7 октября Глубокослойный фильтр, применяемый при плавке алюминиевого сплава 3104

Posted at 01:29h in Без категории by AdTech 0 Comments

0 Likes

Фильтр с глубоким слоем, применяемый при плавке алюминиевого сплава 3104

1. Эксперимент по применению фильтра с глубоким слоем при плавке сплава 3104

В ходе данного испытания с помощью прибора для измерения шлака Prefil-footprint производятся отборы проб на выходе из фильтр с глубоким слоем наполнителя применялся на линии плавки и литья алюминиевого сплава 3104 одного из предприятий по переработке алюминия. Условия отбора проб приведены в таблице 1. Был проведён металлографический анализ и количественный анализ включений в образцах шлака, что позволило определить типы и количество включений в расплаве алюминиевого сплава в разные периоды эксплуатации глубинного фильтра.

Спектральный анализ для определения типа включений, отфильтрованных глубокослойным фильтром. В процессе литья глубокослойный фильтр имеет длительный срок службы, и весь процесс эксплуатации можно разделить на раннюю, среднюю и позднюю стадии, причем на каждой стадии может выполняться несколько циклов литья. В тесте период использования A представляет собой первую стадию литья с использованием фильтра с глубоким слоем, а B, C и D — раннюю, среднюю и позднюю стадии всего срока службы фильтра с глубоким слоем (DBF), причем c1 и c2 относятся к среднему периоду использования DBF. Начальная стадия и конечная стадия одной и той же серии литья.

2. Анализ результатов

2.1 Анализ типов включений

На выходе из DBF расплав имеет хорошее качество после ряда операций, выполняемых в режиме реального времени, таких как дегазация и фильтрация, а образец шлака относительно чист, с небольшим количеством включений на границе раздела между фильтрационным осадком и расплавом. Судя по морфологии включений, к их типам относятся тонкая оксидная пленка, MgO, кубоиды (кубовидные включения), шпинель и остатки TiB из рафинера, как показано на рисунке 1. Тонкая оксидная пленка, кубоидные включения и шпинель — все это оксиды, состоящие из элементов Al, Mg и O. Тонкая оксидная пленка имеет форму тонких линий с ответвлениями, часто с чёрными бляшковидными или зернистыми включениями; MgO представляет собой коричневые или чёрные круглые мелкозернистые включения; шпинель (MgAl₂O₄.) представляют собой чёрные гранулы или включения неправильной формы, образующиеся в основном в результате реакции MgO и Al₂O₃; кубовидные включения представляют собой твёрдые чёрные квадраты — оксиды алюминия, магния и кислорода. Эти виды включений схожи по составу и часто встречаются вместе.

Еще одним распространенным примесью в расплаве алюминиевого сплава 3104 на выходе из DBF является остаток рафинера TiB₂. Благодаря наличию элемента B, TiB₂ под микроскопом он имел желтый или коричневато-желтый цвет и часто объединялся в скопления нерегулярной формы, как показано на рисунке 1d. Из-за наличия включений небольшое количество частиц TiB прилипает к краю оксидной пленки и керамическому пенообразному фильтру.

2.2 Количественный анализ включений

Было проведено металлографическое исследование образца «Prefil», и содержание каждого вида включений в образце шлака было рассчитано методом площади; результатом стал показатель площади включений на килограмм алюминиевого расплава (мм²/кг). На рисунке 2 представлены результаты количественного анализа включений в расплаве на выходе из DBF при различной пропускной способности расплава.

На первом этапе литья по технологии DBF способность удерживать включения слабая, а затем, по мере увеличения объема фильтрации, количество включений в расплаве постепенно уменьшается, а эффективность фильтрации повышается. Это явление связано со смачиваемостью между алюминиевым расплавом и фильтрующим материалом из оксида алюминия. Смачиваемость алюминиевого расплава оксидом алюминия тесно связана с процессом очистки расплава. При температуре ниже 800 ℃ алюминий и оксид алюминия связаны молекулярной связью; значение угла смачивания находится в диапазоне 150–160 ℃. Сарина Бао и др. показали, что угол смачивания θ между расплавом алюминия и твёрдым Al₂O₃ экспоненциально зависит от системы отсчёта времени, как показано в формуле (1).

θ = A × exp(-t/t₁) + θ₀