铝合金的在线精炼

静置炉内精炼后，待静置30min，熔体中因精炼产生的气泡，携带扩散进入气泡中的氢和气泡上升阶段时表面黏附的氧化渣溢出液面后，对一般要求的低档铝型材产品，熔炼过程加入了变质剂时，即可进入铸造工序。但对高端产品而言，则还需进行在线精炼和在线过滤，进一步对熔体进行高纯净化处理，同时最好采用在线变质方法，使变质剂在铸造前15min左右加入，然后进入铸造程度。

在此着重讨论铸造的在线精炼、在线过滤、在线变质与铸轧的在线处理存在的差异和特点，以便采取措施获得最佳的铸造锭坯。

我们知道，铸轧是连续作业，一旦生产，可能在数天或一个多星期内都会连续不断地运转。但铸轧的生产效率较低，一般每小时通过在线处理装置的铝熔体在2t以下，因此铸轧的在线处理装置容量不宜过大。容量过大，铝液在精炼箱与过滤箱内停留时间长，一是增加设备投资，延长处理时间，浪费资源和能源；二是影响产品质量，特别是在过滤箱内铝液停留时间超过半小时以上，经过在线精炼后的铝熔体，含气量已经大大降低，跟环境大气发生应的可能与速度增加，使含量再次上升。实践表明，停留时间超过40min，熔体含气量增加0.01mL/（100gAL）左右。就铸造来说，铝合金90%以上都采用半连续的立式铸造。每一次铸造的最大容量：生产中小型管、棒、型材为15t左右；生产大型管、棒、型材为35t左右。为方便起见，我们以每批次铸造量15t为例。铸造一个批次的时间因铝合金系列的不同、铸造方法的差异、铸造锭坯直径大小不等而异。对软合金的中等规格，因结晶不同（开始结晶的温度与终了结晶温度之差）较小，一般在40-70℃，铸造五个批次（铸件长度6-8m）约为1-1.5h；而硬合金2024结晶区间为136℃，7075合金的结晶区间达158℃，结晶区间增大，铸造的时间在同等条件下自然要延长，约为3h。



铸轧生产单位时间最大的在线处理量不大于2t/h；而铸造软合金则约为7.5t/h；铸造硬合金约为5t/h。

当前铸轧采用的去气精炼装置容量为600kg左右，按铸轧最大生产能力2000kg/h计算，其铝熔体从流入至流出精炼装置的时间为：
                    600÷（2000÷60）=600÷33.3=18min

铝液在精炼器中有足够的作用时间，只要进入精炼器的铝液含气量低于0.18ml/（100gAL）以下，完全可满足生产高质量双零铝箔的要求。但在铸造中，情况与铸轧不同，一是流量大，软合金为铸轧的3.8倍以上，硬铝合金也为铸轧的2.5倍以上，如果采用同样的精炼装置，其铝液在精炼器中的作用时间，软合金只有4.7min，硬铝合金也只有7.2min，精炼作用远不如铸轧充分；二是合金成分复杂，含量高，其合金熔体远高于铸轧纯铝的含气量，一般情况下，在静置炉的铝熔体经过精炼后，纯铝的含气量为0.14-0.16mL(100gAL)以上，这从另一方面说明，降低7075合金中的含气量是比较困难的。现在一些航空航天材料要求7075合金熔体的含气量控制在0.08mL/(100gAL)，这是很难做到的。它要求对精炼装置的结构、容量、转子转速，精炼气体的纯净度、活性等进行合理设计，需要采用双转子结构，采用高纯、活性的精炼气体，适当扩大容量，延长铝液在精炼器中的作用时间，方可保证在线精炼的效果。

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