关于铝合金在线除气设备，如何可以提高石墨转子使用寿命

首先是预防，要保持炉料和坩埚已经各种熔炼工具的清洁，熔炼前需要预热。其次是排除气体，待温度提高至730℃左右时，用钟罩加入精练剂(常用的是C2C1），精练剂（C2C1）应分多次加入，防止铝液剧烈翻腾，精练完毕后铝液静置3～8 min，让铝液中的气体、熔渣和夹渣物充分浮出液面。然后扒去铝液表面的渣子，铝液检验合格后浇注铸件。精练剂是去除铝合金铸造气孔的最佳选择了。

是通过本精炼剂为粉状颗粒环保型，这个是采用一种特制的精炼喷粉机，由载气（氮气或氩气）喷射到铝熔池底部，在铝液中形成无数气泡，在气泡由底部向上浮动的过程中与熔液充分接触，通过物理和化学作用，把铝液中的气体和夹杂物带到铝液表面，同时达到除气除渣的目的。

作用：精炼精用于铝合金铸造过程中金属液除气，排渣的精炼剂, 精炼剂一般采用独有的技术，提升了金属液中传统的除气除渣的效果，应用于多系列铝合金产品的铸轧过程中：微米级的铝箔毛料、印刷用PS板基、制罐料、弹性包装材料、轨道交通、航空航天产品、电缆导线等铸造铝合金原材料过程中金属液的除气除渣纯度净化；清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使铝液更纯净，并兼有清渣剂的作用。

惰性气体

混合4合1精炼

除渣剂

直接吹入熔体内进行精炼除气,渣.时间为大约25分钟,效果较好,精炼剂必须先预热至200左右

1针孔的特征及形成机理

1.1 针孔的特征

针孔缺陷具有流行性，在同炉次铸件中，都有相同或相似的组织缺陷。针孔的尺寸特征是孔洞小，孔径约在1mm以内；形状为圆球状或苍蝇脚形。在铸件的厚大部位极易出现呈弥散性分布的小孔洞，从断面上观察，孔洞特征多是乳白色的小凹点。

1 2 针孔的形成机理

铝镁合金铸件中的气体主要是氧、氮、氢3种气体，它们在一定的条件下，很可能以分子态的单质或复合气体存在于铸件中，成为气体杂质－气泡，因此气泡是形成铝镁合金针孔的根本原因。

铝镁合金液浇入砂型，型腔内合金液温度降至凝固温度时，氢、氮在合金液中的溶解度会随温度的降低而突然变小，使原来溶解于合金液中的气体析出而产生针孔。铝镁合金液中氢气泡不能自发形核，合金液中的主要夹杂物Al2O3可作为氢气泡核的基底，会促使铝镁合金铸件产生针孔。

2对策

2.1 工艺措施

铝镁合金液中总含气量应控制在铸件不产生析出气孔时的临界含气量以内。采用湿型、凝固时间为6～8min时，合金液的含气量应控制在1.177×10 6以内，这是控制铝镁合金铸件不产生针孔的基本条件。

因底注、缓流、滤渣及开放式浇注系统具有清洁合金等多重作用，所以工艺上采用缓流浇口杯，适当高度的直浇道。横浇道采用过桥、钢丝滤网、钢丝棉滤网和集渣包等配合使用。内浇道做成扁平状。

从我厂的生产实际得知，随着铸件厚度的增大，铸件密度下降，针孔产生的概率随之增加。因此在铸件厚大部位放置冷铁并设置顶冒口，可以获得致密的铸件，防止针孔产生。

直浇道高度为100mm时，由于铝镁合金液静压力的作用，铸件的致密度最好，这时出现针孔的概率相对较低。当直浇道的高度为150～200mm时，由于铝镁合金液静压力增加不大，而热解产物相对较多，致使出现针孔的概率有所增加。当直浇道的高度>200mm时，出现针孔的概率大幅度提高，针孔缺陷十分严重。因此，设计直浇道时其高度控制在100mm为宜。

随着浇注温度的提高，一方面铝镁合金液吸气严重，精炼困难；另一方面砂型冷却速度较慢，合金液倾向于糊状凝固，冒口补缩困难，容易产生收缩气孔和缩松。因此，随着浇注温度的提高出现针孔、缩松的概率越大。所以铝镁合金的浇注温度在720～740℃为宜，薄壁件适当提高其浇注温度,但不应超过780℃。

2.2 操作方法

根据空气湿度的变化，对型、芯砂的含水量进行适当的调整和控制，芯子需烘干后使用。型、芯砂不准含有草根、油脂等杂质。南方春、夏季湿度大，因此造型、熔化场地应尽量保持干燥。

造型和制芯时不宜舂砂过实，而且尽量多插排气孔，保证型(芯)有足够的干湿强度、好的透气性和退让性，以免因掉砂而使铸件产生夹杂缺陷。

水分、油脂、铁锈、铝锈等含氢材料，不允许随炉料进入熔炉或随合金液进入型腔以防止产生新气源，应视具体情况采取相应的措施来克服炉料的污染。

控制新旧炉料的配比及熔化温度和时间。精炼剂、变质剂等入炉材料应经过烘干，严格脱水。

坩埚、浇包等熔化工具使用前，应喷专用涂料并烘干除去结晶水，不允许铁质工具直接与铝镁合金液接触，以免产生新气源。

铝镁合金液变质前须进行精炼，精炼剂的配比应根据材质、铸件的结构特点及铸造工艺的具体情况综合考虑，精炼剂的用量要充分，过少时除气不彻底。精炼后应除渣并在高温下静置15min左右，使气体充分排出。根据材质及工艺特点正确选择并使用变质剂，经过变质后的合金液须在高温下静置15min左右，以便使合金液达到较好的变质效果并使晶核充分细化。特别要注意变质后的合金液浇注前的放置时间一般不宜超过45min，以保证变质的有效性。

因铝镁合金液氧化膜，特别是精炼后合金液表面形成的氧化膜具有阻碍气体侵入液体内的作用，熔化、搅拌乃至浇注时应尽量减少破坏氧化膜，以免铝镁合金液从空气中吸入气体。

浇注时浇包应尽量靠近浇口杯，距离50mm为宜，充型应平稳而不断流。液流不能直接冲刷浇口杯根部,，需经过滤网、缓冲堤而平稳地进入直浇道。浇注过程中浇口杯应保持充满并防止液体扰动，浇注速度应稍慢且保持匀速为好，防止急流而产生二次氧化夹杂物。这样，能有效地防止针孔的产生。

3结论

(1)采用正确的铸造工艺，严格控制造型、熔化等操作方法是解决针孔缺陷的有效途径。

(2)炉料和辅料的含水量、熔化温度和时间、有效的精炼和变质处理是控制铝镁合金针孔度超标与否的关键因素。

(3)采用合理的缓流浇口杯和直浇道高度、过桥式横浇道、钢丝滤网、钢丝棉滤网和集渣包是解决针孔缺陷的有效途径。

(4)合理地使用冷铁、冒口，解决了因铸件壁厚差异对针孔产生的负面影响，确定顺序凝固工艺方案是减少针孔的有效手段。

气体，铸件就有可能产生气孔。

二 防止措施 （1）采用低密度的泡沫塑料膜。消失模铝合金用密度为0.022-0.025克\立方厘米。铸钢和铸铁应使用0.016--0.022克\立方厘米。 （2）涂料发气量要小、透气性要高。 （3）模样和涂层应干燥。 （4）模样粘结胶发气量应小，粘结胶用量也应尽量少。 （5）正确设计浇注系统。直浇道不应卷入气体，浇口杯要有足够的容积，在浇注过程中一直处于充满状态，进入铸件模型后金属液应平稳推进，逐层置换，不产生紊流。（6）负压应合适。过小不能顺利排除模型热解产物，过大则会将模型块包裹在金属液中，引起铸造缺陷。 （7）掌握正确的浇注方法 参考铸业网

涂料的有机粘结剂和悬浮剂含量很高，涂料组分受热分解，涂层没有烘干、水蒸气与金属反应析出氢气、一氧化碳等都会导致铸件的气孔缺陷。

防止这种缺陷的方法就是，选择合适的涂料，严格控制金属型温度，保证涂层烘干。

希望可以帮到你！

1.1 严格按工艺规程要求，正确处理好炉料。炉料使用前应用吹砂或其它方法去除炉料表面的锈迹、泥沙等污物，并进行炉料预热保持3h以上，严防带入水分和油污等。

1.2 坩埚、锭模、熔炼工具，使用前应将表面油污、脏物等清除干净。并预热至120℃-250℃，涂以防护涂料。

1.3 新坩埚、新砌炉子、有锈蚀的旧坩埚，使用前应用吹砂其他方法将表面清除干净，并进行烘炉处理。一般应加热至700℃-800℃，保温2h-4h，以去除坩埚所吸附的水分及其它化学物质。

1.4 已经涂料的坩埚 、锭模、熔炼工具使用前，均须预热，坩埚应预热至暗红色（500℃-600℃）；熔炼工具应预热至200℃-400℃，保持2h以上（除使用感应炉熔炼合金时，坩埚可不预热外。）

2 严格执行工艺规程，力求做到快速熔炼

3 加强潮湿季节预防措施

4 精炼去气，去除铝合金中的气体<

一般情况下，所谓“去气”（又叫“除气”）就是去除合金中的气体，“精炼”就是指去除合金中的夹杂物。因铝合金熔炼时，除气和精炼两个工序多合并在一起进行，故在生产实践中习惯将这两个工序称为精炼。由于铝合金中的气体主要是氢气，去气也就是主要去除氢气。目前去气的主要办法是在铝合金中通过精炼除气剂制造大量的气体（气泡中的气体可能是铝液内部经化学反应产生的，也可能性是经由部分精炼除气剂加入直接带入的），利用分压原理，让溶解于铝液中的氢原子向气泡扩散（此时气泡的分压为零），由于气泡比重轻，当气泡上浮到铝液表面时，气泡破裂，氢气逸入大气之中，最终达到去除氢气的目的。

最常用的办法是在熔化过程中用氯盐和氯化物除气，用氯气、氮气除气，用真空除气，用超声波除气，过滤除气等方法。，常用精炼除气剂的用途见表5.采用氯盐和氯化物除气剂除气时，要用钟罩将除气剂压入坩埚底部100mm，沿坩埚直径1/3处（距坩埚内壁）的圆周匀速移动。为了不使铝液大量喷溅，除气剂可分批加入，除气结束除渣，并按表6规定的时间进行静置。

5 增加气体在合金中的溶解度

采用快速或高压下凝固的方法，提高气体在铝合金中的溶解度，促进气体来不及或不能析出，从而达到消除针孔的目的。具体方法限于篇幅，在此不做过多阐述。

6 采用工艺方法进行除气

通常情况下，砂型铸造也可以采用静置、多扎出气孔和加大冒口等方法进行去气。这里仅以金属型铸造去气预防措施为例做一简易介绍。由于金属型铸造具有无透气性特点，在设计金属型时就必须有排气预防措施，其生产中常用的排气方式有：

（1）利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排气：因为金属型零件在组合时，总会有间隙，一般分型间隙在0.08mm-0.15mm之间，活动零件间隙在0.1mm-0.2mm之间，利用这些间隙可用来排气，但不允许为了排气而过分扩大间隙，造成金属液阻塞，从而使铸件上毛刺增加，降低铸件尺寸精度。

（2）开排气槽：即在分型面或型腔零件的组合面上，芯座与顶杆表面上做排气槽，这样既能排气，又能蓄气，阻止液体金属流入，故在金属型铸造和金属型低压铸造时被广泛采用。

（3）设排气孔：排气孔一般开设在金属型的最高处，或金属型内可能产生“气阻”的地方。

（4）设计排气塞：排气塞是金属型常用的排气设施。在一平面上需要设制数个排气塞时，可用一个排气环来代替，将它设计在型腔的“气阻”处，或型腔的大平面上，以便排气畅通。如在铸件肥厚部分设计排气塞，排气塞可用导热性好的铜制作，同时还可以起到加强铸件冷却的作用。排气塞安装的位置和数量，常在金属型修正时确定。在金属型小批量生产时，为简化排气塞的制作，常在需要设置排气塞的地方，钻ф5-10毫米的小孔，孔内塞以水玻璃砂，也可以起到排气塞的作用。

7.预防铝合金铸件气孔形成应遵循的工艺原则,可以用“防”、“排”、“溶”三字工艺原则来概括。

“防”：就是要防止水分及各种污物进入坩埚或熔炉中。

“排”：就是要排除铝液中的氧化夹杂和氢气，因为只有有效去除悬浮在铝液中的弥散状的夹杂物（主要是Al2O3），才能防止铝液增氢，消除去氢障碍，从而获得纯净的铝液，浇出合格的铸件。“渣既尽，气必除”说的就是这个意思。

“溶”：就是要使铝液中的氢在凝固时能部分地或者全部地固溶在合金组织中，不致在铸件中形成气孔。

因此，在铝合金熔炼安排和选择“防”、“排”、“溶”三套工艺措施时，我们必须遵循“以防为主，以排为辅”的工艺原则，但最佳的熔炼或重熔方法，着眼点应仍放在“防”字上。

目录

1.产品简介

2.特点

3.设备原理和用途

4.工艺要求

5.应用技术说明（机型JQR-DIANLU-389为例）

6. 种类及简介

7.除气机意义

8.设备图样

产品简介

除气机是种无公害的绿色铝液净化处理设备，其原理如下：

旋转式除气机是通过高速旋转并喷射惰性气体的转子把惰性气体大气泡打散成非常细微的小气泡，并使其均匀地分散在金属液中。通过减小气泡直径，这些气泡总的表面积急剧增大，这就使得更多的惰性气泡表面和金属液中的氢气和杂质接触从而把这些有害物质带到液体表面。

旋转式除气机的除气关键是转子能把进入的惰性气体大气泡打散成很小的气泡，并使它们扩散在整个金属液中。通过减小气泡直径，使得惰性气体的表面积急剧增大，从而使得更多的惰性气体表面和金属液中的氢气和杂质接触并随着气泡的上升把氢气或杂质从铝液中清除。

进入铝液惰性气体的流量控制可以根据被处理的金属液体体积来调节气体的流量大小，转杆和转子的速度可进行调节，以产生适当大小的气泡便于惰性气体的扩散。

氩气和氮气都可以作为惰性气体对熔融铝液进行除气。惰性气体纯度须在99.99%以上。

除气是把惰性气体喷入熔融铝液以达到去除氢气的目的。另外，除气也被认为是让杂质上浮的一种非常有效的办法。 有两种主要理论模式被提出以解释除气的原理。宏观模式认为每种杂质的去除在本质上是相似的。微观模式，也就是根据这一理论，由于氢气的蒸汽压较高，已溶解的氢气向注入的铝液中气体内扩散。从理论上说，直径为10微米大小的夹杂和一个气泡接触后，即吸附在气泡上并上浮至液体表面。

旋转喷气除气原理图(略)

有四个因素会影响铝液中氢气和夹杂的去除速度 :

1)金属流量或体积

2)惰性气体流量

3)惰性气体的扩散

4)惰性气体和杂质的接触。

研究表明，氢气到达一个气泡所需移动的距离越短，除气速度越快。另外，气泡和金属液接触时间越长，提高除气效率的可能性就越大。由于这些原因，除气时，狭窄且较深的除气容器可使除气效果更好。

除了吸附氢气，除气也使更多氧化物吸附在气泡上。这就减少了精炼剂的用量，降低生产成本。

特点

1、旋转精炼除气机分为可移动及固定式等方式，分别适用于不同的操作环境。

2、除气率在50%以上，缩短冶炼时间，降低生产成本。

3、适用于对坩埚炉、浇包、静止箱内的铝液进行净化处理。

设备原理和用途

本设备的原理是工作中旋转的石墨转子将吹入铝液中的惰性气体（氩气和氮气）破碎成大量的弥散气泡，并使其分散在铝液中；气泡在铝液中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收铝液中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出铝液表面，使铝液得以净化；由于气泡小而弥散，与旋转熔液均匀混合中，并随这转动呈螺旋形缓慢上浮，与铝液接触时不会形成连续直线上升产生的气流，从而显著提高了净化效果。氩气和氮气都可以作为对铝液进行除气除渣的气体。惰性气体纯度须在99.99%以上。适用于对坩埚式熔炉、池式熔炉、发射熔炉、浇包/中转包及静止箱内的铝液进行除氢/除渣净化处理。

工艺要求

1.气体流量 8--20 l/min

2.转速 300--600rpm(转包越大要求转速越大)

3.除气时间 6-15min（回炉料越多除气时间也越长）

4.升降速度 4.0 m/min

应用技术说明

1.JQR-DIANLU-389技术

1.1机器设备

JQR-DIANLU-389金属液自动处理站由5部分构成，即旋转除气机、料斗系统、螺旋进料喷撒装置、可调挡板和电气控制柜，此外还包括为JQR-DIANLU-389特别开发的耗材（打渣剂和转子）。

? 旋转除气机是JQR-DIANLU-389的最基本的构件，它同时也是加料系统、处理熔剂传输单元和可动挡板的固定基体。原则上讲，旋转除气机都可以作为CQJ处理站的基础构件，但是除气机本身太小时，就无法将其它部分物理固定在上面。

? 料斗系统包含一到两个熔剂箱，最多可以同时添加两种处理熔剂（如清渣和变质）。封闭的料斗设计可防止熔剂吸潮，料斗中的传感器用于提示熔剂量。

? 熔剂喷撒装置安装在料斗出口处，用于将处理熔剂自动喷撒到漩涡中。该装置由电机驱动螺杆，从而实现熔剂传递量的精确控制。熔剂添加量通过螺旋推进时间控制。

? 可调挡板的移动也由电机驱动，可以在处理过程中任意地浸入和提出合金液。从合金液中提出挡板有助于在合金液中形成漩涡，挡板浸入合金液中不仅可消除漩涡，同时优化除气除渣过程。

? 控制柜包含一个PLC，用于保证获得优良的处理过程，并维持稳定的处理过程。PLC主要控制JQR-DIANLU-389的如下功能：转子、转杆的升降及浸入合金液的程度，转子、转杆的旋转速度，喷撒所需数量的处理熔剂，通入合金液中的氮气的流量等。

1.2耗材产品

XSR转子和COVERAL MTS系列打渣剂产品是JQR-DIANLU-389性能的关键。

具有专利的独特设计的XSR高性能转子有助于在熔剂添加过程中形成漩涡，并在之后高效地除气除渣。XSR转子具有极强的泵作用，可以将铝液从转子底部在泵作用下抽取入转子中并立即与惰性处理气体混合，同时铝液从转子中甩出的速度也相应提高，使惰性气体气泡分布在处理容器的铝液截面上分布更加均匀一致，最终快速、彻底的除气。

配合MTS开发的COVERAL MTS系列打渣剂产品包括清渣/打渣剂，含钠变质剂，晶粒细化剂和去除特别元素的熔剂，所有这些产品在使用中产生的烟尘量都非常低。

2.2环境、健康和安全方面的好处

随着环境方面立法的推进，要求铸造厂减少污染数量的降低。ISO及其它相应提供了必要的指导文件，以减少排放。JQR-DIANLU-389可以帮助铸造厂在环保方面有更好的表现，如：使用更少的耗材（处理剂、惰性气体），减少产生的渣，减少排放，降低处理时间，降低熔炼时的过热度、节约能源等。

金属液处理过程中需要使用熔剂，通常市面上为粉末状熔剂，配合JQR-DIANLU-389使用的为颗粒状熔剂。经过测试收集金属液处理过程中的排放物，发现其中影响健康的主要是熔剂反应生成的氟化物和氧化硫。尽管粉状熔剂释放的物质仍处于正常水平，但在各种情况下的试验结果均表明颗粒状熔剂的排放量显著低于粉状熔剂。微粒总数相应由使用粉末状熔剂的19 mg/m3 减少到使用颗粒状熔剂时低于0.46 mg/m3。使用颗粒状熔剂后以氯化氢气体形式排放出的氯总量则减少了一半以上，而粉状熔剂的低氯排放在颗粒状熔剂时得以保持。最重要的是使用颗粒熔剂可显著减少氟化物的排放量，由19 mg/m3 减少到4 mg/m3以下。

使用传统粉状熔剂时，加入量是被处理铝液重量的0.25%，而颗粒状熔剂为0.125%，从逻辑上可知加入量的减少自然排放物相应减少，但根据试验结果，两种形态熔剂的排放物的数量与加入量不是正比关系，颗粒状熔剂重量是粉状熔剂的50%时，排放物减少了85%，这样的结果使我们对熔剂的认识更加深入，熔剂的形态的确能够改变其使用效率。

同时使用JQR-DIANLU-389后可对健康安全有非常显著的作用，因为打渣剂添加到金属液内并充分反应，故与传统的处理熔剂相比气体和烟尘等的排放显著减少。因为降低了操作者的直接参与，从而提高了操作工人的安全性。

2.3经济方面的好处

使用后由于同时JQR-DIANLU-389降低了处理成本，改善了性能并减少了浪费，从而节约了大量成本。

处理成本下降主要是因为惰性气体和打渣剂使用量减少，且降低了人工成本。总体性能的改善体现在：更短的处理周期、金属液质量良好的再现性、较高的可靠性和较低的维护成本。具体参见后面的案例。

种类及简介

一：超声除气机

据国外媒体报道,美国南方线材公司（Southwire Com.）研发的Ultra-D除气机早已面市,其商标Ultra-D中的