电解铝水对铸轧板生产工艺及产品质量的影响

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２。Ｖｏ１．２５，Ｎ９４　加工工艺　《铝加工》　电解铝水对铸轧板生产工艺　及产品质量的影响　尤培贤　陈学同　张桂苓　（山东平阴铝厂技术处，山东平阴　２５０４１２）　摘要：介绍了山东平阴铝厂两条连续铸轧板生产线的运行情况。提出了直接用电解生产的原铝水配料给生产工艺及　产品质量带来的不良影响及应采取的措施。　关键词：电解铝水；铸轧板；影响　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｌｉｑｕｉｄ　ｏｎ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｒｏｌｌｉｎｇ　Ｐｌａｔｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ＬＯＮＧ　Ｐｅｉ－ｘｉａｎ　ＣＨＥＮ　Ｘｕｅ—ｔｏｎｇ　ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｉ－ｌｉｎｇ　（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｉｎｇｙｉｎ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５０４１２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｃｏｎｔｉｎｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｌａｔｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｐｉｎｇｙｉｎ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｐｌａｎｔ　ｉｎ　ｓｈａｎｄｏｎｇ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｏｏｒ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｌｉｑｕｉｄ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｍａｄｅｂｙ　ｄｉｒｅｃｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｎｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．　ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｏｌｙｔｉｃ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｌｉｑｕｉｄｊ，ｃａｓｔｉｎｇａｎｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｌａｔｅｊ．ｅｆｆｅｃｔ　前言　随着山东平阴铝厂铝材生产能力的提高，尤其　是铝板带箔材产量的飞速增长，对上游产品铸轧板　越大。尤其在熔炼炉大修时，为了保证板带箔材对　铸轧轧板的需求量，不得不将电解铝水直接灌进静　止炉。由于电解铝水温度高，含气含渣多，加之铸　轧板生产的连续性，给生产工艺及产品质量带来了　的产量及质量要求也越来越高。自２０００年以来，铸　轧板的月产量均在１２００ｔ以上。两条铸轧板生产线　诸多不利影响。为了消除电解铝水配料带来的不良　影响，结合生产实际，提出了相应的工艺措施。通　过实践证明，这些措施是有效的。　连续运转使材铝比达到９Ｏ　９，６以上。在用于铸轧板生　产的原料中，冷料（包括铝锭及板带箔材生产返回　的废料）占的比重逐渐减小，电解铝水的比例越来　收稿日期：２００ｌ—ｌ２—３ｌ　技术处工程师　１　电解铝水配料给生产工艺及产　品质量带来的影响　作者筒介：尤培贤（？一），男，山东平阴人，山东平阴铝厂十　１．１生产工艺　维普资讯 http://www.cqvip.com 《铝加工》　加工工艺　２００２，Ｖｏ１．２５，Ｎ９＿４　１．１．１熔体温度　铸轧板生产工艺技术规程规定：当用铝水配料　时必须将铝水加入熔炼炉　并保证配入的冷料要大　于２０　９／６。在实际生产过程中，这一规定较难实现。　一是冷轧板材实现四重轧机生产成材率高，二是铝　水全部在线消化，没有多余铝水再生产铝锭；三是　熔炼炉炉盖使用周期短，炉门破损须停炉修理，而　铸轧板生产计划是按铝板材合同制定的，必须完成　。不得不将铝水直接灌入静止炉来保证铸轧板的连　续生产。　我们知道，从６０ｋＡ自焙电解槽中吸出的铝水　温度一般在８００℃左右，根据２０００年５月８日＂－，２３日　抽查结果，铝水温度均在８００℃以上，最高时可达　到８２６℃。如果铝水加入到熔炼炉内，配入的冷料　少于２０　９／６，熔炼速度又快，那么导炉时的铝水温度　很难控制在正常７５０℃以下，如果在熔炼炉出现故　障时，如２＃熔炼炉盖烧坏检修时，铝水直接加入　到静止炉内，灌完９包铝水（每包８５０ｋｇ左右）后，测　量炉内铝水温度高达７８０℃，严重过热。由于炉内　铝水温度过高．不得不将盖着的流槽全部敞开，以　降低前箱及铸轧温度。即使如此，铸轧温度也很难　控制在７００℃以下。　１．１．２熔体处理操作　当按正常的比例配料时，熔体温度控制在７３５　～７４５℃，导炉时采用过流精炼。即将预先用ＣＣ１．　浸泡了的保温砖放入精炼筐内置于静止炉的铝水流　入处实行在线精炼。导炉完毕后，将精炼筐在静止　炉内底部缓缓移动，精炼时间约８ｍｉｎ，用砖量３～　４块。产生的有毒气体量较小。当铝水比例过高，　熔体温度超过７６０℃时，由于熔体中的气体及夹杂　含量大，过流时间必须延长到１５ｍｉｎ，保温砖用量　增加到４～６块。即使如此，也很难保证铸轧板生产　对熔体的质量要求。将铝水直接灌入静止炉时，情　况就更差了。由于铝水须通过炉门倒入，尽管有两　个炉门，但都在同侧，加之场地受限，很难采用过　流精炼。现场情况表明，２＃熔炼炉停用，电解铝　水直接进静止炉时，是等铝水灌完后才开始精炼。　用了６块保温砖，精炼时间持续了１６ｍｉｎ。可以想　象，有毒气体增加了一倍，劳动量及强度也是翻倍　的，对操作工的损害也有所增加。　１．１．３铸轧工艺　在诸多的工艺参数中，铸轧温度是须严加控制　的工艺参数之一。如前所述，由于使用电解铝水比　・１２・　例过大，或加入方式不当，使铸轧温度很难控制，　尤其是在２＃熔炼炉盖维修期间。过烧状态的电解　铝水直接加入到静止炉，使铸轧温度上升到７０５℃　以上，有个别时刻高达７１９℃，而且温度变化大，　给看流工的操作带来了严重困难。　１．１．４熔体过滤　在两条生产线上均使用了微孔陶瓷过滤板，５　月９日对比试验情况表明，当电解铝水直接加入２＃　静止炉内时，由于铝水温度高，熔解的气、渣多，　过滤板很快被浮渣堵住影响过流，不得不从流槽内　取出。而在１＃生产线．由于温度控制的较好，熔　体含渣少，过滤板的过滤试验很顺利，过流平稳，　使用寿命较长。　１．１．５钛一硼细化剂添加量　我厂使用的是从英国进口的ＡＩ一５Ｔｉ—ＩＢ中９．５　的线状细化剂，正常工艺规定添加量为１～１．５ｋｇ／ｔ　。当熔体温度较高时，为了保证铸轧板的晶粒度，　将添加量加大到１．８＂－２．０ｋｇ／ｔ。生产１２６０ｍｍＸ　７．　３ｍｍ厚的铸轧板时增加到２．２ｋｇ／ｔ。即使如此晶粒　度也很难保证。　１．２铸轧板实物质量　对２０００年５月份生产的铸轧板质量状况按照炉　次进行逆向追溯。结果表明，电解铝水配比过高，　尤其是将电解铝水直接加入到２＃静止炉以后生产　的铸造轧板缺陷明显增多。　１．２．１　晶粒度超标　铸轧板产品技术标准规定其晶粒度应小于３级　，但电解铝水比例过高或加入不当时，晶粒度出现　超标，个别炉次出现局部５级大晶粒（阴阳面）。　１．２．２铸轧板孔洞与气孔缺陷　由于熔体温度高导致铸轧温度高，加之含气量　大，导致铸轧板出现了孔洞和气孔缺陷废品。　１．２．３粘辊　由于铸轧温度高，轧速调整不及时，在冷却强　度不变的情况下，轧辊表面温度高，造成粘辊缺　陷［¨。　通过跟踪统计，在电解铝水配入量过大或加入　方式不当时，所造成的废品中，低倍不合格废品占　了总量的８７％。由此可见，对铸轧板的内在组织影　响是很大的，必须采取相应的预防和补救的措施。　２　采取的工艺措施　２．１配料控制　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２．Ｖｏ１．２５．Ｎｏ４　加工工艺　《铝加工》　生产部门搞好　调．保汪废料及时返回铸轧。　当废料不够时，应给车间准备一些铝锭．以保证其　配料比例中冷料大于２０　的需要。　２．２　装炉控制　按碎片、卷片、铝锭、电解铝水的顺序加入，不　内熔体温度的检测和监控．使之尽快凋整到７３５～　７　Ｉ５　Ｃ之间；（５）适当增大Ａ１—５Ｔｉ—ｌＢ细化剂的添加　量＋使之控制在１．５～２．０ｋｇ之间；（６）使用炉外精炼　及陶瓷过滤板．减少前箱铝液中的含渣含气量；（７）　加强铸轧看流人员的责任心．搞好动态工序控制，　能倒置，将使熔体在熔炼炉内化平分布均匀．以利　于搅拌操作和缩短熔炼时间。　２．３　熔体处理　保证熔炼温度在７３０～７５０　Ｃ．不过烧，并注意　过流精炼，敞到及时彻底。扒渣＝ｒ净。　２．４　补救措施　保汪各项铸轧参数合理受控。　结论　ｌ　用电解原铝水直接配料用于铸轧板生产．　流程短、金属烧损低、能耗少、产能高。但如果电解　铝水配比或加入方式不当＋则会给生产工艺及产品　质量带来严重的影响，必须引起高度的重视。　当现场条件不具备又要保汪连续生产，不能保　证冷料配比或电解铝水直接加入到静止炉时，须采　取补救措施：（１）在导炉时往流槽内加入规则的纯　２当生产条件不具备，如冷料少、熔炼设备坏　时，铝水配比过大或不得不直接加入保温炉时．必　须采取相应的补救措施。　３　通过２０００年５～６月份的现场跟踪对比．提　铝废料（如铸轧板试样料等），过流时降低熔体温　度；（２）加强精炼操作，保证精炼效果，操作要平稳　到位；（３）在电解铝水直接加入静止炉前，向铝水注　入处按８　～１０％的比例加入品位适宜的一级块状　废料或铝锭，注意调整好该种熔体的铁硅比，使之　大于１．３。同时还要注意精炼扒渣要及时，尤其是　下流口处的浮渣要及时捞出；（４）适当增加对静止炉　出的措施是有效的，可以保证铸轧板的质量达到产　品技术标准的要求。　参考文献　［１］马锡良．铝带坯连续铸轧生产　中南工业大学出版社，　ｌ　９９２　（上接第ｌ　０页）的影响在３００¨Ｃ热轧情况下效果比较　高，可承受的变形力大，在冲压成形时零件危险断　明显，而在４００　Ｃ和４５０　Ｃ热轧时并不显著，这说明　现有辊刷工艺在高温状态下对结合强度影响不大。　面的承载能力高；复合板塑性指标高，承受延伸变　形的成形性能好。本研究对三层复合板综合力学性　能进行了检测，试验结果见表３。　由表３可以看出三层复合板具有很高的强度，　甚　目　且延伸率甚佳。　鬯妻Ｉ　鼎　寸Ⅱ　３　结论　（１）不锈钢／铝／不锈钢通过热轧复合，可以获　得结合良好的复合板。　（２）加热工艺对复合板内部结合强度的影响比　较显著：复合板的层间结合强度，随着热轧温度和　扩散退火温度的提高而增加，而且温度越高，结合　图３扩散退火温度对结合强度的影响　螺　表３三层复合板的综合力学性能　取样方向　ｏｂ／ＭＰａ　０。　４５。　９０。　２６３．６　２５１．１　２６１．３　强度增幅越大，５００　Ｃ热轧和５００℃Ｘ　ｌｈ扩散退火　可使复合板性能达到最佳状态。　盯０，／ＭＰａ　２Ｏ１．８　ｌ　９６．１　２Ｏ２．４　６／　２５．１　２９　３Ｏ．８　屈强比ｏＤ－２／Ｏｂ　Ｏ．７６　Ｏ．７８　Ｏ．７７　（３）复合板的后序加工变形性能好坏，取决于　复合过程中外层不锈钢变形的大小。它变形小，复　合板塑性高，深冲性能好，反之就差。　平均　２５８．７　２ＯＯ．１　２８．３　０．７７　２．２．３综合力学性能　（４）不锈钢／铝／不锈钢的复合轧制在生产上是　完全可行的，并且具有极大潜力，经过进一步的工　不锈钢／铝多层复合板的力学性能是直接影响　其成形性的因素。在力学性能中，复合板强度指标　艺改进，有望得到应用和推广。　‘．１　３．