，送化驗室進行低倍組織試驗。
d)按爐號鋸切，不同爐次的鋁棒不能混裝同一柜。
e)對鋸切的鋁棒進行自檢，凡不符內控質量標準應選出來報廢。4.9.3 鋸切后工作
a)關好水及鋸機電源。
b)標識鋁棒：在入框的鋁棒端面上打上爐次鋼印并用油筆標明支數，合金（6061用紅色圓點）日期、班次、長度、規格、合格等內容。
4.10 交付
a)鋸切后標識好的鋁棒，交倉管員過磅。
b)無爐號和合金牌號標識的鋁棒不與交付。
5、表格及記錄
5.1 《熔化鑄造生產工藝原始記錄》
5.2 《均質爐工藝記錄》