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铝合金除气除渣变质

1.1再生铝的熔炼

1.1.1熔炼的目的

金属合金熔炼的基本任务就是把某种配比的金属炉料投入熔炉中，经过加热和

熔化得到熔体，再对熔化后的熔体进行成分调整，得到合乎要求的合金液体。

并在熔炼过程中采取相应的措施控制气体及氧化夹杂物的含量，使符合规定成

分（包括主要组元或杂质元素含量），保证铸件得

到适当组织（晶粒细化）高质量合金液。

由于铝元素的特性，铝合金有强烈的产生气孔的倾向，同时也极易产生氧化夹

杂。因此，防止和去除气体和氧化夹杂就成为铝合金熔炼过程中最突出的问题

。为了获得高质量的铝合金液，对其熔炼的工艺就必须严格把关，并采取措施

从各个方面加以控制。

1.1.2熔炼工艺

铝合金熔炼过程如下：

装炉→熔化（加铜、锌、硅等）→扒渣→加镁、铍等→搅拌→取样→调整成分

→搅拌→精炼→扒渣→转炉→精炼变质及静置→铸造。

装炉

正确的装炉方法对减少金属的烧损及缩短熔炼时间很重要。对于反射炉，炉底

铺一层铝锭，放入易烧损料，再压上铝锭。熔点较低的回炉料装上层，使它最

早熔化，流下将下面的易烧损料覆盖，从而减少烧损。各种炉料应均匀平坦分

布。

熔化

熔化过程及熔炼速度对铝锭质量有重要影响。当炉料加热至软化下榻时应适当

覆盖熔剂，熔化过程中应注意防止过热，炉料熔化液面呈水平之后，应适当搅

动熔体使温度一致，同时也利于加速熔化。熔炼时间过长不仅降低炉子生产效

率，而且使熔体含气量增加，因此当熔炼时间超长时应对熔体进行二次精炼。

扒渣

当炉料全部熔化到熔炼温度时即可扒渣。扒渣前应先撒入粉状熔剂（对高镁合

金应撒入无钠熔剂）。扒渣应尽量彻底，因为有浮渣存在时易污染金属并增加

熔体的含气量。

加镁与加铍

扒渣后，即可向熔体中加入镁锭，同时应加熔剂进行覆盖。对于高镁合金，为

防止镁烧损，应加入0.002%～0.02%的铍。铍可利用金属还原法从铍氟酸钠中

获得，铍氟酸钠是与熔剂混合加入。

搅拌

在取样之前和调整成分之后应有足够的时间进行搅拌。搅拌要平稳，不破坏熔

体表面氧化膜。

取样熔体经充分搅拌后，应立即取样，进行炉前分析。

调整成分当成分不符合标准要求时，应进行补料或冲淡。

熔体的转炉

成分调整后，当熔体温度符合要求时，扒出表面浮渣，即可转炉。

熔体的精炼变质成分不同，净化变质方法也各有不同。

1.1.3成分调整

在熔炼过程中，金属中各元素均由于它们自身的氧化而减少，它们被氧化程度

的多少，不仅与本身对氧的亲和力的大小有关之外，还与该元素在液体合金中

的浓度（活度）、生成氧化物的性质、以及所处的温度等因素有关。一般来说

，对氧亲和力较大的元素损失多些，铝、镁、硼、

钛和锆等对氧亲和力很强；碳、硅、锰等其次；铁、钴、镍、铜及铅等较弱。

所以，在熔炼合金中对氧亲和力较强的元素，将要被“优先氧化”而造成过多

的损耗；

相反，那些对氧亲和力较弱的元素，则能相对的受到“保护”而损耗少些。

通过熔炼后，合金化学成分中某元素因氧化损耗而使其含量增加或降低，应视

该元素与基体金属元素的相对损耗而定。相对损耗多的元素其含量将降低，称

为“烧损”；相对损耗少的元素，含量将增加，可称“烧增”；为能正确控制

熔体的化学成分，在选配金属炉料时，应考虑到熔

炼后的变化，在各元素加入量上进行相应的补偿。

在实际的熔炼中，合金中元素的烧损程度，还受原材料品质、熔剂及炉渣、操

作技术、特别是生成氧化物的性质的影响。

1.1.4熔炼过程中气体和氧化物的防止

前面已经谈到，铝液中气体及氧化夹杂的主要来源是H2O，而H2O则是从搅入铝

液的表面氧化膜上、炉料表面（特

别是受潮气腐蚀的炉料）、熔化浇注工具以及精炼剂、变质剂中带入铝液。而

搅入铝液的氧化膜以及夹杂物较多的低品级炉料（如溅渣、碎块重熔锭）将在

铝液中形成氧化物夹杂物。为此，应从熔炼浇注过程中注意下列各点:

①坩锅和熔化浇注工具

使用前应仔细地除去粘附在表面的铁锈、氧化渣、旧涂料层等脏物，然后涂上

新涂料，预热烘干后方可使用。熔化浇注工具和转运铝液的坩锅在使用前均应

充分预热。

②炉料

炉料在使用前应保存在干燥处，如炉料已经受潮气腐蚀则在配料前进行吹砂以

除去表面腐蚀层。回炉料表面常常粘附砂子（SiO2），部分SiO2和铝液会发生

下列反应：

4Al＋3SiO2→2Al2O3＋3Si

所生成的Al2O3及剩余Si