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[实践]用废铝屑制造铝合金铸件的生产实践

时间:2012-05-21 12:09来源:中国循环经济 作者:何波 汤小宏 点击:
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当我们谈起废杂铝的重熔、铸锭时,总是着眼于汽车切片、铝型材等,而新型纺织设备中的铝合金零部件我们还很少关注。今天我们特地刊登一篇纺织企业的铝合金铸件时间的稿件,也许会对我们的思路有所启迪。而我们的一些经验也许会对他们有所帮助。可见,跨行业的
  

在纺织行业尚未走出困境时期,降本增效就显得更为迫切。目前新型纺织设备中的铝合金零部件的损耗,也是一笔昂贵的开支。我们公司通过几年的生产实践,用收集的废铝屑,进行科学的熔化,工艺试验后,熔炼回收率达到69%以上,按此方法,生产的铝合金纺织配件,合格率达90%以上,既满足了生产的急需,又大大降低了外购成本。

一、生产试验的起因

新型纺织设备中的箱体、导轮等零件,大多数采用铝合金材料,其外购厂家零部件,价格昂贵。我们公司原来的铝合金切屑,全部作为废物以低价卖给回收公司,又用高价购买铝锭铸造毛坯,成本很高。而其他厂家生产情况表明铝合金切屑可以重熔,但是重熔回收率一般只在20%左右,潜力很大。

二、生产试验的目标

我们开始了生产试验。预期目标为重熔回收率达到50%,铸件合格率达到90%

重熔回收率其他厂家搞过,仅在20%左右,但是通过熔渣称量,其中有43%左右的未熔铝切屑。倘能解决这一问题,则重熔回收率可提高43×(1-20%=34.4%,从而使重熔回收率达到50%以上。铸件合格率90%是生产指令指标必须完成。

三、工艺试验及措施

我们在2008349-10月一共做了多次实验。

1  20083月生产试验记录表                                  单位:kg%

序号

时间

重熔ZL202合金切屑

回收铝合金

重熔回收率

合金液质量

设备

1

12

33

7.5

23

黏稠

呈暗灰色

200号石墨坩埚炉

2

13

33

7.9

24

3

13

33

6

18

由表1可见重熔回收率平均只有21.6%80%左右的切屑得不到回收利用。合金液黏稠,色暗灰,不符合质量要求,所以不能应用于生产。

分析原因:合金液黏稠是由于铝元素极易氧化,形成Al2O3物质,而Al2O3熔点高达2050℃,很难熔化,致使呈黏稠状,并且把铝合金牢牢裹住,从而影响流动性,所以很难保证铸件轮廓的完整。

解决措施:我国多数厂家在熔化有色金属时,一般用C2Cl6(六氯乙烷)作精炼剂,起到去气除渣作用,一般用钠盐进行变质处理,同时也起精炼除渣的作用。

1C2Cl6的作用原理

3 C2Cl6+2AL=3 C2Cl4+2AlCl3

利用C2Cl6Al反应生成不溶于铝液的低沸点化合物,在铝液中形成气泡,上浮时去气、清除杂质的作用。

2NaCl的作用原理

3NaCl+Al=3Na+AlCl3

NaClAl作用置换出来的钠既可使合金的晶粒细化,组织致密,同时也生成AlCl3气体,起去气、清杂质的作用。但是它的去气、除杂质的效果不如C2Cl6好,可是

6NaCl+ Al2O3=3Na2O+2AlCl3↑(反应条件:加热804

Na2O是粉末状的干渣,易除掉,因此NaCl又能破坏AL2O3薄膜。

措施的实施:

2  20084月生产试验记录表                                 单位:kg%

序号

时间

精炼剂

重熔铝

切屑

回收铝

合金

重熔回收率

3.5kg

浇注铸件

合格

铸件

合格率

设备

1

23

C2Cl6

33

7.9

24

2

13

92.8

200号石墨

坩埚炉

2

23

C2Cl6

33

7.6

23

2

3

24

NaCl

33

10.6

32

3

4

25

NaCl

33

7.9

24

2

5

25

NaCl

33

6.9

21

2

6

26

NaCl

33

12.9

39

3

 

分别用六氯乙烷和氯化钠对铝液进行精炼处理,将黏稠的熔渣变成了粉末状的干渣,漂浮在合金液的上面,很容易被除掉。所得合金经化学分析,其氧化物夹杂总量为0.0135%,符合质量要求。

检查总结:铝合金液纯净、质白,具有金属光泽,质量符合生产需要,铸件合格率达92.8%。重熔回收率低,平均为28.8%。加入NaCl后,重熔回收率不稳定,极差为39%-21%=18%,而且NaClAl2O3的作用效果明显,有粉末状的Na2O干渣生成,并有气泡(AlCl3)逸出;而C2Cl6Al2O3的作用效果很难观察出来。

3   2008年生产试验记录表    单位:kg%

序号

时间

重熔切屑

回收合金

重熔回收率

铸件质量

熔化剂

设备

1

920

33

22.8

69

合格

氯化钠

200号石墨坩埚炉

2

920

33

24.1

73

3

108

33

23.4

71

4

109

33

25.1

76

 

我们根据制定的熔化工艺,进行了多次验证,其重熔回收率达到69%,并规定NaCl的用量是0.40.8%,熔化剂要分批分层加入,待熔化时要注意适当搅动等。

四、完善铝合金切屑的熔化工艺

我们通过不断的实验与实践,使我们公司的《ZL202合金切屑的熔化工艺》逐步得到完善。摘要如下:(1)预热坩埚至暗红色,开始加料。(2)加料顺序:铜屑→1/3铝屑→1/2NaCl→1/3铝屑→1/2NaCl→1/3铝屑。(3)升温,待铝屑和NaCL开始熔化时,用压勺压实后,继续加铝屑。(4)温度升至800左右时,停止加热,进行搅动铝液,静置510min。(5)粉末状的Na2O干渣浮起来后,利用Na2O的温度(达到800)继续加铝屑,然后搅动。(6)直到坩埚内Na2O上面的蓝火焰消失后,停止加料,静置510min,去掉浮渣。(6)用废余角料控制温度为690730时进行浇注。

五、结束语

几年来,我们通过扎扎实实的生产试验与实践,终于使当作废料处理的铝切屑得到了有效利用。

重熔回收率:由试验前的21.6%提高到69%,达到并超过了50%的生产试验目标。其中的注意事项包括:收集或外购铝屑时,避免氧化的严重性,保持干燥、干净。根据铝屑氧化、干净的程度及合金牌号,加入0.40.8%的氧化钠,作为熔化剂。严格按照铝合金切屑的熔炼工艺进行操作。

铸件合格率:合金液由黏稠、色暗灰,不能应用于生产。变为铝合金液纯净、质白,具有金属光泽,质量符号生产需要。广泛用于各种铝合金纺织配件,如:过浆盆、齿轮箱、龙带导轮等,合格率达到92.8%,完成了生产试验目标。其中的注意事项包括:熔化剂氯化钠的量不能加入过多,不大于0.8%,以免产生大量气体。浇注温度不能过高,不大于730。湿型浇注时,要控制好型砂的含水量,不大于4%,避免铸件产生气孔。

生产试验节约材料费用:十二个月共开炉25次,重熔铝合金切屑943千克,回收利用669千克。若外购铝合金铸件每千克单价45元,铝屑售价每千克5元,则节约材料费用:669×45-943×5=25 390元。为困境中的纺织业,降本增效发挥积极作用。

作者单位:宝鸡大荣纺织有限责任公司,宝鸡杭叉工程机械有限责任公司

 

(责任编辑:朱竹)
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