探讨铝合金绿色熔炼技术的紧迫性

近年来中国铝加工业迅猛发展，铝材制品在国民经济应用领域更加广泛，我国现有原铝产量已居世界***位，然而，随着共有一个地球的环保意识的提高，铝合金熔炼炉对铝合金熔炼过程中所存在的污染问题，提出更高的要求，对此引起了铝冶金工作者的重视。因此，探讨发展铝合金绿色熔炼技术具有紧迫性和时代感。

　　众所周知，铝熔体在高温下,不但要和炉气相接触产生吸气及氧化等问题,而且不可避免地同炉衬材料相接触并发生物理化学反应,使熔体遭受杂质的污染,溶解有气体和非金属夹杂物粒子，这就是造成铸锭气孔，疏松、夹杂等具有遗传性的冶金缺隙的主要根源。所以在金属熔炼过程中，设法防止和排除金属中的气相和非金属夹杂，是铝合金熔炼中净化处理的重要目标。

　　目前铝合金精炼技术主要以炉内熔剂喷***炼和炉外泡沫陶瓷过滤为主。铝熔体熔剂净化过程产生含Cl、F等***的白色***，对大气、***和设备都存在着严重危害。尤其是熔剂精炼产生的含Cl.F等***炉渣，对环境的污染更加严重，雨淋后可造成周围的作物和花、草、树木枯死，污染空气与水资源。据不完全统计，铝合金熔剂***每年销售量在3万吨/年以上，废弃渣达60万吨/年以上，其对环境的危害不容忽视。尽管熔剂净化处理曾经发展过***熔剂，其组成主要由***等氧化剂和碳组成，在高温下发产化学反应生成N2、CO2气体起一定的精炼作用，但由于对铝熔体又造成二次污染，无法达到净化指标而停滞，且增加废弃的炉渣量。

　　因此，探讨铝合金绿色熔炼的技术途径，解决熔炼过程中的环保问题具有十分重要意义。

　　本文主要介绍无Cl.F污染源的铝熔体透气砖精炼净化技术和工艺装备、实际应用效果、社会经济效益分析，以期推动铝合金绿色熔炼技术的发展。

　　1、透气砖材质和结构的优化

　　选用碳化硅与氮化硅烧结体作为基体，添加适当的添加剂，研制透气砖。透气砖平均孔隙直径小于1μm，孔隙率大于35%，以保证透气性良好且铝合金液不能进入透气砖内。

　　将一定比例的SiC、添加剂、气孔剂混合，球磨，保压成型， 充分干燥后在100吨压力氮化炉内焙烧，随炉冷却后转入常规氮化炉二次烧结获得透气芯。由透气芯、集气室 、底座砖、集气管、刚玉保护壳组成透气塞。

　　通过水模似试验研究流体在透气塞内的动力学特性，优化透气塞的结构。首先，设计制造了1000×2000的水模似池进行模似搅拌试验。采用红色细塑料米作为假设熔质颗粒，应用PLC控制各个透气塞的进气压力和流量变化来进行造浪混合，再用520万像素数码连续快速拍摄，进行计算机成像状态分析，寻找***佳的造浪工艺参数。通过模拟图象分析，证实可获得良好的搅拌均匀效果。脉冲产生的小气泡细小而弥散，对铝熔体中及吸附弥散在熔体中的杂质相的***几率更高，能显着提高净化效果。

　　2、熔铝炉内应用透气砖的生产实践

　　根据水模拟试验结果，熔铝炉床上透气砖采用“梅花桩”布置，每个透气砖底部均有三个进气孔，分别供给三个不同压力、流量的惰性气体：基气，保证少量连续供气背压，防止脉冲供气间隔瞬间，可能引起的瞬时负压。也防止停炉时灰份堵塞透气眼；净化气，即在基气保持稳定的前提下，脉冲式供给惰性气体，产生微小气泡，实现小气泡浮选净化为目的；合金化气，即大流量，大压力分组供气来实现.