在鋁料熔化過程中,爐膛內(nèi)各部位溫度是不均勻的,而且是不斷變化的。鋁料從室溫上升到熔點(diǎn),再?gòu)墓虘B(tài)變成液態(tài),需要吸收大量的熱能。據(jù)計(jì)算,每熔化1公斤鋁并加熱到730℃所需理論熱量為1140 kJ/kg哺J。熔化金屬鋁所需熱量是由燃料與助燃空氣通過燒嘴噴出火焰來產(chǎn)生熱量,燃料的流量越大,助燃空氣流量合理,燃料燃燒越充分,產(chǎn)生的熱量也越多,鋁料熔化速度會(huì)越快,熔化時(shí)間相對(duì)縮短。
熱量對(duì)鋁料的傳熱有兩種方式,燃料燃燒產(chǎn)生的熱量的一部分,是由火焰中的高溫氣流以對(duì)流和輻射向鋁料傳熱,而另一部分熱量是由火焰將爐壁和爐頂耐火磚加熱到高溫后通過熱輻射向鋁料傳遞熱量。在熔鋁爐內(nèi),火焰溫度高于爐頂和爐壁耐火磚的溫度,耐火磚的溫度高于鋁料的溫度;鋁料上層溫度高于底層的溫度;燒嘴附近的溫度高于遠(yuǎn)處的溫度。為了加速鋁料的熔化,防止鋁料局部過燒,應(yīng)用長(zhǎng)柄工具勾拉和鋪平鋁料,將爐門附近溫度低的鋁料推到燒嘴近處,將固態(tài)鋁料推到已熔化的鋁熔體處。對(duì)于爐膛較大的熔鋁爐,人工攪動(dòng)勞動(dòng)強(qiáng)度大,操作困難。為了減輕攪動(dòng)鋁料的勞動(dòng)強(qiáng)度,在投料時(shí)應(yīng)有意識(shí)地將難熔化的鋁錠投到靠近燒嘴的區(qū)域,而將鋁邊角廢料有意識(shí)地投放到爐膛溫度稍偏低的區(qū)域。應(yīng)有意識(shí)地留小量鋁錠在鋁料熔化并加熱到一定溫度后再加入,以調(diào)節(jié)鋁熔體溫度,防止鋁熔體局部過燒。帶油漆和油污的鋁料應(yīng)加在最上層,讓油漆和油污先行燃燒揮發(fā)再熔化。
當(dāng)鋁料大部分已熔化并形成鋁熔體覆蓋熔池后,應(yīng)加強(qiáng)攪拌,促進(jìn)鋁熔體下面的鋁料迅速受熱熔化。當(dāng)操作工用長(zhǎng)耙在爐底來回耙動(dòng)時(shí),感覺到爐底鋁料已成糊狀即將熔化時(shí),應(yīng)提前減小燃料的流量,降低燃燒強(qiáng)度,最后關(guān)閉燃燒器。這是因?yàn)闋t膛內(nèi)壁耐火磚溫度較高(1000℃左右),儲(chǔ)有大量的熱能有待釋放,可繼續(xù)使鋁熔體升溫。如果待鋁熔體升高溫度后再關(guān)閉燃燒器,則有可能使鋁熔體局部過燒。
為了減小鋁料的燒損,降低雜質(zhì)和氣體含量,防止鑄錠組織晶粒粗大,鋁熔體溫度應(yīng)盡量控制低點(diǎn)。但鋁熔體必須達(dá)到一定溫度后才具有好的流動(dòng)性和填充能力,才能澆注成內(nèi)部飽滿,輪廓清晰的合格鑄錠。鋁熔體的流動(dòng)性取決于粘度,填充能力取決于表面張力。在680—750℃鋁熔體粘度和表面張力隨鋁熔體溫度的變化很大。爐內(nèi)鋁熔體溫度以控制在710—730℃為宜。
鋁熔體溫度低,會(huì)造成出鋁口打通難度加大,提高爐溫雖然能容易打開爐口和加快鑄造進(jìn)度,但將造成鑄錠晶粒粗大、含氣量多、半連續(xù)鑄錠開裂、熱軋板坯裂邊等缺陷。工業(yè)純鋁的澆鑄溫度應(yīng)保持在690~715℃之間。若發(fā)現(xiàn)爐溫偏高時(shí),應(yīng)添加冷鋁料適當(dāng)?shù)亟档弯X熔體溫度或加入鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑使鑄錠晶粒細(xì)化,再重新攪拌、除氣造渣、扒灰,待鋁熔體溫度正常后才能進(jìn)行澆鑄。