重熔用鋁錠配料工藝條件控制分析

段 杰

（山西兆豐鋁電有限責任公司電解鋁分公司，山西陽泉 045029）

0 前言

鋁是一種非常重要的金屬原材料，被廣泛的應用于多種領域，隨著我國社會經濟的不斷發展，不僅對鋁的需求量逐漸增加，而且還對其質量提出了更高的要求。為了滿足鋁用戶更高質量的要求，就要對當前重熔用鋁錠配料工藝條件進行系統、全面的分析研究，并采取有效的控制措施，確保鋁的整個生產過程能夠得以順利的進行，進而為鋁錠的生產質量提供可靠的保障[1]。

1 重熔用鋁錠配料生產工藝流程

重熔用鋁錠配料過程是指將不同品位的電解原鋁與回爐料，按照設計的標準進行精確的配料比計算，進而配制出高質量的鋁液，為鑄造高質量的鋁錠提供可靠的保障。實際的配料過程生產工藝流程如下所示：

單包成分的精確計算→電解出料順序設計→分析單包成分→裝爐操作→進行爐前分析→調整配料比→扒渣并均勻攪拌→取樣進行分析→澄清并保溫→分流鑄錠

鋁錠中的化學成分，尤其是其中的雜質成分以及含量對于鋁錠的質量具有非常重要的影響，因此，在實際的鋁錠生產制造過程中，要采取有效的措施嚴格控制其中的雜質含量，將雜質所造成的影響降到最低，進而確保鋁錠的質量符合要求。重熔用鋁錠經過一定的重熔，精煉后就能用于生產各種類型的鋁合金板材、棒材以及線材等，再對其進行更進一步的軋制、擠壓或拉拔制成鋁板、鋁箔、鋁型材以及鋁線等各種鋁制品。鋁錠的鑄造質量對于各種鋁制品的質量具有決定性的影響，所以要采取有效的控制措施，確保鋁錠的鑄造質量符合要求[2]。

2 電解鋁液配料工藝控制

2.1 重熔用鋁錠內部化學成分控制

配料是鑄造工藝中的關鍵工序，能否進行科學合理配料工作，對于整個鑄造工藝的質量具有決定性的影響，因此，要結合鋁錠鑄造的實際情況，進行精確的配料工作。配料的目的主要是通過優化配合比，將其中的雜質控制在合理的范圍內，最大限度地降低雜質所造成的不良影響。重熔用鋁錠的內部化學成分決定著鋁錠的實際品位高低，其中所含有的雜質主要是Fe、Si、Cu、Ca、Mg以及Zn等元素，不同品位重熔用鋁錠內部所含有的雜質，由高到低依次增多。根據重熔用鋁錠的內部化學成分，對單項主要元素的配料范圍進行合理的壓縮，制定相應的化學成分預配料目標，并通過進行試驗，進而提高配料的合格率，為鋁錠的質量提供可靠的保障[3]。

2.2 鑄造用電解原鋁的主要雜質成分

在電解原鋁的過程中，由于電解爐體的特殊結構、陽極和陰極的碳塊以及AL2O3含有雜質等原因，造成原鋁中含有較多的雜質，其中的主要雜質元素是Fe和Si元素。鐵元素與鋁元素能夠結合形成針狀的鐵鋁化合物，能夠嚴重影響鋁的韌性和耐腐蝕性，導致合金液的補縮能力嚴重降低。硅元素對鋁元素的導電性能具有較大的影響，當其中的硅元素含量為0.1%時，就會導致鋁元素的電導率降低1%。因此，在對鋁配料進行電解時，要采取有效的措施，嚴格控制其中的鐵硅元素含量，降低對鋁元素所造成的不利影響[4]。

2.3 單槽預分析，防止毀爐事故發生

在進行鋁錠的配料工序前，要對全部電解槽的實際運行情況進行詳細檢查，尤其是要重點檢查電解槽的原鋁質量波動情況，針對檢查出的問題電解槽，要采取有效的處理措施，進而確保其始終處于良好的工作狀態，為整個電解鋁的順利進行提供可靠的保障。對于原鋁質量波動較大的電解槽，要通過取樣對其進行有效的分析判斷，再結合電解鋁的實際要求，對變化較大的電解槽采取單包出鋁或對出鋁量進行一定的調整，進而提高配料的準確率[5]。

2.4 單包提前取樣，合理安排出料順序

技術人員要結合實際的出鋁量情況，對出料時間和出料順序進行科學合理的安排，錯開大料與小料的出料時間，避免發生不必要的沖突，進而影響整個出鋁工作的順利進行。同時，還要兼顧每個電解爐的平均配料點，確保其與預配料值相當。此外，還要確保能夠及時的將電解來料注入到混合爐之中，避免由于注料不及時導致壓料現象的發生。

2.5 倒料時間控制

由于空氣和爐氣中都含有一定量的氧氣和水蒸氣，如果沒有采取有效的預防措施，處于液體狀態的鋁極易與氧氣發生氧化還原反應生成Al2O3，進而影響鋁錠的制作質量。為了避免液態鋁被氧氣氧化，就要盡量減少其與空氣的接觸時間，可以通過加快從裝爐到轉注的速度，進而大大降低液態鋁與空氣的接觸時間，有效避免Al2O3的生成[6]。

2.6 回爐控制

在確保鋁錠的質量符合要求的前提下，可以根據不同產品的實際用途以及加工要求對回爐料進行科學合理的利用。對于品位在AL99.60以下的電解原鋁液，要對其進行單槽出鋁或者進行槽間搭配合為一包，再將其混入一爐中或者均勻的分倒于幾爐之中進行整爐的合理配料，將其有效地變為AL99.70鋁或者AL99.70A鋁。對于品位非常低的鋁液，可以采取由開口包通過導流槽流入到鑄模之中，進而鑄造成相應的鋁錠，再將其分別投入到爐內配料。

2.7 化學成分偏析控制

偏析是指鋁錠中的化學成分具有較大的差異性，其會對整個配料工藝產生嚴重的影響。為了有效避免偏析現象的發生，在進行鑄造前要對單包等外品進行上中下三層取樣分析，分別鑄造成相應的鋁錠，并對其進行詳細的成分標注，進而為其以后的回爐配料提供科學的依據。

2.8 爐內鋁液溫度控制

配料工藝不僅要對鋁錠的化學成分進行有效控制，還要對混合爐中的鋁液溫度進行合理的控制，進而確保整個配料過程的順利進行。當爐內的溫度過高時，不僅會浪費大量的能源，而且還會燒損部分鋁液，進而造成其成分發生變化，從而導致所鑄造的鋁錠質量不合格。此外，過高的溫度還會增加氫氣在鋁液中的溶解度，進而會改變配料的組分，對鋁錠質量造成不小的影響。

3 成分調整

當爐前分析鋁液中的雜質超標或者某元素低于標準含量時，要對其化學成分進行有效的調整，可以采用布料或者稀釋的方法對其進行有效的調整，進而確保其成分符合鋁錠的鑄造要求。在成分的調整過程中，要對稱樣量進行精確的控制，確保成分調整的成功率。

4 結語

總而言之，重熔用鋁錠的質量對于鋁制品的質量具有決定性的影響，因此，要確保其質量符合生產標準要求。但是重熔用鋁錠配料工藝條件受到多種因素的干擾，為了確保鋁錠的鑄造質量，在實際的重熔用鋁錠配料過程中，要對其整個工藝流程進行科學合理的分析，指明其中影響較大的過程，在此基礎上，采取有效的改進措施，確保整個配料過程的順利進行，為鋁錠的鑄造質量提供可靠的保障。

參考文獻：

［1］孫騫.重熔用鋁錠質量控制水平［J］.青海科技，2010（04）：124-126.

［2］趙忠斌.重熔用鋁錠表面質量提高方法探討［J］.河南科技，2012（16）：49-49.

［3］馬明，張圣棟.重熔用鋁錠鑄造過程的質量控制［J］.科技信息， 2011（24）：471-471.

［4］李蒙，司國斌，祝慶.熔體溫度處理對鑄軋超薄雙零鋁箔用坯料組織的影響［J］.熱加工工藝，2016（19）：58-61.

［5］劉民章，劉玉珍.重熔鋁錠的一爐兩機鑄造實踐［J］.有色冶金節能，2015（03）：29-31.

［6］劉青.降低重熔用鋁錠熔鑄燒損的對策探討［J］.企業導報，2013（11）：267-267.