一種高強度鋁合金的連續製備系統的製作方法
2024-02-17 04:00:15
本實用新型涉及一種連續製備工藝，具體涉及一種高強度鋁合金的連續製備系統。屬於有色金屬材料加工技術領域。
背景技術：
純鋁的密度小，熔點低，具有很高的塑性，易於加工，可製成各種型材和板材，抗腐性能好，但是，純鋁的強度很低，不宜作為結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，人們逐漸加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械製造、船舶以及化學工業中已大量應用。
現有的鋁合金製備工藝繁瑣，不能實現鋁合金的連續生產，嚴重影響了生產效率。
技術實現要素：
本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種高強度鋁合金的連續製備系統。
為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案：
一種高強度鋁合金的連續製備系統，包括依次連接的加熱爐、中間包和連鑄機，所述中間包分別與精煉劑進料裝置、變質劑進料裝置以及氬氣進氣裝置連接，所述連鑄機包括結晶器，其與中間包的出口連接。
優選的，所述加熱爐內設有溫度傳感器Ⅰ，其與外部的顯示裝置Ⅰ無線通信，顯示裝置Ⅰ顯示溫度傳感器Ⅰ監測到的加熱爐內溫度。
優選的，所述中間包內設有溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器，其分別與外部的顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ無線通信，顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ分別顯示溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器監測到的中間包內溫度和壓力。
優選的，所述精煉劑進料裝置、變質劑進料裝置、氬氣進氣裝置與中間包之間分別設有閥門Ⅰ、閥門Ⅱ、閥門Ⅲ，用於控制精煉劑、變質劑、氬氣的進料/進氣。
進一步優選的，閥門Ⅰ與精煉劑進料裝置之間設有進料流量計Ⅰ，閥門Ⅱ與變質劑進料裝置之間設有進料流量計Ⅱ，便於控制精煉劑和變質劑的進料量。
使用時，在惰性氣體保護下，將配方量的化學成分置於加熱爐加熱熔化，溫度傳感器Ⅰ監測加熱爐內溫度，當溫度達到610～690℃時，將其轉移至中間包內；溫度傳感器Ⅱ監測中間包內溫度，溫度降低至580～600℃時，打開閥門Ⅰ，連通精煉劑進料裝置與中間包，通過進料流量計Ⅰ控制，添加質量百分比為3～5‰的精煉劑，關閉閥門Ⅰ，攪拌均勻，保溫20～30分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包內溫度，溫度降低至550～570℃時，打開閥門Ⅱ，連通變質劑進料裝置與中間包，通過進料流量計Ⅱ控制，添加質量百分比為2～4‰的變質劑，關閉閥門Ⅱ，充分攪拌，保溫15～25分鐘後扒去浮渣；打開閥門Ⅲ，連通氬氣進氣裝置與中間包，通入氬氣，通過氣壓傳感器監測中間包內氣壓，維持內部氣壓為0.01MPa，關閉閥門Ⅲ，保溫30～40分鐘，除氣完畢後靜置孕育10～25分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包內溫度，加熱至800～820℃，將所得熔體從中間包的出口均勻導入連鑄機的結晶器，採用電磁攪拌方法進行半連續鑄造，即得鋁合金鑄坯。
本實用新型的有益效果：
通過本實用新型的製備系統可以實現鋁合金的連續生產，製備工藝簡單，大大提高了生產效率。
附圖說明
圖1是本實用新型的連續製備系統結構示意圖；
其中，1為加熱爐，2為中間包，3為連鑄機，4為精煉劑進料裝置，5為變質劑進料裝置，6為氬氣進氣裝置，7為閥門Ⅰ，8為閥門Ⅱ，9為閥門Ⅲ，10為結晶器。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，並不對其內容進行限定。
本實用新型中的鋁合金是由以下質量百分比的化學成分組成的：錳1％，鎂0.25％，鈦0.22％，矽0.01％，硼0.1％，釩0.08％，餘量為鋁及不可避免的雜質。
實施例1：
如圖1所示，本實用新型的一種高強度鋁合金的連續製備系統，包括依次連接的加熱爐1、中間包2和連鑄機3，中間包2分別與精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5以及氬氣進氣裝置6連接，連鑄機3包括結晶器10，其與中間包2的出口連接。
加熱爐1內設有溫度傳感器Ⅰ，其與外部的顯示裝置Ⅰ無線通信，顯示裝置Ⅰ顯示溫度傳感器Ⅰ監測到的加熱爐1內溫度。中間包2內設有溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器，其分別與外部的顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ無線通信，顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ分別顯示溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器監測到的中間包2內溫度和壓力。精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5、氬氣進氣裝置6與中間包2之間分別設有閥門Ⅰ7、閥門Ⅱ8、閥門Ⅲ9，用於控制精煉劑、變質劑、氬氣的進料/進氣。閥門Ⅰ7與精煉劑進料裝置4之間設有進料流量計Ⅰ，閥門Ⅱ8與變質劑進料裝置5之間設有進料流量計Ⅱ，便於控制精煉劑和變質劑的進料量。
使用時，在惰性氣體保護下，將配方量的化學成分置於加熱爐1加熱熔化，溫度傳感器Ⅰ監測加熱爐1內溫度，當溫度達到610℃時，將其轉移至中間包2內；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至580℃時，打開閥門Ⅰ7，連通精煉劑進料裝置4與中間包2，通過進料流量計Ⅰ控制，添加質量百分比為3‰的精煉劑，關閉閥門Ⅰ7，攪拌均勻，保溫20分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至550℃時，打開閥門Ⅱ8，連通變質劑進料裝置5與中間包2，通過進料流量計Ⅱ控制，添加質量百分比為2‰的變質劑，關閉閥門Ⅱ8，充分攪拌，保溫15分鐘後扒去浮渣；打開閥門Ⅲ9，連通氬氣進氣裝置6與中間包2，通入氬氣，通過氣壓傳感器監測中間包2內氣壓，維持內部氣壓為0.01MPa，關閉閥門Ⅲ9，保溫30分鐘，除氣完畢後靜置孕育10分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，加熱至800℃，將所得熔體從中間包2的出口均勻導入連鑄機3的結晶器10，採用電磁攪拌方法進行半連續鑄造，即得鋁合金鑄坯；其中，結晶器10內部溫度保持在730℃，電磁攪拌器的攪拌電流為20A，攪拌頻率為5Hz，連鑄機3的連鑄速度為30mm/min；冷卻水溫度為室溫，流量為10L/min。
實施例2：
如圖1所示，本實用新型的一種高強度鋁合金的連續製備系統，包括依次連接的加熱爐1、中間包2和連鑄機3，中間包2分別與精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5以及氬氣進氣裝置6連接，連鑄機3包括結晶器10，其與中間包2的出口連接。
加熱爐1內設有溫度傳感器Ⅰ，其與外部的顯示裝置Ⅰ無線通信，顯示裝置Ⅰ顯示溫度傳感器Ⅰ監測到的加熱爐1內溫度。中間包2內設有溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器，其分別與外部的顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ無線通信，顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ分別顯示溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器監測到的中間包2內溫度和壓力。精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5、氬氣進氣裝置6與中間包2之間分別設有閥門Ⅰ7、閥門Ⅱ8、閥門Ⅲ9，用於控制精煉劑、變質劑、氬氣的進料/進氣。閥門Ⅰ7與精煉劑進料裝置4之間設有進料流量計Ⅰ，閥門Ⅱ8與變質劑進料裝置5之間設有進料流量計Ⅱ，便於控制精煉劑和變質劑的進料量。
使用時，在惰性氣體保護下，將配方量的化學成分置於加熱爐1加熱熔化，溫度傳感器Ⅰ監測加熱爐1內溫度，當溫度達到690℃時，將其轉移至中間包2內；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至600℃時，打開閥門Ⅰ7，連通精煉劑進料裝置4與中間包2，通過進料流量計Ⅰ控制，添加質量百分比為5‰的精煉劑，關閉閥門Ⅰ7，攪拌均勻，保溫30分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至570℃時，打開閥門Ⅱ8，連通變質劑進料裝置5與中間包2，通過進料流量計Ⅱ控制，添加質量百分比為4‰的變質劑，關閉閥門Ⅱ8，充分攪拌，保溫25分鐘後扒去浮渣；打開閥門Ⅲ9，連通氬氣進氣裝置6與中間包2，通入氬氣，通過氣壓傳感器監測中間包2內氣壓，維持內部氣壓為0.01MPa，關閉閥門Ⅲ9，保溫40分鐘，除氣完畢後靜置孕育25分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，加熱至820℃，將所得熔體從中間包2的出口均勻導入連鑄機3的結晶器10，採用電磁攪拌方法進行半連續鑄造，即得鋁合金鑄坯；其中，結晶器10內部溫度保持在760℃，電磁攪拌器的攪拌電流為100A，攪拌頻率為100Hz，連鑄機3的連鑄速度為800mm/min；冷卻水溫度為室溫，流量為500L/min。
實施例3：
如圖1所示，本實用新型的一種高強度鋁合金的連續製備系統，包括依次連接的加熱爐1、中間包2和連鑄機3，中間包2分別與精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5以及氬氣進氣裝置6連接，連鑄機3包括結晶器10，其與中間包2的出口連接。
加熱爐1內設有溫度傳感器Ⅰ，其與外部的顯示裝置Ⅰ無線通信，顯示裝置Ⅰ顯示溫度傳感器Ⅰ監測到的加熱爐1內溫度。中間包2內設有溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器，其分別與外部的顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ無線通信，顯示裝置Ⅱ和顯示裝置Ⅲ分別顯示溫度傳感器Ⅱ和氣壓傳感器監測到的中間包2內溫度和壓力。精煉劑進料裝置4、變質劑進料裝置5、氬氣進氣裝置6與中間包2之間分別設有閥門Ⅰ7、閥門Ⅱ8、閥門Ⅲ9，用於控制精煉劑、變質劑、氬氣的進料/進氣。閥門Ⅰ7與精煉劑進料裝置4之間設有進料流量計Ⅰ，閥門Ⅱ8與變質劑進料裝置5之間設有進料流量計Ⅱ，便於控制精煉劑和變質劑的進料量。
使用時，在惰性氣體保護下，將配方量的化學成分置於加熱爐1加熱熔化，溫度傳感器Ⅰ監測加熱爐1內溫度，當溫度達到650℃時，將其轉移至中間包2內；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至590℃時，打開閥門Ⅰ7，連通精煉劑進料裝置4與中間包2，通過進料流量計Ⅰ控制，添加質量百分比為4‰的精煉劑，關閉閥門Ⅰ7，攪拌均勻，保溫25分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，溫度降低至560℃時，打開閥門Ⅱ8，連通變質劑進料裝置5與中間包2，通過進料流量計Ⅱ控制，添加質量百分比為3‰的變質劑，關閉閥門Ⅱ8，充分攪拌，保溫15～25分鐘後扒去浮渣；打開閥門Ⅲ9，連通氬氣進氣裝置6與中間包2，通入氬氣，通過氣壓傳感器監測中間包2內氣壓，維持內部氣壓為0.01MPa，關閉閥門Ⅲ9，保溫35分鐘，除氣完畢後靜置孕育20分鐘；溫度傳感器Ⅱ監測中間包2內溫度，加熱至810℃，將所得熔體從中間包2的出口均勻導入連鑄機3的結晶器10，採用電磁攪拌方法進行半連續鑄造，即得鋁合金鑄坯；其中，結晶器10內部溫度保持在750℃，電磁攪拌器的攪拌電流為70A，攪拌頻率為35Hz，連鑄機3的連鑄速度為500mm/min；冷卻水溫度為室溫，流量為230L/min。
上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。