Способы сокращения потерь при литье
Регулировать температуру жидкого алюминия
Температура плавления алюминия составляет 660 ℃. Как правило, температура литья первичного алюминия поддерживается на уровне около 730 ℃ или даже ниже. Текучесть алюминиевого сплава соответственно ниже, чем у первичного алюминия, и составляет около 710–730 ℃. Для непосредственного использования в качестве жидкого алюминия в электролизной ячейке, когда расплав алюминия высокой температуры поступает в смесительную печь, его следует своевременно смешивать с холодным материалом, то есть добавлять алюминий низкого качества, алюминиевый шлак, и т. п. в печь для смешивания и выдержки, либо заранее загрузить в печь часть промежуточного сплава. При этом образуется состояние плавления под давлением, что не только увеличивает фактический выход, но и снижает температуру. В то же время поверхность добавляемого холодного материала должна быть чистой и свободной от масляных пятен, иначе он может загореться, выделяя тепло и способствуя горению. Одним словом, эффективное снижение температуры расплавленного алюминия до соответствующей температуры литья позволяет уменьшить значительное влияние температуры на потери при литье.
Снизить интенсивность контакта жидкого алюминия с воздухом. Чем выше интенсивность контакта жидкого алюминия с кислородом, тем серьезнее потери от окислительного горения и тем больше потери при литье.
1) Сократить время контакта жидкого алюминия с кислородом: ① При соблюдении производственных требований необходимо как можно быстрее переводить жидкий алюминий из печи в готовую продукцию. Лучше всего производить необходимые партии, не позволяя жидкому алюминию слишком долго находиться в печи; ② Разумно расположить плавильное и литейное оборудование, чтобы максимально сократить длину литникового канала и тем самым уменьшить время пребывания жидкого алюминия на воздухе. Одновременно верхнюю часть литникового канала можно накрыть изоляционной плитой из силиката алюминия, которая обладает определенным изоляционным эффектом и способна снизить содержание кислорода в литейный желоб.
Одним словом, следует избегать длительного нахождения расплавленного алюминия в смесительной печи по различным причинам, чтобы сократить время контакта расплавленного алюминия с кислородом и тем самым снизить потери при литье.
2) Необходимо контролировать способ перемешивания жидкого алюминия: независимо от того, осуществляется ли перемешивание вручную с помощью большого граблей или механически, оно осуществляется при открытой дверце печи, что не только приводит к значительным колебаниям уровня расплава и увеличению площади контакта с кислородом, но и повышает содержание кислорода в печи, что неизбежно ускоряет вышеупомянутую химическую реакцию и увеличивает потери на окисление. Электромагнитное перемешивание может осуществляться при закрытой печи, при этом колебания уровня расплава незначительны, что позволяет эффективно избежать соответствующих недостатков. В то же время это также позволяет уменьшить попадание влаги из воздуха в печь и снизить вероятность поглощения водорода жидким алюминием.
3) Регулировка высоты пуска газа при рафинировании жидкого алюминия: Обычно рафинирование осуществляется путем ручного всыпания рафинирующего агента в печь с последующим перемешиванием и рафинированием, однако при производстве некоторых сплавов требуется рафинирование с помощью азотного пуска (время рафинирования более длительное — до 30 минут в обе стороны), что неизбежно приводит к образованию пузырей определенной высоты — горизонтальных в стороны и вертикальных вверх, которые вызывают сильные колебания жидкого алюминия. Поэтому лучше всего регулировать давление азота, чтобы поддерживать высоту пузырей на уровне 10–15 мм.