14-工序熔炼

工序熔炼
日期：2026年4月20日

一、熔炼的目的和特点

熔炼包括熔化和冶炼两部分：

• 熔化：将固态金属通过高温加热变成液态
• 冶炼：将液态金属通过一系列手段获得工艺要求的合格熔体

熔炼目的：

1. 废铝的重复利用：边角废料、头尾废料、不合格品的回收利用
2. 化学成分调配：根据客户要求对金属进行合金调配
3. 提高金属的纯净度：去除杂质、气体、氧化物

铝熔炼特点：

1. 所有原材料必须以金属形式加入，不能以矿石形式间接加入
2. 铝非常活泼，容易跟空气中的O₂或H₂O发生反应，生成Al₂O₃和H₂
3. 任何元素一旦加入就无法去除，配料时要注意不能误加
4. 不规范操作将造成铸坯冶金质量缺陷（温度过高、保温时间过长、气体含量、铝渣含量等）

二、熔炼过程中的物理化学反应

铝熔体与炉气的反应：
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

在500-900℃范围内，纯铝表面形成致密的γ-Al₂O₃氧化膜：

• 氧化铝膜熔点高，不溶解
• 密度3470kg/m³
• 此膜能阻止铝液的继续氧化

γ-Al₂O₃外表面是疏松的，存在φ(50-100)×10⁻¹⁰m的小孔，易吸收水汽。如在熔炼与浇注时将表面破坏的γ-Al₂O₃膜搅入铝液中，吸附的水汽与铝液反应造成吸氢。铝液中Al₂O₃增加，氢含量也会随之增加。

温度超过900℃时：

• γ-Al₂O₃开始转变为α-Al₂O₃
• 密度增大到3970kg/m³
• 体积收缩约13%
• 氧化膜不再连续，氧化反应剧烈进行
• 氧化物含量显著增加，严重影响合金性能

因此，大多数铝合金熔炼温度应控制在750℃以下。

三、熔体净化原理
（文档主要为图示，文字内容有限）

来源：Z总提供的《工序熔炼》PDF文档（4页）