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石墨轉(zhuǎn)子在鋁合金精煉過程的作用

鋁合金熔煉過程要對鋁液進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理在精煉前進(jìn)行，鋁液從熔化爐轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包前，在爐底加入變質(zhì)劑，以合金的方式加入，不直接加入變質(zhì)元素，常用鋁鍶合金桿作為變質(zhì)劑。Sr 為長效變質(zhì)劑，變質(zhì)時間可持續(xù) 6～8 h，使得粗大片狀硅細(xì)化，成為細(xì)小組織，進(jìn)一步改善機械性能，這種變質(zhì)效果比在熔煉爐里加入進(jìn)行變質(zhì)效果好，可以減少燒損及衰退。Sr 在爐底融化后，利用旋轉(zhuǎn)除氣進(jìn)行攪拌均勻，減輕偏析，Sr 變質(zhì)后的鋁液吸氫比較快，產(chǎn)生針孔多，精煉后停留時間不能太長，超過 1h 需要重新測氫合格后才能使用。鋁液在轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)澆包后，撒入清渣劑，深度攪拌，打出渣灰。測量鋁液溫度是否能達(dá)到精煉溫度，溫度過高，需要加入回爐材料降溫，溫度較低需通電升溫，精煉溫度控制在 720～740 ℃。直到調(diào)整合格后再在表面撒入少量清渣劑，除氣精煉主要是除氣除氫，由于第一次深度攪拌已經(jīng)除去大部分夾渣，但內(nèi)部還有少量鋁渣，所以第二次撒入少量清渣劑。

除氣旋轉(zhuǎn)精煉常用的方式是除氣精煉和噴粉精煉，原理是向爐底通入惰性氣體或者精煉劑，精煉劑很輕，惰性氣體或者精煉劑從爐底噴出開始上升，上升過程帶走鋁液中的氫和浮渣，從而達(dá)到凈化鋁液的目的。除氣精煉用到的除氣機通過電機帶動法蘭盤，法蘭盤與石墨轉(zhuǎn)子連接轉(zhuǎn)動。一般的石墨轉(zhuǎn)子壽命比較短，容易腐蝕斷裂，對此，石墨轉(zhuǎn)子在高溫高壓下浸入一種介質(zhì)，再燒結(jié)固化，提高其使用壽命，這類石墨主要依靠進(jìn)口，成本高。

旋轉(zhuǎn)噴粉精煉效果比較好，但容易堵塞石墨轉(zhuǎn)子，生產(chǎn)中多采用通入干燥惰性氣體或者高純度氮氣進(jìn)行精煉，氣體接到法蘭盤上，法蘭盤在電機帶動下開始轉(zhuǎn)動，石墨轉(zhuǎn)子隨著法蘭盤一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為 400～600 r/min，惰性氣體（氬氣）流量控制在15～25 L/min，氮氣為 20～40 L/min，壓力（0.4±0.1）MPa。操作過程先打開氣閥，然后緩慢下降除氣機，直到除氣機石墨轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)澆包爐底距離為 100～150 mm，最后開起電機，開始除氣精煉，精煉時間為 10～20 min。為了避免鋁液由于石墨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生漩渦，在石墨轉(zhuǎn)子的一側(cè)或者兩側(cè)安放阻流板，減少旋轉(zhuǎn)過程鋁液紊流。石墨轉(zhuǎn)子除氣時保證氣泡細(xì)小、分散度高、效果好，這樣既可保證除氣效果，又不會出現(xiàn)氣泡撐破表面氧化膜產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，避免二次吸氣。除氣完成后，關(guān)閉電機，提升石墨轉(zhuǎn)子離開液面，然后關(guān)閉氣閥。由于除氣前表面加入了清渣劑，除氣過程產(chǎn)生鋁渣漂浮在表面，需要打出渣灰，用專用工具在轉(zhuǎn)澆包中舀出濾液，建議距液面 50 mm 以下，快速平穩(wěn)倒入兩個專用坩堝中。其中一個坩堝在常壓下凝固；另一個坩堝快速蓋上鐘罩抽真空，真空壓力必須達(dá)到 8 MPa，抽真空時間為 3～4 min，放入水中冷卻，取出擦干，按先常壓后抽真空進(jìn)行密度當(dāng)量測量，密度當(dāng)量越小，鋁液含氫越低，除氣精煉效果越好，根據(jù)不同產(chǎn)品對密度當(dāng)量有不同的要求，密度當(dāng)量不合格需重新精煉

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