工業(yè)除渣劑鋁合金鑄造清渣劑

在鋁及鋁合金的熔煉過程中，由于原材料本身的雜質(zhì)（如鐵、硅等元素形成的氧化物）、熔煉過程中的氧化以及外界污染等因素，鋁液中不可避免地會(huì)混入各種夾雜物，統(tǒng)稱為渣。這些渣的存在會(huì)對(duì)后續(xù)的鑄造和加工產(chǎn)生諸多不良影響，如降低鑄件的質(zhì)量、縮短模具壽命、增加加工難度等。為了有效去除鋁液中的渣，鋁液清渣劑應(yīng)運(yùn)而生。

鋁液清渣劑的成分與作用原理

 

（一）成分組成

1. 氧化物類物質(zhì)

   主要有氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）等堿性氧化物。它們能夠與鋁液中的酸性氧化物（如氧化鋁、二氧化硅等）發(fā)生反應(yīng)，形成新的化合物，這些新化合物具有較高的熔點(diǎn)或者較大的密度差異，從而便于從鋁液中分離出來。

2. 氟化物類物質(zhì)

   氟化鈉（NaF）、氟化鈣（CaF?）等是常用的氟化物成分。氟化物可以降低渣的熔點(diǎn)，使渣具有的流動(dòng)性，有利于渣與鋁液的分離。同時(shí)，氟化物還能夠與某些金屬氧化物結(jié)合，改變?cè)�的化學(xué)組成，增強(qiáng)清渣效果。

3. 還原劑

   如碳化硅（SiC）。它可以在條件下將一些高價(jià)態(tài)的金屬氧化物還原為低價(jià)態(tài)，使渣的性質(zhì)發(fā)生改變，更易于去除。例如，SiC可以將Fe?O?還原為FeO等低價(jià)態(tài)氧化物，降低了渣的黏度，提高了渣與鋁液的分離效率。

4. 表面活性物質(zhì)

   一些具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)或無機(jī)化合物，如硬脂酸鹽等。它們能夠在鋁液與渣的界面上吸附，降低界面張力，使得渣更容易從鋁液表面脫離。通過改變?cè)�與鋁液之間的潤(rùn)濕性，渣的聚集和上浮，提高清渣的效果。

 

（二）作用原理

1. 物理作用

   鋁液清渣劑加入到鋁液中后，其中的某些成分（如氧化物、氟化物等）會(huì)與鋁液中的渣發(fā)生物理吸附作用。清渣劑顆粒與渣相互接觸并附著在一起，加大了渣的體積和質(zhì)量。當(dāng)渣受到重力或外力（如攪拌后的慣性力）作用時(shí)，更容易與鋁液分離。此外，清渣劑還可以改變?cè)�的形狀，使其由分散的小顆粒狀變?yōu)檩^大的團(tuán)聚體，更有利于通過過濾等方式去除。

2. 化學(xué)作用

   清渣劑中的成分與鋁液中的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如上述提到的氧化物之間的反應(yīng)、氟化物對(duì)渣熔點(diǎn)的影響以及還原劑對(duì)金屬氧化物的還原等。這些化學(xué)反應(yīng)改變了渣的化學(xué)組成和物理性質(zhì)，使得渣與鋁液之間的差異更加明顯，從而達(dá)到清渣的目的。例如，通過化學(xué)反應(yīng)使渣的密度加大或減小，改變?cè)�的熔點(diǎn)和黏度等，提高渣與鋁液分離的可能性。

鋁液清渣劑的使用方法

 

（一）添加量的選擇

1. 根據(jù)鋁液的含渣量確定添加量。如果鋁液的含渣量較高，需要適當(dāng)增加清渣劑的添加量。一般來說，對(duì)于含渣量較多的鋁液，清渣劑的添加量可按照鋁液重量的0.5% 2%左右進(jìn)行添加；對(duì)于含渣量較少的鋁液，添加量可控制在0.1% 0.5%之間。

2. 考慮合金種類的影響。不同的鋁及鋁合金對(duì)清渣劑的需求有所不同。例如，對(duì)于含硅量較高的鋁合金，由于硅容易形成致密的氧化膜，清渣相對(duì)困難，可能需要適當(dāng)增加清渣劑的添加量，一般比普通純鋁的添加量高出約0.2% 0.5%。

 

（二）添加方式

1. 直接撒入法

   將清渣劑均勻地撒在鋁液表面。這種方法操作簡(jiǎn)單方便，但要求清渣劑顆粒分布要均勻，否則可能出現(xiàn)局部清渣效果不理想的情況。為了確保清渣劑均勻覆蓋鋁液表面，可以在撒入過程中用長(zhǎng)柄工具輕輕攪動(dòng)鋁液表面，使清渣劑迅速與鋁液接觸并發(fā)揮作用。

2. 壓入法

   利用專門的工具將清渣劑壓入鋁液內(nèi)部。這種方式可以使清渣劑更快地與鋁液中的渣充分接觸，提高清渣效率。對(duì)于較深的鋁液池，采用壓入法可以避免清渣劑僅作用于表層的問題。例如，使用帶有孔洞的平板狀工具，將清渣劑放置在工具上，然后緩慢地將工具壓入鋁液中，使清渣劑逐漸釋放并與鋁液混合。

3. 預(yù)混法

   在熔煉前將清渣劑與部分原料（如廢鋁塊等）預(yù)先混合均勻后再加入熔爐。這樣可以使清渣劑在熔煉初期就與鋁液中的雜質(zhì)開始發(fā)生反應(yīng)，有助于早期清除雜質(zhì)，減少后期清渣的工作量。不過，預(yù)混法需要準(zhǔn)確控制清渣劑與原料的比例，以免影響合金成分。

 

（三）清渣時(shí)機(jī)

1. 在鋁液熔煉過程中，當(dāng)鋁液溫度達(dá)到合適的范圍（一般為700 760℃左右，不同合金類型略有差異）時(shí)進(jìn)行清渣較為適宜。此時(shí)，鋁液的流動(dòng)性較好，有利于清渣劑與渣的充分接觸和反應(yīng)。

2. 如果在熔煉過程中發(fā)現(xiàn)鋁液表面有明顯的渣層形成，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清渣操作。尤其是在澆注前，確保鋁液中的渣已經(jīng)被基本清除干凈，以保證鑄件的質(zhì)量。通常在熔煉完成后的保溫階段進(jìn)行清渣，經(jīng)過一段時(shí)間的靜置，渣會(huì)在重力作用下與鋁液分離，然后再進(jìn)行清渣操作效果更佳。

鋁液清渣劑的應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì)

 

（一）應(yīng)用效果

1. 提高鑄件質(zhì)量

   清除鋁液中的渣可以顯著減少鑄件內(nèi)部的氣孔、縮松等缺陷。因?yàn)樵�的存在�?huì)影響鋁液的充型能力，導(dǎo)致鑄件內(nèi)部氣體無法及時(shí)排出，從而形成氣孔。同時(shí)，渣還會(huì)阻礙鋁液的凝固收縮，造成縮松現(xiàn)象。經(jīng)過有效的清渣處理后，鑄件的組織更加致密，力學(xué)性能得到提升，如抗拉強(qiáng)度、延伸率等指標(biāo)均有不同程度的改善。

2. 延長(zhǎng)模具壽命

   渣對(duì)模具具有磨損和腐蝕作用。當(dāng)含有大量渣的鋁液進(jìn)入模具時(shí)，渣會(huì)刮擦模具內(nèi)壁，加速模具的磨損。而且，渣中的某些成分（如氧化鐵等）可能會(huì)與模具材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕模具。通過使用鋁液清渣劑去除渣，可以減少對(duì)模具的損害，延長(zhǎng)模具的使用壽命。

3. 優(yōu)化生產(chǎn)流程

   清渣劑的使用簡(jiǎn)化了清渣工藝。傳統(tǒng)的清渣方法（如人工撈渣等）效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且難以清除渣。而鋁液清渣劑能夠快速有效地清除鋁液中的渣，減少了清理時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，由于渣的減少，也降低了對(duì)后續(xù)工序（如精煉、過濾等）的要求，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

 

（二）優(yōu)勢(shì)

1. 性

   相比傳統(tǒng)的人工清渣方式，鋁液清渣劑能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速與鋁液中的渣發(fā)生反應(yīng)并將其分離出來。例如，在大型鋁熔煉車間，面對(duì)大量的鋁液，人工清渣可能需要耗費(fèi)數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，而使用清渣劑只需十幾分鐘到幾十分鐘即可完成清渣任務(wù)。

2. 環(huán)保性

   現(xiàn)代的鋁液清渣劑大多采用環(huán)保型配方，其成分不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。在清渣過程中產(chǎn)生的廢棄物（如清渣后的殘?jiān)�等）也易于處理，符合日益�?yán)格的環(huán)保要求。例如，一些新型清渣劑在燃燒或分解時(shí)不會(huì)釋放有害氣體，減少了對(duì)空氣環(huán)境的污染。

3. 適應(yīng)性強(qiáng)

   不同類型的鋁液清渣劑可以適用于多種鋁及鋁合金的熔煉過程。無論是純鋁還是復(fù)雜的鋁合金（如含銅、鎂、鋅等元素的合金），都可以找到相匹配的清渣劑。而且，清渣劑可以根據(jù)不同的熔煉設(shè)備（如反射爐、電阻爐、感應(yīng)爐等）進(jìn)行調(diào)整使用，具有廣泛的適用性。