铝合金熔炉能源浪费根源及合金化学成关系
发布者:高科捷能 发布时间:2022-10-17 11:55:37 浏览次数:
铝合金熔炉的熔炼过程大致可分为4个阶段,即炉料装入到软化下榻、软化下榻至炉料化平、炉料化平到全部熔化(该阶段产生氧化浮渣)、铝液升温。
对铝料的加热是通过烧嘴火焰的对流传热、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的传导传热来完成的。
在整个过程中,三者之间的比率是不断变化的。态时铝的黑度小,导热能力强。随着熔炼过程的进行,炉料进入半液半的临界状态,其导热能力下降,热力学性质发生了根本性的变铝合金熔炉化。液态铝的导热能力仅为态铝的40%,熔池上部向底部的传导传热过程十分缓慢。金属镜面上漂浮的疏松浮渣构成热传递的绝热阻挡层。此时熔池表面氧化膜化开,失去了保护作用,氧化、吸气倾向增强。
对于火焰铝合金熔化炉来讲,在铝的熔化期,炉膛温度一般控制在1200℃,此时的出炉烟气温度即为炉膛温度,烟气带走的热量约占炉子热负荷的50~70%,考虑到10%的其它热损失,有效热利用只有30~40%,如果不充铝合金熔炉分利用这部分余热,势必会造成很大浪费,使炉子热效率很低。
合金化学成关系
一种合金能否通过时效强化,先取决于组成合金的元素能否溶解于溶体以及溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的溶度比较小,且随温度变化不大,而镁、锌虽然在台车式热处理炉的铝基溶体中有较大的溶度,但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大,强化效果甚微。因此,二元铝-硅、铝-锰、铝-镁、铝-锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金,如铝-铜合金,及三元合金或多元合金,如铝-镁-硅、铝-铜-镁-硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和态相变,则可通过热处理进行强化。
对铝料的加热是通过烧嘴火焰的对流传热、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的传导传热来完成的。
在整个过程中,三者之间的比率是不断变化的。态时铝的黑度小,导热能力强。随着熔炼过程的进行,炉料进入半液半的临界状态,其导热能力下降,热力学性质发生了根本性的变铝合金熔炉化。液态铝的导热能力仅为态铝的40%,熔池上部向底部的传导传热过程十分缓慢。金属镜面上漂浮的疏松浮渣构成热传递的绝热阻挡层。此时熔池表面氧化膜化开,失去了保护作用,氧化、吸气倾向增强。
对于火焰铝合金熔化炉来讲,在铝的熔化期,炉膛温度一般控制在1200℃,此时的出炉烟气温度即为炉膛温度,烟气带走的热量约占炉子热负荷的50~70%,考虑到10%的其它热损失,有效热利用只有30~40%,如果不充铝合金熔炉分利用这部分余热,势必会造成很大浪费,使炉子热效率很低。
合金化学成关系
一种合金能否通过时效强化,先取决于组成合金的元素能否溶解于溶体以及溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的溶度比较小,且随温度变化不大,而镁、锌虽然在台车式热处理炉的铝基溶体中有较大的溶度,但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大,强化效果甚微。因此,二元铝-硅、铝-锰、铝-镁、铝-锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金,如铝-铜合金,及三元合金或多元合金,如铝-镁-硅、铝-铜-镁-硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和态相变,则可通过热处理进行强化。
为获得良好的时效强化效果,在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些,有利于获得大过饱和度的均匀溶体。另外在淬火冷却过程不析出,否则在随后时效处理时,已析出相将起晶核作用,造成局部不均匀析出而降低时效强化效果。
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