Verarbeitung von Aluminiumschmelzen

Mit diesem Artikel schließen wir unseren Rückblick auf die exzellente Führung des britischen Unternehmens Ashford Engineering Services „D.C.. Handbuch für Gießereischmelzen». Dies ist ein praktischer Leitfaden für den Betrieb der Gießerei eines unabhängigen Strangpresswerks für stranggepresstes Aluminium.. Dieses Mal werden wir über die Verarbeitung von Aluminiumschmelze - Ofen und Sekundär - vor der Zuführung zur Gießmaschine sprechen..

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Ofentemperaturregelung

Die Kontrolle der Schmelztemperatur sollte der bestimmende Faktor sein. Eine zu hohe Schmelzetemperatur führt zum Verlust von Legierungselementen und erfordert deren zusätzliches Einbringen, was die Kosten der Gebühr erhöht.

Damit das Schmelzen von Aluminium effektiv ist, die Temperatur im Backofen muss mindestens sein 1100 ºS. Die Temperaturregelung erfolgt üblicherweise durch die Temperatur der Ofendecke oder die Temperatur der Abgase aus dem Ofen.. Ausschlaggebend ist jedoch die Temperatur der Schmelze im Ofenbad..

Thermoelement im Ofenbad

Für Thermoelement, die in die Ofenschmelze getaucht wird, das Hauptproblem ist die Lebensdauer des feuerfesten Gehäuses. Die Hauptprobleme sind das "Einfrieren" des Thermoelementgehäuses im Ofenbad und dessen mechanische Beschädigung beim Einbringen der Charge in den Ofen.. Daher entfernen viele Gießereiarbeiter das Thermoelement aus dem Ofenbad, wenn sie eine Charge hineinladen., Ofenreinigung und Schlackenentfernung. Zu Beginn des nächsten Schmelzzyklus wird das Thermoelement wieder an seinen Platz im Ofenbad gesetzt.. Loch, in die das Thermoelement eingesetzt wird, muss groß genug sein, um leichtes Anhaften von Metall und Schlacke am Thermoelementgehäuse zu ermöglichen.

Ofenwerkzeuge

Einfache Werkzeuge, die für den Ofenbetrieb benötigt werden, in der Abbildung gezeigt 1. Diese Werkzeuge werden benötigt, um mit Schrott im Ofen zu arbeiten., Entschlackung, Ofenreinigung und Probenahme zur Spektralanalyse. Alle diese Werkzeuge haben eine begrenzte Lebensdauer und gelten daher als Verbrauchsmaterial.. Normalerweise werden sie direkt im Werk hergestellt..

Bild 1 - Einfache Werkzeuge und Geräte für die Arbeit
mit kleinem Schmelzofen

Legierungszusammensetzung und Probenahme

Wenn der ganze Schrott eingeschmolzen ist, und der Backofen ist bereits voll beladen, Nehmen Sie eine Probe der Schmelze und prüfen Sie diese auf den Gehalt an verschiedenen Legierungselementen und Verunreinigungen. Die effektivste Methode hierfür ist die Spektralanalyse.. Die Spektralanalyse wird auf einem Lichtspektrometer durchgeführt. Ein Lichtspektrometer ist ein Gerät, bei dem ein Lichtbogen das Probenmetall verdampft, die aus Probe hergestellt wird. Licht vom Bogen durchdringt ein System von Prismen und Linsen. Lichtempfindliche Dioden messen die Intensität jeder bestimmten Linie des Lichtspektrums. Jedes Element hat seine eigene Wellenlänge und seinen Platz im Lichtspektrum. Die Intensität jeder Wellenlänge ist proportional zum Gehalt eines bestimmten chemischen Elements in der Testprobe.. Kalibrierte Photodioden ergeben einen Prozentsatz aller spezifizierten chemischen Elemente in der Probe.

Nach den Ergebnissen der Spektralanalyse wird der Ofen unter Zugabe seiner verschiedenen Komponenten beschickt, um eine bestimmte chemische Zusammensetzung der Aluminiumschmelze im Ofen zu erreichen..

Entfernen von Schlacke aus der Schmelze im Ofen

Nach der Zugabe von Flussmitteln zur Schmelze ist es notwendig, die Schlacke von der Oberfläche der Schmelze zu entfernen. Schlacke ist eine Mischung aus verschiedenen hauptsächlich Aluminiumoxiden mit anderen Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche der Aluminiumschmelze ansammeln. Vor dem Überführen der Schmelze zum Gießen oder zur anschließenden Außerofenbehandlung muss die Schlacke entfernt werden.

In kleinen Öfen wird die Schlacke mit einem langen Handwerkzeug mit einem Schaber am Ende von der Metalloberfläche entfernt., um 90º gedreht (cm. Bild 1). Der Gießereiarbeiter sammelt Schlacke von der Oberfläche der Schmelze und leitet sie durch das Ofenfenster in den Schlackebehälter, die direkt unter dem Ladefenster steht. Unten im Bild 2 zeigt mechanisierte Entschlacker für Großöfen.

Bild 2 - Beispiele für mechanisierte Entschlackungsgeräte
in großen Schmelzöfen

Entgasung und Flussmittel

Flussmittel hilft, das Metall sauberer zu machen. Das Flussmittel erfolgt mit den entsprechenden "Pulvern" oder "Tabletten", die in den Ofen geworfen und gründlich mit der Schmelze vermischt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Schmelze im Ofen mit Argon zu blasen., Stickstoff oder ein Gasgemisch, die durch Silikonschläuche gespeist werden, in die schmelze getaucht.

Metall erfordert eine gewisse Ausdauer, "entgasen" und Wasserstoff aus der Schmelze entweichen lassen. Außerdem, beim Fluxen tragen an der Oberfläche der Schmelze schwebende Gasblasen zur Entfernung nichtmetallischer Einschlüsse bei.

Bereits in den 1980er und 1990er Jahren wurde zur Entgasung 100 % Chlorgas verwendet.. Dieses Gas ist jedoch sehr gesundheitsschädlich und, Außerdem, verursacht Korrosion von Metallstrukturen und -geräten. Daher begannen sie später, Flussmittel mit einer Mischung aus zwei Gasen mit niedrigem Chlorgehalt zu verwenden.. Beispiele für solche Gasgemische sind:

• 0,5-2,0 % Chlor und mehr 90 % Stickstoff;
• 5-10 % Chlor und mehr 90 % Argon;
• 5-10 % Chlor und mehr 90 % freon.

In großen Industrien wird die Außerofenentgasung häufig in der technologischen Linie zur Übergabe der Aluminiumschmelze vom Schmelz- oder Warmhalteofen an die Gießmaschine eingesetzt.. Diese Entgasungssysteme sind effizienter, als im Ofen entgasen. beispielsweise, sie sind in der Lage, den Wasserstoffgehalt in der Schmelze um mehr als, als auf 60 %. Auf dem Bild 3 zwei Arten solcher Entgasungssysteme werden gezeigt - rotierend und mit Blasen durch einen porösen Stopfen.

Bild 3 - Anlagen zur Außerofenentgasung von Aluminiumschmelze

Filtration von Aluminiumschmelze

Aluminiumschmelze, die aus dem Schmelzofen kommt, enthält verschiedene kleine und große Oxide, sowie andere Verschmutzungen, z.B, Bruchstücke der Ofenauskleidung oder Metallleitungen. Um spätere Probleme mit der Oberflächenqualität von stranggepressten Aluminiumprofilen auszuschließen, muss die Schmelze vor dem Zuführen der Schmelze zum Gießen von Barren-Säulen in gewissem Maße gefiltert werden..

Viele Fabriken schaffen es, die Schmelze nur zu filtern, indem sie durch ein spezielles, in mehreren Lagen gefaltetes Glasgewebe geleitet werden.. In diesem Fall fallen unweigerlich zuerst kleine nichtmetallische Einschlüsse und andere Verunreinigungen in die Barrensäulen., und dann in extrudierte Profile.

Bei erhöhten Anforderungen an die Oberfläche von Strangpressprofilen wird die Schmelzefiltration mittels einer Filtrationseinheit eingesetzt, das Hauptelement davon ist ein Keramikfilter. Ein Beispiel für eine einfache Filtereinheit ist in der Abbildung dargestellt. 4.

Bild 4 - Anlage zur Filtration von Aluminiumschmelze

Quelle: DC. Handbuch für den Gießereischmelzbetrieb, Ashford Engineering Services, 1997.