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1.9吨直径30mm7075铝合金挤压棒材生产工艺设计及成本核算说明书
表2.3 7075合金配料计算卡片（单位/kg）
配料总量 重熔铝锭 纯铜板 纯镁锭 纯锌锭 Al-Cr
装炉量 877.78 780.24 13.88 21.55 48.77 20.2
Si ≤3.51 3.28
Fe ≤4.39 3.90
Cu 14.04 0.16 13.88
Mn Mg 21.94
0.39 21.55
Cr 2.02 2.02
Zn 49.16 0.39 48.77
Al ≥782.72 772.12 18.18
Ti
经过核算，各种炉料的装入量之和与配料总量相等，炉料中各元素的加入量之和与合金中各元素需要量相等。
B.计算杂质及杂质总量是否在允许范围内。
由于纯铜板、纯镁锭、纯锌锭、Al-Cr中间合金均不考虑所含的杂质，因此杂质总量即为纯铝锭中杂质含量：
Fe=3.90≤4.39kg； Si=3.28≤3.51kg。
经过核算，杂质及杂质总量在允许范围内。 综上所述，计算基本正确，可以投料。
第二炉配料方式如下：
由于当需要多个铸次时，需考虑后面的铸次要用掉之前铸造过程中产生的废料，回收废料质量为40kg。则回收率为40/877.78=4.56%。
各种中间合金及纯金属用量计算
Al-Cr中间合金 20.2×(1-4.56%)=19.28kg Al（重熔铝锭） 780.24×(1-4.56%)=744.66kg Mg（纯镁锭） 21.55×(1-4.56%)=20.57kg Cu（纯铜板） 13.88×(1-4.56%)=13.25kg Zn（纯锌锭） 48.77×(1-4.56%)=46.55kg
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因此第二炉配料方式见表2.4。
表2.4 第二炉7075合金配料卡片
装炉量（kg）
废料 40
Al-Cr 19.28
重熔铝锭 744.66
纯镁锭 20.57
纯铜板 13.25
纯锌锭 46.55
同理，第三炉、第四炉配料表与第二炉相同。
第五炉配料方式如下：
第五炉总投料量795.05kg，考虑可以回收上一炉废料40kg，此炉仅需配料755.05kg。
(1)所使用的各种原料与前四炉相同； (2)计算各种成分总的装炉量或最大限量。 主要成分 Cu：755.05×1.6% =12.08kg Mg：755.05×2.5%=18.88kg Zn：755.05×5.6%=42.28kg Cr：755.05×0.23%=1.74kg 杂质限量 Fe：755.05×0.5%=3.78kg Si：755.05×0.4%=3.02kg
(3)各种中间合金及纯金属用量计算。 Al-Cr中间合金 1.74/10%=17.40kg Al（重熔铝锭）
(755.05-12.08-18.88-42.28-1.74-17.4×90%)/99%=671.12kg
Mg（纯镁锭） 18.88-671.12×0.05%=18.54kg Cu（纯铜板） 12.08-671.12×0.02%=11.95kg Zn（纯锌锭） 42.28-671.12×0.05%=41.94kg (4)核算符合投料要求。
故因此第五炉配料方式见表2.5。
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表2.5 第五炉7075合金配料卡片
装炉量（kg）
废料 40
Al-Cr 17.40
重熔铝锭 671.12
纯镁锭 18.54
纯铜板 11.95
纯锌锭 41.94
2.1.5 熔炼工艺参数
(1)加料方式：
合金元素一般以四种方式加入熔体：纯金属，中间合金，添加剂，盐类。一般铜，镁，锌等熔点低，在铝中溶解度大，直接以纯金属形式加入铝合金中，所以Cu，Mg，Zn元素以铜板，镁锭，锌锭的形式加入。Cr元素熔点较高，以Al-Cr中间合金的形式加入。
因而加料形式确定为重熔铝锭、纯铜板、纯镁锭、纯锌锭和Al-Mn中间合金。
(2)装料顺序：
在确定装炉顺序时应考虑如下基本原则：易烧损的小块、薄片废料应装在炉底。在合金组成中，量大的金属（铝锭）应先入炉。易氧化、易挥发的金属宜最后入炉。合金中组元熔点相差很大时，宜先装入易熔金属，然后加入难熔金属。中间合金一般装在中上层。为保证铜板的烧损，并保证其有充分的溶解时间，铜板应该在炉料熔化下塌且熔体能将铜板淹没时加入，并保证铜板不露出液面。
因而装料顺序确定铝锭—铜板—Al-Mn中间合金—纯锌锭—纯镁锭。 (3)熔炼：
7075合金的开始融化温度（固相线温度）为502℃，融化完成温度（液相线温度）为630℃。实际生产中，熔炼温度通常选择高于液相线温度50~60℃，以避开半熔融状态的温度范围。
因而熔炼温度确定为为700℃-750℃。 A．覆盖
炉料装完后即可升温，熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要
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向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，粉状溶剂为KCl：NaCl按1：1混合，加入量占投量的1~2%。
B．搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热，在较高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，此处采用电磁搅拌即可，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化。
C．扒渣
当炉料在熔池里已充分熔化，并且熔体温度达到熔炼温度时，即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂，以使渣与金属分离，有利于扒渣，可以少带出金属。扒渣要求平稳，防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底，因浮渣的存在会增加熔体的含气量，并弄脏金属。
D．取样及调整成分
在熔炼过程中，由于各种原因都可能会使合金成分发生改变，这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后，取样进行快速分析，以便根据分析结果是否需要调整成分，调整成分可采用补料或冲淡的方法。
(4)保温时间：容量1吨的碳棒熔炼炉，炉子的功率为100KW，可根据铝的热热容量、炉子功率以及炉子的热效率（40%）计算熔化时间，熔炼1炉大约需要8小时。
(5)各种元素合适加入
考虑7075合金除投料元素外，均为杂质元素，不含其它微量元素，因而不加入其它元素。
(6)精炼
为进一步提高熔体的纯净度，进一步的降低氢含量和排除非金属夹杂物，考虑采用高效的在线净化处理技术。
除氢净化过程为：炉料全部熔化后，当合金液温度到700～740℃时，采用Ar气法精炼10min。精炼后，将熔体导入静置炉用Ar气精炼30min，静置30min，
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