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浅谈LHC低液位铝合金组合铸造结晶器构造及保养

作者: 发布时间:2020-02-03 21:01:07 阅读: 56 次

前言:本文对中国铝业公司青海分公司近年来铝合金扁锭铸造的生产实践进行分析,对LHC低液位铝合金组合铸造结晶器构造及保养进行陈述,并结合结晶器构造原理,采取有效的防范措施使铝合金扁锭质量趋于稳定,达到提高产品质量降低生产成本的目的。

关键词:温度;铝合金铸锭;影响;分析

 

铝合金的熔铸是铝加工生产的头道工序,若熔铸质量不高,不及时排除各种冶金缺陷,就可能造成铸锭先天不足,其后一系列材料加工、热处理即使再精益求精,也难以消除夹杂、疏松、气孔等铸锭缺陷的影响,难以保证铝加工材的质量和性能。而铝合金熔铸产品质量的成型与内部组织控制均由结晶器来完成,结晶器的材料采用与维护对铝合金铸造致关重要。本文简述了铝合金LHC低液位组合铸造结晶器的构造原理及其应用与保养,为提高铝合金铸造效率,使其质量与性能达到更佳水平,解决铸锭的生产与质量控制问题,提出了方案。

1. LHC低液位铸造结晶器的构造原理

LHC结晶器由一整块铝精密机加工后制成的。本体包括全螺纹卡盘、一个对水密封、对称性上/下水腔和机加工的挡水板。挡水板能很好地分配冷却水且流量均匀。结晶器顶部与顶部盖有锁定阶适合结晶器刚性,顶盖紧紧夹持石墨内衬在结晶器腔内,底部有内导端口用于空气通道(用于自动对中液压缸与结晶器水阀门)。结晶器的活底通常由金属制造(铝,铸铁,钢)。此活底凝固先进入结晶器的铝液。然后根据铸造顺序,按一定的速率从结晶器往下降从而制造出铝锭。

2. LHC低液位铸造石墨结晶环的特点

LHC低液位组合铸造工艺采用带有石墨环的铝质结晶器。结晶器内衬有四片石墨,在铸造过程中,石墨为结晶器提供一个非湿表面石墨结晶器是一种天然的润滑物,石墨同样是多孔的,并且可以作为铸造润滑油容器,它的润滑油消耗仅是传统直接冷凝铸造的3-5%,在开始铸造前轻轻地刷一层润滑油即能满足铝合金铸造的需要。而且石墨具有惰性,有很强的耐熔融铝腐蚀的特性,从而提高了石墨环结晶器的使用寿命。石墨内衬是典型的对称性的,如果较低的铸造表面开始损坏,可以上下颠倒更换后使用,提高结晶器使用寿命。

3. LHC低液位铸造蒸汽排放通风系统

铝合金铸造过程中,蒸汽能够凝结在铸造站设备上,并在铸造平台分配流槽与结晶器内的熔融铝表面上产生氧化物。蒸汽同时会造成铸造操作员在铸造过程中观察不到扁锭或圆棒表面情况。LHC低液位组合铸造工艺针对这一情况,设计了一个蒸汽排放通风设备,它被设计在铸井臂内。通风系统矩形管道比铸井长度略短,蒸汽入口是有一个带盖的窄槽形口,以防止冷却水直接进入导管,导管底部有坡度,还有排水孔,以便进入导管中的水能流回铸井中,有效解决了铸造过程中蒸汽大的问题。

4. LHC低液位铸造结晶器水控系统

LHC结晶器中的两个水腔都有自己的成套喷水孔。随着铸造的进行,打开内部总水阀,向另一个水腔供水,允许两套喷水孔喷水。对不同合金来说,需要PLC程序中设定不同的冷却水值,用于拧上/拧下。阀门设有滑动式密封,不会有机械磨损产生的泄漏现象。控制系统可实现的可重复的阀门定位,可以同步操作打开多个滑门。阀门通常处于打开状态。由于推动风压,也保持打开状态。水入口过滤提供结晶器和入水口滤网设计。它们防止外来物质破坏水的分配方式,易于拆下清洗管路。LHC低液位组合结晶器采用双水道冲击。在铝合金扁锭连续铸造实践条件下,通过在开始与运行条件下更优化水碰撞角及热量传输率,有效降低铝扁锭底部翘曲,大大降低了扁锭辅底时出现漏铝、铸锭弯曲等质量缺陷。同样在稳定生产状态下产生一个非常高的冷却率,为生产出一个光滑表面质量及较高的冶金特性的铝合金扁锭提供有效的技术支持。

5LHC低液位铸造结晶器自清洗式过滤器系统

清洁的水对于可靠的结晶器冷却水形状是非常重要的。自动化自清洗式过滤器能够以最小的压力损失来保持连续的冷却水流量。过滤器包括由带许多的穿孔的圆柱鼓体组成,过滤介质。鼓体安装在配有轴承的旋转主轴上口。一个压差开关可以激活反冲循环,在这里,少量的水被用来反向流过一排过滤介质。反向水流清除了过滤介质,并且将污物冲进反冲管道内。

6LHC低液位铸造结晶器对正系统

结晶器到引锭头的自动对正系统包含在LHC结晶器中。自动对正系统利用装于结晶器底盖四周的气缸完成对正,可避免损坏结晶器内孔。在制造厂已把气缸定位,并用暗销固定。在对正结晶器时,各活塞杆被调到正好接触到引锭头。对正时首先要松开铸造平台上的气动夹具。然后气动控制对准缸,活塞杆伸出,接触到引锭头,最后结晶器移动,直到对准引锭头为止。接着让气动夹具重新卡住结晶器,对准气缸退回。

7.结语

LHC低液位铸造结晶器的维护与保养对铝合金扁锭成型及内部质量控制致关重要,本文作者结合长期生产经验与LHC低液位铸造结晶器的工作原理,总结以下维护与保养要点,为提高铝合金扁锭的质量提供了有效保障。

1)定期用蒸汽或者使用高压水和清洁剂清洁整个结晶器,保证其良好导热率效。

2)用手钻清洁每个喷水孔,使用和本孔一样大小的钎头清洁喷水孔,保证铸锭导热均匀。

3)使用附近大型的微型尼龙磨刷除去石墨及引锭头上的锈蚀,减少铸锭辅底时的质量缺陷,杜绝铝合金扁锭在铸造过程中出现表面拉痕、拉裂。

4)使用钢制砂轮机上的小型的圆盘钢丝刷清洁结晶器内部喷水孔凹槽,定期更换结晶器内部密封胶圈。保障铸造生产过程中,冷却水水流量分布均匀,杜绝铝合金扁锭出现因导热不均产生大面裂纹,辅底弯曲等质量缺陷。

5)铸造是一种要求连续监控生产参数的复杂工艺。直冷铸造是一种热平衡的行为,要求测量和控制若干个工艺变量。要长期利用LHC低液位组合铸造工艺可监控并控制关键参数,消除工艺偏差。测量与控制越,可再现性越好,产品性能均匀性就越好。

6)引锭头的校准和适当的保留适当的空隙,引锭头与结晶器的啮合(1218mm[1/2-3/8in])。分流袋底部到引锭头的距离为37mm。流口底部到分流袋的距离为25mm,防止铝液温度偏差损坏结晶器。

7)决对杜绝人工机械对正结晶器,防止结晶器铝质外壳变型。