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废铝易拉罐的净化及变质工艺研究

作　者: 丁灏
导　师: 白培康
学　校: 中北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 废铝易拉罐预处理保级还原成分调整精炼变质细化
分类号: TF821
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

废旧易拉罐作为可再生资源，其回收再生利用对经济效益与社会效益的提高有着巨大的促进作用。随着我国铝材消耗量的增加，产生的废铝也在逐年增加，而再生铝的能量消耗只占生产同样重量原铝能量消耗的5%左右，因此应重视对废铝进行科学地利用。本文介绍了国内外废铝易拉罐回收方面涉及的技术，如预处理技术、熔炼技术、精炼技术、细化变质技术等，并在此基础上开展了废铝易拉罐再生利用技术的研究。对试验原材料废铝易拉罐进行了除铁、洗涤、烘干、除漆、压饼等一系列预处理，除去了铝碎片中混入的铁片、砂子和油污，能够有效地减少氧化烧损，大幅提高了铝的回收率。本文通过改变熔剂加入量、熔剂配比以及熔炼温度来研究这些因素对废旧铝易拉罐的合金含杂量、回收率的影响。采用正交优化等方法得到最佳的净化处理工艺：熔剂加入量4%、熔炼温度740℃、熔剂配方3的组合，在这样的条件下废旧铝易拉罐的回收率高达89.3%，合金的含杂量为0.1024%。研究还发现熔剂配方和熔剂加入量对废铝易拉罐的净化效果有显著的影响。采用添加细化剂Al5TiB和变质剂La-Ce共混稀土、混合稀土分析研究了废铝易拉罐的微观结构，并进行了力学性能测试。结果表明：最佳细化剂加入量为1.1%，当Al-5Ti-1B丝晶粒细化剂加入量增加到一定程度时，废铝易拉罐材料细化效果不再增加；变质剂La-Ce共混稀土、混合稀土都能使材料的性能大幅提高，但是加入量超过1%时，变质效果则不再增加。通过对废铝易拉罐进行均匀化处理，明显提高了材料的力学性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1.绪论  10-20
  1.1 前言  10-11
  1.2 废铝易拉罐还原熔炼工艺研究的背景  11-12
  1.3 废铝易拉罐还原熔炼工艺研究的意义  12
  1.4 废铝易拉罐还原熔炼工艺研究的目的  12-13
  1.5 废铝易拉罐回收再利用国内外的发展状况  13-14
  1.6 铝熔体净化处理技术的研究现状  14-15
  1.7 铝及铝合金熔铸过程中易产生的缺陷  15-16
    1.7.1 气体缺陷  15
    1.7.2 夹杂缺陷  15-16
  1.8 铝熔体净化的原理及分类  16-17
    1.8.1 脱气原理  16
    1.8.2 除渣原理  16-17
  1.9 本课题的主要研究内容和途径  17-20
    1.9.1 本课题的主要研究内容  17-18
    1.9.2 本课题的研究途径  18-20
2.实验过程及方法  20-24
  2.1 实验材料  20-21
  2.2 实验设备  21
  2.3 试验工艺过程  21-23
    2.3.1 熔剂的制备  22
    2.3.2 除漆  22
    2.3.3 压制罐料  22
    2.3.4 熔化  22
    2.3.5 细化变质  22
    2.3.6 均匀化热处理  22-23
  2.4 样品的性能测试  23-24
    2.4.1 基本性能测试  23
    2.4.2 微观组织结构测试  23-24
3.废铝易拉罐回收利用的预处理研究  24-31
  3.1 前言  24
  3.2 废杂铝的预处理技术  24-27
    3.2.1 废杂铝中夹杂物的分离技术  24-25
    3.2.2 废杂铝的分类技术  25-26
    3.2.3 废杂铝的液化分离  26
    3.2.4 废铝易拉罐预处理技术  26-27
  3.3 试验预处理  27-30
    3.3.1 试验原材料及预处理设备  27
    3.3.2 预处理方法及过程  27-30
  3.4 本章小结  30-31
4.废铝易拉罐重熔及净化工艺研究  31-38
  4.1 前言  31
  4.2 熔剂原材料的选择与配制  31-33
    4.2.1 熔剂的分类  31
    4.2.2 对熔剂的要求  31-32
    4.2.3 熔剂的组成  32
    4.2.4 熔剂的制作  32-33
  4.3 试验条件与方法  33-35
    4.3.1 原材料与设备  33
    4.3.2 检测方法  33-34
    4.3.3 试验方法  34-35
  4.4 正交优化试验  35-36
  4.5 补充试验  36-37
  4.6 拉伸试验  37
  4.7 本章小结  37-38
5.废铝易拉罐细化变质及其工艺  38-55
  5.1 前言  38
  5.2 晶粒细化  38-40
    5.2.1 晶粒细化方法  38-39
    5.2.2 铝熔体细化处理技术的研究现状  39-40
  5.3 变质处理  40-42
    5.3.1 变质处理方法  40-41
    5.3.2 铝熔体变质处理技术的研究现状  41-42
  5.4 均匀化处理  42-43
    5.4.1 均匀化退火的目的  42
    5.4.2 均匀化退火对铸锭组织与性能的影响  42
    5.4.3 均匀化热处理工艺参数的确定  42
    5.4.4 铝熔体均匀化处理技术的研究现状  42-43
  5.5 废铝易拉罐变质细化工艺实验研究  43-49
    5.5.1 废铝易拉罐细化变质技术路线  43-44
    5.5.2 细化剂加入量的研究  44-45
    5.5.3 废铝易拉罐材料变质细化工艺研究  45-46
    5.5.4 废铝易拉罐材料的均匀化处理工艺研究  46-49
  5.6 试验结果与分析  49-55
    5.6.1 断口试样  49-53
    5.6.2 金相组织观察  53-55
6 结论  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士期间发表论文  59-60
致谢  60

废铝易拉罐的净化及变质工艺研究

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