安全技術(shù)
①工作場地應(yīng)保持干燥,不允許有積水或積油。
②工作開始前,操作者應(yīng)按規(guī)定穿戴好防護(hù)用品,并檢查設(shè)備的線路或管道等,發(fā)現(xiàn)故障,應(yīng)先行排除。
③坩堝在使用前應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致檢查,若發(fā)現(xiàn)有裂紋、嚴(yán)重氧化皮或嚴(yán)重“漲肚”,應(yīng)停止使用。
④電路的通電和斷電應(yīng)有指示燈顯示。吊出坩堝時應(yīng)先斷電。
⑤點燃煤氣爐或天然氣爐時,應(yīng)先開氣閥送氣后點火;停爐時,應(yīng)先關(guān)閉氣閥。
⑥采用六氯乙烷精煉時,應(yīng)先開動抽風(fēng)機。
⑦加料時應(yīng)注意使?fàn)t料在開始熔化時能自行下降,不得有“搭橋”現(xiàn)象。
⑧禁止使用未經(jīng)預(yù)熱的熔煉工具與合金液接觸;禁止將未經(jīng)預(yù)熱的冷料加到合金液內(nèi);
禁止將合金液倒在冷錠?;蛩嗟孛婕敖饘俚匕迳?。
澆注安全
1 工作場地應(yīng)平坦、整潔,道路暢通,場地上不得有積水,車間應(yīng)有良好的通風(fēng)措施。
2 搬運金屬型、澆注和取出鑄件都應(yīng)細(xì)心操作,防止碰傷和燙傷。
3 澆包中鋁液不宜太滿。
4 金屬液溢出型外時,應(yīng)放干砂,以防爆炸傷人。
鋁錠鑄造工藝技術(shù)流程、注意事項及管理
鋁電解槽中生產(chǎn)出的原鋁,在質(zhì)量上相差較大。另外,還含有一些金屬雜質(zhì),氣體和非金屬固態(tài)夾雜物。鋁錠鑄造的任務(wù)是提高低品位鋁液的利用率,并盡可能除去其中的雜質(zhì)。原鋁中的雜質(zhì)可分為以下三類:第一類是金屬元素,如鐵、硅、銅、鈣、鎂、鈦、釩、硼、鎳、鋅、鎵、錫、鉛、磷等,其中主要元素是鐵和硅;第二類是非金屑固態(tài)夾雜物,Al2O3,AlN和Al4C3;第三類是氣體,H2,CO2,CO,CH4,N2,其中主要的是H2。在660C下,100g鋁液中大約溶解0.2cm3的氫氣。氣體在鋁液中的溶解度隨溫度升高而增加。從電解槽吸出的鋁液,都要經(jīng)過凈化處理,清除掉一部分雜質(zhì),然后鑄成商品鋁錠(99.85%A1)。含99.996%Al純鋁(鋁絲φ2mm,硬拔者),電阻率為2.668×10-8Ω·m。純鋁中如有雜質(zhì)元素,則電阻率增大。.影響最大者為鉻、釩、錳、鋰、鈦。影響較小者為銦、鉛、鋅、鎘、錫、鈹、鐵。
1.鋁中雜質(zhì)元素的平衡
用拜耳法從鋁土礦生產(chǎn)出的工業(yè)氧化鋁中,雜質(zhì)的含量相對于原料鋁土礦來說大為減少。除了從堿液中帶來的堿以外,雜質(zhì)元素的分析值總量通常少于1%。其中主要雜質(zhì)是SiO2和Fe2O3。除了氧化鋁給電解槽帶來雜質(zhì)外,炭陽極和熔劑冰晶石也帶來不少雜質(zhì)。炭陽極帶來的雜質(zhì)主要是鐵和硅,冰晶石也是這樣。
如果原料的雜質(zhì)元素全部析出在原鋁里,則所得鋁的品位只有99.7%Al。然而,實際生產(chǎn)出來的鋁卻具有較高的品位99.8%Al。這種差別主要是由于雜質(zhì)元素的蒸發(fā)造成的。鐵、鈦、磷、鋅和鎵從氧化鋁來的占多數(shù),而硅和釩則從炭陽極來的占多數(shù)。從熔劑來的雜質(zhì)元素,以磷為多,約占磷總量的20%,其余硅、鐵,鈦和釩都很少。
平衡表的支出,硅和鐵都超過了從原料帶來的數(shù)量,其中硅超過60%左右,鐵超過37%左右。電解槽的內(nèi)襯材料,例如高灰分的槽底炭塊和炭糊以及耐火材料,是這些雜質(zhì)元素的另一個重要來源。此外,由于操作工具和陰極鋼棒遭受侵蝕,使鐵也進(jìn)入了平衡。其余幾種元素,收支接近平衡。
支出分配在原鋁和廢氣中的雜質(zhì)元素量是不一樣的。蒸發(fā)量最大的是磷,占收入總量的72%,釩占64.4%,鐵占62.4%,鈦占57.7%,鎵占49.6%,鋅占19.7%。最小的是硅,僅占收入總量的13.3%。之所以如此,原因是:
?、俟韬弯\在電解質(zhì)里以比較難蒸發(fā)甚至不蒸發(fā)的化合物形態(tài)存在,倒如SiO2,ZnO或ZnF2。硅和鋅明顯地積累在鋁液里。鋁液被硅和鋅污染的程度,主要是由物料平衡中供入的硅化合物和鋅化合物總量來決定的。在這種情形下,槽罩的收集效率無關(guān)緊要。
?、阼F、鎵、鈦和鎳至少部分地以揮發(fā)性化合物的形態(tài)存在于體系中。這些化合物大概是在進(jìn)入電解質(zhì)之后才生成的??赡艿幕衔锸荈e(CO)5,Ni(CO)4,TiF3,TiF4和GaF3等。如果槽罩的收集效率提高,則會在一定程度上影響鋁的質(zhì)量。
?、垅C和磷只以揮發(fā)性化合物形態(tài)存在??赡艿幕衔?,首先是氟化物(VF3和PF3)和五氧化二磷(P2O5)。由于電解質(zhì)中磷含量升高會影響電流效率,而鋁中釩量增多則會減小鋁的導(dǎo)電性能,所以可以預(yù)料到提高槽罩的收集效率會對原鋁質(zhì)量以及最佳生產(chǎn)效果方面帶來損害。
2.鋁錠的分類
鋁錠按成分不同分重熔用鋁錠、高純鋁錠和鋁合金錠三種:按形狀和尺寸又可分為條錠、圓錠、板錠、T形錠等幾種,下面是幾種常見的鋁錠;重熔用鋁錠--15kg,20kg(≤99.80%Al):
T形鋁錠--500kg,1000kg(≤99.80%Al):
高純鋁錠--l0kg,15kg(99.90%~99.999%Al);鋁合金錠--10kg,15kg(Al--Si,Al--Cu,Al--Mg);板錠--500~1000kg(制板用);
圓錠--30~60kg(拉絲用)。
3.鋁錠鑄造工藝流程
出鋁-扒渣-檢斤-配料-裝爐-精練-澆鑄-重熔用鋁錠-成品檢查-成品檢斤-入庫出鋁-扒渣-檢斤-配料-裝爐-精練-澆鑄-合金錠-鑄造合金錠-成品檢查-成品檢斤-入庫二、原鋁凈化
從電解槽吸出的鋁液中含有各種雜質(zhì),因此鑄造之前需要進(jìn)行凈化。工業(yè)上主要采用澄清、熔劑、氣體等凈化方法,也有的試用定向凝固和過濾方法進(jìn)行凈化。
1.熔劑凈化
熔劑凈化是利用加入鋁液中的熔劑形成大量的細(xì)微液滴,使鋁液中的氧化物被這些液滴濕潤吸附和溶解,組成新的液滴升到表面,冷卻后形成浮渣除去。
凈化用的熔劑選用熔點低、密度小,表面張力小、活性大、對氧化渣有很強吸附能力的鹽組成。使用時,先將小塊熔劑裝入鐵籠里,再插入混合爐底部來回攪動,至熔劑化完后取出鐵籠,靜止5~10min。撈出表面浮渣即可澆鑄。根據(jù)需要也可將熔劑撤在表面上起覆蓋作用。
2.氣體凈化
氣體凈化是一種主要的原鋁凈化法,所用氣體是氯氣、氮氣或氯氮混合氣體。