CN107829039A - 一种铝电解打壳锤头用合金材料及新型打壳锤头表面增材的成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝电解打壳锤头用合金材料及新型打壳锤头表面增材的成型工艺，所述合金材料，其组分使用：铪，钛，钼，钴，铌，硼化物，碳化钨，碳化钛，碳,硅，其余为铁。本发明的打壳锤头具有以下优势：(1)使用寿命高达1.5年，远高于传统打壳锤头的3‑4个月；(2)节约了打壳锤头的材料使用；(3)减少了打壳锤头的更好频率，节约了更换的劳动力；(4)损耗小；(5)性价比高。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解打壳锤头用合金材料及新型打壳锤头增材的成型工艺。
背景技术
目前，电解铝行业的预焙阳极电解槽均采用中间点式打壳下料方式，用于电解铝工艺的每台电解槽，一般设有三至六个打壳锤头交替打壳下料。中间点式下料就是打壳锤头击破电解质表面的坚硬结壳，俗称“打壳”，形成孔洞，该孔洞俗称“火眼”，“火眼” 作为氧化铝投料点和阳极气体排出的通道，必须要时刻保持其畅通无阻。“火眼” 畅通的保持，就需要控制打壳系统带动打壳锤头完成周期性的打壳动作。
目前打壳锤头所采用的材质时锻造Q235、铸造ZG235-270钢铁或者高铬低合金铸铁制备，这些材质的钢硬度低，熔点低，耐磨损性能差，因此寿命较短，每3-4 个月就需要更换一次。为了提高打壳锤头的使用寿命，专利200610050934.1 设计了以符合GB/T8492-1987 中的牌号ZG30Cr26Ni5或者ZG30Cr20Ni10 钢为材质的打壳锤头；专利200910117260.6 发明设计了以稀土高铬钢（C 1.5-2.5%,Si 0.5-1.5%,Mn 0.2-1.5%,Cr25.0-35.0%， P 和S ＜ 0.05%, 混合稀土0.075-0.1%）为材质的打壳锤头，这两种材质的共同特点都是提高了锤头中的Cr 含量，提高了钢铁的硬度和熔点。但是，材料磨损性能的提高，不仅需要有一个很高的硬度，还需要具有较高的强度与韧性。同时，防腐蚀性能的提高也是打壳锤头材料的一个硬指标。
电解槽内的铝电解质温度在950 摄氏度左右，打壳锤头打破电解槽表面壳层下料时，会导致打壳锤头受铝电解质高温腐蚀及磨损，受高温腐蚀磨损的打壳锤头大约在使用三个月时间就会成为锥状体，打壳锤头的钢体材料磨损并融化进入铝液中，并且锥状体打破壳层的有效面积变小，影响打壳下料效率，因此一般使用3-4个月左右就必须更换新的打壳锤头。
目前市场现有打壳锤头由于寿命低、更换频繁，存在很多弊端：（1）打壳锤头材料浪费，例如一个300 千安电解铝的冶炼车间设有160 台电解槽，每台电解槽设有6 根打壳锤头，每根锤头重量约15 公斤，一次性安装打壳锤头为：6 根×160 ＝960根，一年需要更换四次锤头，每年共需3840根锤头，合计吨位约57.6吨，一年更换四次打壳锤头，造成用于打壳锤头的钢材消耗量大。（2）拆卸及更换打壳锤头浪费大量的劳动力。如，一个300 千安电解铝冶炼车间的打壳锤头的总重量约为57.6吨，拆卸被磨损的锤头同时还需再安装新锤头，这拆卸和安装打壳锤头过程的钢材总重量约是57.6余吨，导致维修人员劳动强度大，批量更换打壳锤头还影响正常生产。（3）影响电解铝的质量品质，打壳锤头磨损及熔解在电解铝锭内，使电解铝锭增加了钢铁的含量，对铝锭的品质也相对有影响。
因此，发明新型打壳锤头材料及其制备工艺，从而提高打壳锤头的寿命，将有助降低生产成本，降低生产过程中检修的工作量，提高电解铝的质量品质。
发明内容
本发明的目的是针对现有打壳锤头的材料和制备技术的不足，提供一种高耐磨、高硬度、耐腐蚀、高寿命的打壳锤头材料及其制备技术。
一种铝电解用打壳锤头材料，其组分的重量配比为：铪 2%-5%，铬9%-11%，钼5%-10%，钴 10%-13%，铌 2-4%，硼化物12%-25%，碳化钨15%-25%，碳化钛8%-10%，碳0.1%-1.5%,硅 0.5%-1.5%，其余为铁。
在上述的合金成分中，铪的加入使得打壳锤头具有不粘沾铝液的作用，避免铝液与打壳锤头抱团而导致的“火眼”成型难的问题。
上述的合金成分中，钼、钴和铌的加入增强了合金材料的高温性能，提高打壳锤头在950℃条件下的高温硬度，提高其在使用中的高耐磨性能。
上述的合金成分中，碳化硼的加入有效提高打壳锤头的防腐蚀性能，使得打壳锤头在铝液中可以获得良好的耐腐蚀寿命。
上述合金中碳化钨和碳化钛的加入进一步提高打壳锤头的硬度和耐腐蚀性能，进一步增强打壳锤头的使用寿命，同时碳化钨的加入可以降低铪、钼、钴、铌合金元素的使用，降低材料的成本。
上述铝电解用打壳锤头合金材料，材料是以铁为基体材料，采用高温高硬合金思路，在铁基中合金化铪、钛、钼、钴、镍及铌等合金元素，采用碳化钨和碳化钛的高硬度、高耐磨性、高防腐性性能进行材料增强，以达到提高了打壳锤头的使用寿命，延长了更换周期，降低了生产成本和工作量。
由于上述本发明的合金材料价格较高，如果采用传统的打壳锤头的铸造或锻造方法制备打壳锤头，成本将十分高昂，不具备性价比优势。
因此，本发明，将上述发明的合金材料做成粉末，采用粉末进行打壳锤头表面增材制备保护层,制造新型打壳锤头。
合金粉末制备工序为：
(1)将上述合金成分进行熔炼、精炼做成锭料以备使用；
(2)采用机械破碎、球磨破碎或雾化法将锭料进行雾化制备合金粉末；
(3)对合金粉末的物理、化学性能进行检测；
在合金粉末的成分应符合本发明的成分要求下，合金粉末的粒度要求在150-200目之间，将粉末烘干封装以备使用。
打壳锤头表面增材制造熔覆保护层的工序为：
(1)采用Q235钢根据打壳锤头图纸车加工成产品毛坯，在与铝液接触的打壳锤头前端部位预留1.5mm的余量。
(2)采用粉末烧结、激光熔覆或等离子熔覆等方式，将合金粉末熔覆到打壳锤头前端部位，确保与铝液接触的部位全部具有合金层即可。
(3)合金粉末增材制造时，每道熔覆缝宽不超过45mm，避免由于熔覆缝宽太大导致开裂。
(4)每道熔覆缝搭接不大于5mm，避免浪费材料；但不能小于0.5mm，避免出现由于没有合金层保护的区域出现，因此裸露区域将会导致打壳锤头的使用寿命降低。
本发明的打壳锤头使用寿命达到1.5年，在使用1.5年的时间中，打壳锤头的保护层厚度1.5mm基本被磨损和腐蚀。
与传统打壳锤头相比，本发明的打壳锤头具有以下优势：(1)使用寿命高达1.5年，远高于传统打壳锤头的3-4个月；(2)节约了打壳锤头的材料使用；(3)减少了打壳锤头的更好频率，节约了更换的劳动力；(4)在1.5年时间中铝液槽中每个打壳点只融化了1.5mm的打壳锤头的厚度，约600克的金属重量。相比较传统打壳锤头每个打壳点融化4-5个打壳锤头，高达5*15公斤=75公斤的钢铁量，本发明的打壳锤头每年每个打壳点只损耗600克的钢铁金属，有效提高了铝液的品质；(5)高的性价比，本发明的打壳锤头成本约是传统打壳锤头的2倍，但使用寿命是传统打壳锤头的4倍，加上减少的更换劳动力，以及铝液品质的提高效果，性价比十分可观。
具体实施方式
实施例1
将铪 5%，铬10%，钼10%，钴 12%，铌 2%，硼化物20%，碳化钨25%，碳化钛8%，碳0.5%, 硅0.8%，其余为铁进行配料，熔化、熔炼做成坯料。
采用气雾化法将锭料进行雾化制备合金粉末；气雾化气体采用氩气进行雾化，避免钛等合金元素的烧损。
对合金粉末的物理、化学性能进行检测；在合金粉末的成分符合本发明的成分要求。
合金粉末的粒度要求在150-200目之间，将粉末烘干封装以备使用。
打壳锤头表面增材制造熔覆保护层的工序为：
(1)采用Q235钢根据打壳锤头图纸车加工成产品毛坯，在与铝液接触的打壳锤头的前端部位预留1.5mm的熔覆空间。
(2)采用等离子熔覆方式，激光功率为熔覆电流110A，将合金粉末熔覆到打壳锤头前端部位，确保与铝液接触的部位全部具有合金层即可。
(3)合金粉末增材制造时，每道熔覆缝宽不超过45mm，避免由于熔覆缝宽太大导致开裂。
(4)每道熔覆缝搭接不大于5mm，避免浪费材料；但不能小于0.5mm，避免出现由于没有合金层保护的区域出现，因此裸露区域将会导致打壳锤头的使用寿命降低。
检验打壳锤头表面强化层的厚度达到1.5mm，强化层没有裂纹，将合格打壳锤头进行入库。
实施例2
将铪 3%，钛10%，钼9%，钴 11%，铌 3%，硼化物25%，碳化钨20%，碳化钛9%，碳0.3%, 硅0.8%，其余为铁进行配料，熔化、熔炼做成坯料。
采用气雾化法将锭料进行雾化制备合金粉末；
对合金粉末的物理、化学性能进行检测；在合金粉末的成分符合本发明的成分要求。
合金粉末的粒度要求在150-200目之间，将粉末烘干封装以备使用。
打壳锤头表面增材制造熔覆保护层的工序为：
(1)采用Q235钢根据打壳锤头图纸车加工成产品毛坯，在与铝液接触的打壳锤头的前端部位预留1.5mm的熔覆空间。
(2)采用激光熔覆方式，激光功率为2.2KW，将合金粉末熔覆到打壳锤头前端部位，确保与铝液接触的部位全部具有合金层即可。
(3)合金粉末增材制造时，每道熔覆缝宽不超过45mm，避免由于熔覆缝宽太大导致开裂。
(4)每道熔覆缝搭接不大于5mm，避免浪费材料；但不能小于0.5mm，避免出现由于没有合金层保护的区域出现，因此裸露区域将会导致打壳锤头的使用寿命降低。
检验打壳锤头表面强化层的厚度达到1.5mm，强化层没有裂纹，将合格打壳锤头进行入库。
Claims (9)
1.一种铝电解用打壳锤头增材用合金材料，其特征在于，其组分的重量配比为：铪 2%-5%，铬9%-11%，钼5%-10%，钴 10%-13%，铌 2-4%，硼化物12%-25%，碳化钨20%-30%，碳化钛8%-10%，碳0.1%-1.5%, 硅 0.5%-1.5%，其余为铁。
2.一种权利要求1所述的铝电解用打壳锤头增材用合金材料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将合金成分按比例混合进行熔炼、精炼做成锭料以备使用；
(2)采用机械破碎、球磨破碎或雾化法将锭料进行雾化制备合金粉末。
3.根据权利要求2所述的一种铝电解用打壳锤头增材用合金材料的制备方法，其特征在于，所述合金粉末的粒度为150-200目。
4.一种新型打壳锤头增材的成型工艺，其特征在于：打壳锤头增材使用合金材料制备，所述合金材料组分的重量配比为：铪 2%-5%，铬9%-11%，钼5%-10%，钴 10%-13%，铌 2-4%，硼化物12%-25%，碳化钨15%-25%，碳化钛8%-10%，碳0.1%-1.5%, 硅 0.5%-1.5%，其余为铁。
5.根据权利要求4所述的一种新型打壳锤头增材的成型工艺，其特征在于：所述合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将合金成分按比例混合进行熔炼、精炼做成锭料以备使用；
(2)采用机械破碎、球磨破碎或雾化法将锭料进行雾化制备合金粉末。
6.根据权利要求4或5所述的一种新型打壳锤头增材的成型工艺，其特征在于：所述合金粉末的粒度为150-200目。
7.根据权利要求4或5所述的一种新型打壳锤头表面增材的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用Q235钢加工成打壳锤头产品毛坯，在与铝液接触的打壳锤头前端部位预留1.5mm的余量；
(2)采用粉末烧结、激光熔覆或等离子熔覆方式，将合金粉末熔覆到打壳锤头前端部位，确保与铝液接触的部位全部具有合金层即可。
8.根据权利要求7所述的一种新型打壳锤头表面增材的成型工艺，其特征在于，打壳锤头表面增材制造时，每道熔覆缝宽度10-35mm。
9.根据权利要求7所述的一种新型打壳锤头表面增材的成型工艺，其特征在于，打壳锤头表面增材制造时，每道熔覆缝搭接不大于5mm，不能小于0.5mm。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950431A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 一种含钛高耐磨兼具耐蚀性能的打壳锤头材料 |
| CN109055993A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-21 | 曲靖云铝淯鑫铝业有限公司 | 一种铝电解槽用打壳锤头及其制备方法 |
| CN109097770A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-28 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解用打壳锤头的制备方法 |
| CN109338413A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-02-15 | 江西省科学院应用物理研究所 | 电解铝用新型打壳锤头及其制造方法 |
| CN114378280A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 阜新祥远铸造有限公司 | 一种单相无磁耐蚀电解铝打壳锤头的制备方法及其产品 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86107901A (zh) * | 1985-11-22 | 1987-05-20 | 帕金-埃尔默有限公司 | 含钼、铜和硼的铁合金 |
| CN1122841A (zh) * | 1994-11-11 | 1996-05-22 | 冶金工业部包头稀土研究院 | 无脆性铁-铬-铝-稀土合金 |
| CN1745184A (zh) * | 2003-01-29 | 2006-03-08 | L·E·琼斯公司 | 耐蚀耐磨合金 |
| EP1646465A2 (de) * | 2003-07-11 | 2006-04-19 | H.C. Starck GmbH | Verfahren zur herstellung feiner metall-, legierungs- und verbundpulver |
| EP1867743A1 (en) * | 2005-04-04 | 2007-12-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Austenitic stainless steel |
| CN102021464A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-04-20 | 中国铝业股份有限公司 | 一种用于铝电解打壳锤头的材料 |
-
2017
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86107901A (zh) * | 1985-11-22 | 1987-05-20 | 帕金-埃尔默有限公司 | 含钼、铜和硼的铁合金 |
| CN1122841A (zh) * | 1994-11-11 | 1996-05-22 | 冶金工业部包头稀土研究院 | 无脆性铁-铬-铝-稀土合金 |
| CN1745184A (zh) * | 2003-01-29 | 2006-03-08 | L·E·琼斯公司 | 耐蚀耐磨合金 |
| EP1646465A2 (de) * | 2003-07-11 | 2006-04-19 | H.C. Starck GmbH | Verfahren zur herstellung feiner metall-, legierungs- und verbundpulver |
| EP1867743A1 (en) * | 2005-04-04 | 2007-12-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Austenitic stainless steel |
| CN102021464A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-04-20 | 中国铝业股份有限公司 | 一种用于铝电解打壳锤头的材料 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曹红美 等: "等离子堆焊Q235电解打壳锤头的组织和性能", 《中国表面工程》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950431A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 一种含钛高耐磨兼具耐蚀性能的打壳锤头材料 |
| CN109097770A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-28 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解用打壳锤头的制备方法 |
| CN109055993A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-21 | 曲靖云铝淯鑫铝业有限公司 | 一种铝电解槽用打壳锤头及其制备方法 |
| CN109338413A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-02-15 | 江西省科学院应用物理研究所 | 电解铝用新型打壳锤头及其制造方法 |
| CN114378280A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 阜新祥远铸造有限公司 | 一种单相无磁耐蚀电解铝打壳锤头的制备方法及其产品 |
| CN114378280B (zh) * | 2022-01-17 | 2024-05-24 | 阜新祥远铸造有限公司 | 一种单相无磁耐蚀电解铝打壳锤头的制备方法及其产品 |
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