氢是唯一能够大量溶解于铝熔体中的气体,针对溶解于铝液中的氢,传统的铝液精炼系统,通过惰性气体氩气的物理吸附作用,氩气气泡在铝液内上浮的同时,吸附铝液中的氢,使铝液得到净化。对于普通铝板带产品,可采用传统的铝液精炼系统。对于3104合金罐体料产品,要求氢含量0.120mL/lOOg以下,除氢精炼过程存在的问题是:传统精炼系统没有对氩气预热进行优化,氩气气泡进入高温铝液后受热膨胀,降低精炼效果;石墨转子设计不同,除氢精炼效果有所区别;精炼箱体几何尺寸与气泡体积膨胀不匹配,气泡上浮过程中融合到一起。由于以上因素的制约,传统精炼系统除氢效率很难达到60%以上,3104合金氢含量很难控制在0.120mL/lOOg以下。除氢精炼后的氢含量,因处理条件,合金种类而异,氢含量通常在0.1O0~0.200ml/lOOg之间。对3104合金罐体料产品,传统精炼系统精炼后,氢含量较高,导致针孔度增加,产品质量不能满足要求。
在借鉴传统铝液精炼工艺的基础上,在实际生产条件下,采用铝液除氢精炼系统(LARS),通过对石墨转子形状,工艺气体预热,氩气气泡膨胀与精炼箱几何尺寸的匹配性等因素的控制,使得除氢精炼效果得到大幅度提高。通过对上述工艺因素的优化,除氢效率最高可达到70%左右,对于3104合金,铝液中的氢含量控制在0.120mL/lOOg以下,有效满足了产品质量的要求。LARS系统安装在保温炉之后,进行铸造之前的位置,对铝液进行在线除氢精炼。
经过除氢精炼工艺措施的优化,对于3104合金,采用LARS系统进行精炼,除氢效率为60%~70%,铝液氢含量可达到0.120mL/100g以下。
(来源:有色金属)