一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法技术

本发明专利技术公开了一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，属合金材料生产技术领域。本发明专利技术先对熔化的电解锌片或锌锭进行精炼造渣，再加入锌

【技术实现步骤摘要】
一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法


[0001]本专利技术属于合金材料生产应用
, 本专利技术涉及一种减小铸造过程中铝元素偏析的方法，尤其涉及一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着带钢热镀锌技术的迅猛发展，国内外一些高端镀锌钢板的大型钢厂对热镀锌合金锭质量提出更高的标准，在符合外观物规要求及协议成分合格的同时，更要求合金锭内部各区域合金成分均匀，尤其是对铝元素偏析的范围作出明确要求。例如国内某知名钢厂就要求在锌合金锭的上表面靠近锭两端1/4处四个区域和中间区域和侧面下部两面四个区域共九个区域点（见图2、图3、图4）分别取样，样品主成分Al含量的偏差与其技术标准含量中线值的偏差全部要控制在5%以内。而在锌合金浇铸的凝固过程中，由于Zn、Al元素比重差别较大，Zn、Al的扩散速率与热能的扩散速率不匹配，以及冷却过程结晶程度不同，从而形成的合金产品成分偏析，特别是重量在800kg以上的合金大锭，其上下面Al元素偏析现象十分明显。
[0003]目前，为了抑制锌合金铸锭中的成分偏析，通常采用降低浇铸速度或提高冷却速率的方式，但受到具体合金成分和铸锭尺寸规格的限制，实际可供调节的工艺参数范围很窄，效果并不理想。另外，采用施加外部电磁场的方式，通过电磁场使熔体中产生强对流，进而使温差场变均匀以起到抑制合金锭成分偏析的效果，但是此方法需要对合金铸造装置进行大幅度改造，必然导致企业成本的大幅提高。因此，为满足部分用户对热镀锌合金锭质量的要求，必须在采取常规方式并结合特殊手段有效控制合金中元素的偏析，保证合金元素偏析控制在用户认可范围内，以满足高端镀锌钢板用合金锭的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，包括以下步骤：S1、先将电解锌片或锌锭加热熔化，形成锌液；S2、再在锌液中加入锌铝中间合金，进行搅拌，形成热镀锌合金液；S3、对热镀锌合金液进行取样，检验合格后，提取部分热镀锌合金液制作冷凝合金块；S4、在指定的热镀锌合金液温度与模具温度下，将热镀锌合金液倒入模具中进行二次浇铸，在第一次浇铸完成后，将步骤S3制备好的冷凝合金块插入合金锭中心位置，再进行第二次浇铸，冷凝合金块逐渐熔化；S5、二次浇铸完成后，热镀锌合金液在模具内自然冷却，当热镀锌合金液的表面完全冷却后，立即采取水冷，水冷后得到热镀锌合金大锭。
[0006]优选的，步骤S1中，先将电解锌片或锌锭加热熔化，再加入造渣剂进行精炼造渣，将渣去除，得到锌液。
[0007]优选的，步骤S1中，先将电解锌片或锌锭放入熔化炉中加热熔化，并控制温度为465～475℃，再向炉内添加氯化铵进行造渣，充分搅拌，再将渣耙出，得到锌液。
[0008]优选的，步骤S2中，所述锌铝中间合金中的铝含量（质量百分比）为16%～18%。
[0009]优选的，步骤S2中，搅拌的频率为50～200rpm，搅拌温度为490
±
5℃，搅拌时间为30
±
5min。
[0010]优选的，步骤S3中，舀取热镀锌合金液倒入长方体模具、圆柱体模具、球体模具、椭球体模具或其它形状的模具中制作冷凝合金块，冷却后得到的冷凝合金块为长方体冷凝合金块、圆柱体冷凝合金块、球体冷凝合金块、椭球体冷凝合金块或其它形状的冷凝合金块。作为优选，在步骤S3中，舀取热镀锌合金液倒入长方体模具中制作冷凝合金块，冷却后得到的冷凝合金块为长方体冷凝合金块。
[0011]优选的，步骤S3中，舀取热镀锌合金液制作冷凝合金块，所述冷凝合金块由吊环与长方体构成，所述吊环位于长方体的顶部，所述长方体的规格为20cm
×
10cm
×
8cm，所述冷凝合金块的重量为11
±
0.5kg。
[0012]优选的，步骤S4中，将热镀锌合金液的温度控制在490
±
5℃、模具温度≤60℃，再将热镀锌合金液倒入模具中进行二次浇铸：第一次浇铸完成后，形成合金初坯，在合金初坯顶部的表面中心位置放入步骤S3制备好的冷凝合金块，然后将热镀锌合金液倒入模具中进行第二次浇铸，冷凝合金块逐渐熔化。
[0013]优选的，步骤S4中，将热镀锌合金液的温度控制在490
±
5℃、模具温度≤60℃，再将热镀锌合金液倒入模具中进行二次浇铸：第一次浇铸高度为合金锭高度的三分之二，并在第一次浇铸后，待合金液表面有50%液体已凝固时，形成合金初坯，在合金初坯顶部的表面中心位置放入步骤S3制备好的冷凝合金块，然后将热镀锌合金液倒入模具中进行第二次浇铸。
[0014]优选的，步骤S5中，二次浇铸完成后，热镀锌合金液在模具内自然冷却，当热镀锌合金液的表面完全冷却冷却成型后，立即采取大水量冷却，保证冷却水覆盖整个合金锭表面，水干后再进行一次补水，待第二次水蒸发完后，铲除合金锭表面残留的冷凝合金块的吊环，再脱模，得到热镀锌合金大锭，整修飞边毛刺、打批号、检验、入库。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术在热镀锌合金大锭的浇铸过程中，采用了独特的两次浇铸、分步冷却、预埋冷凝金属块、内外冷却的新技术。本专利技术通过严格控制各步骤工艺及技术参数，先将合适温度的热镀锌合金液和恰当的模具温度条件下，将热镀锌合金液倒入模具中进行两次浇铸：第一次浇铸高度为合金锭高度的三分之二，在第一次浇铸后，待合金液表面有50%液体已凝固时，形成合金初坯，在合金初坯顶部的表面中心位置放入步骤S3制备好的冷凝合金块，然后将热镀锌合金液倒入模具中进行第二次浇铸第二次浇铸高度为合金锭高度的三分之一，在第二次浇铸完成后，热镀锌合金液在模具内自然冷却，当热镀锌合金液的表面完全冷却冷却成型后，立即采取大水量冷却。本专利技术采用了两次不同浇铸高度的差异化分步浇铸，并同时顺序运用了一次空冷、中心冷却与外部冷却相结合、二次空冷、水冷的冷却顺序，并在二次浇铸过程中加入冷凝金属块，一方面保证合金锭中心的铝元素分布均匀，另一方面加
快了浇铸过程液态合金的冷凝速度，从而有效解决了热镀锌合金大锭浇铸过程中铝元素偏析的问题，极大地提高了铝元素的分布均匀性。本专利技术方法操作简单，不额外增加企业成本，生产出的产品完全符合高端镀锌钢板用合金锭的要求，具有很好的生产实用价值。
附图说明
[0016]图1为冷凝合金块的结构示意图；图2为取样检测时热镀锌合金锭上表面的取样点位置示意图；图3为取样检测时热镀锌合金锭前侧面的取样点位置示意图；图4为取样检测时热镀锌合金锭后侧面的取样点位置示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明和描述。
[0018]实施例1一种减小热镀锌合金大锭（铝含量标准为Al:0.38%～0.42%的热镀锌合金锭）中铝元素偏析的方法，具体包括以下步骤：步骤一：待熔炼炉内锌片完全熔化，且温度达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、先将电解锌片或锌锭加热熔化，形成锌液；S2、再在锌液中加入锌铝中间合金，进行搅拌，形成热镀锌合金液；S3、对热镀锌合金液进行取样，检验合格后，提取部分热镀锌合金液制作冷凝合金块；S4、在指定的热镀锌合金液温度与模具温度下，将热镀锌合金液倒入模具中进行二次浇铸，在第一次浇铸完成后，将步骤S3制备好的冷凝合金块插入合金锭中心位置，再进行第二次浇铸，冷凝合金块逐渐熔化；S5、二次浇铸完成后，热镀锌合金液在模具内自然冷却，当热镀锌合金液的表面完全冷却后，立即采取水冷，水冷后得到热镀锌合金大锭。2.根据权利要求1所述的一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于：步骤S1中，先将电解锌片或锌锭加热熔化，再加入造渣剂进行精炼造渣，将渣去除，得到锌液。3.根据权利要求2所述的一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于：步骤S1中，先将电解锌片或锌锭放入熔化炉中加热熔化，并控制温度为465～475℃，再向炉内添加氯化铵进行造渣，充分搅拌，再将渣耙出，得到锌液。4.根据权利要求1所述的一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于：步骤S2中，所述锌铝中间合金中的铝的质量百分比为16%～18%。5.根据权利要求1所述的一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于：步骤S2中，搅拌的频率为50～200rpm，搅拌温度为490
±
5℃，搅拌时间为30
±
5min。6.根据权利要求1所述的一种减小热镀锌合金大锭中铝元素偏析的方法，其特征在于：步骤S3中，舀取热镀锌合金液倒入长方体模具中制作冷凝合金块，所述冷凝合金块为长方体冷凝合金块。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铭明，张伟，高盟，苗华磊，占杨方，陆兴茂，刘立群，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：