重熔用鋁錠配料工藝條件控制分析

賀偉

摘要：鋁的澆鑄和鋁合金生產(chǎn)過(guò)程中，鋁錠的配比是一個(gè)不可或缺的過(guò)程，因此，控制好鋁錠的配料工藝是保證鋁合金和鋁合金制品質(zhì)量的前提，而不同的工藝條件會(huì)對(duì)鋁的鑄造和加工的加工性能有很大的影響。本文作者在對(duì)重熔型鋁錠配料的工藝過(guò)程中，對(duì)其工藝參數(shù)的控制和使用進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：重熔用鋁錠;配料;工藝條件;控制;應(yīng)用

前言：重熔鑄用鋁錠的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，所以要確保產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于各種因素的影響，要確保鋁錠的質(zhì)量，就需要對(duì)全流程進(jìn)行科學(xué)、合理地分析，并根據(jù)這些問(wèn)題提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以確保鋁錠的澆注質(zhì)量。

1.電解鋁液配料工藝控制

1.1重熔用鋁錠內(nèi)部化學(xué)成分控制

在鑄造過(guò)程中，配料是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，其配料是否科學(xué)、合理，直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量。配料的主要目標(biāo)是使混合比例達(dá)到最佳，使雜質(zhì)達(dá)到最小，從而達(dá)到最佳效果。鋁錠的實(shí)際品位是由金屬內(nèi)部的化學(xué)組成決定的，而金屬中的雜質(zhì)是鐵，硅，銅，鈣，鎂，鋅等，而在不同等級(jí)的重熔鋁中，雜質(zhì)含量是從高到低的。根據(jù)鋁錠內(nèi)部的化學(xué)組成，合理地壓縮各主要成分的組成范圍，確定其化學(xué)成分的預(yù)配比，并進(jìn)行試驗(yàn)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2鑄造用電解原鋁的主要雜質(zhì)成分

由于爐體結(jié)構(gòu)、陽(yáng)陰極結(jié)構(gòu)和Al203中的雜質(zhì)等原因，電解鋁中含有大量的雜質(zhì)，其中以鐵、硅為主。FeAl3與FeAl3形成了粗大的針狀體，嚴(yán)重降低了鋁材的韌性和耐腐蝕性能，降低了合金的補(bǔ)縮性能。在 AL中加入 Si，可以改善 AL的流動(dòng)性，減少疏松、縮孔、熱裂和變形等缺陷。但硅對(duì)鋁材的導(dǎo)電性能有很大的影響，0.1%的 Si加入后，其導(dǎo)電性能下降1%。因此，在電解鋁的配比中應(yīng)嚴(yán)格控制鐵、硅元素的百分?jǐn)?shù)。在常規(guī)條件下，電解出的鐵的平均含量約為0.13%。硅的平均含量約為0.07%，在有些新的槽縫或破裂的槽中，鐵和硅的成分將非常大。目前，針對(duì)不同等級(jí)的鋁材配比工藝，采用“以高帶低”法，將品位不同、等級(jí)、品位不一的鋁液在混煉爐中進(jìn)行攪拌，從而達(dá)到國(guó)家或企業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，配料師要提前合理地安排好24小時(shí)的原鋁出鋁量，仔細(xì)地計(jì)算各個(gè)提包中的鐵、硅含量，平均分配各個(gè)班次的原鋁的鐵、硅含量，并對(duì)質(zhì)量差異大的單包作業(yè)進(jìn)行調(diào)整，為各生產(chǎn)班的配料創(chuàng)造條件。

1.3單槽預(yù)分析，防止毀爐事故發(fā)生

在進(jìn)行鋁錠配料之前，要仔細(xì)地檢查所有的電解槽的運(yùn)行狀況，特別是對(duì)電解槽中的鋁品質(zhì)波動(dòng)，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的處理，以保證電解鋁生產(chǎn)的安全。對(duì)鋁品質(zhì)波動(dòng)大的電解槽，應(yīng)采用采樣法進(jìn)行有效的分析和判定，并根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)變動(dòng)較大的電解槽采用單一包鋁法或適當(dāng)調(diào)節(jié)出鋁量，從而提高原料的精確度。

1.4單包提前取樣，合理安排出料順序

工藝人員應(yīng)根據(jù)鋁土礦的實(shí)際出鋁量，科學(xué)、合理地安排出礦時(shí)間、出料順序，使大、小料的出料時(shí)間錯(cuò)位，避免出現(xiàn)不必要的矛盾，從而影響到整個(gè)出鋁工作的正常進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上，考慮到各電解槽的平均配比，保證各電解槽的配比與預(yù)配比相同。另外，要保證電解液能及時(shí)地進(jìn)入攪拌爐內(nèi)，防止因注漿不及時(shí)而造成的壓漿現(xiàn)象。

1.5倒料時(shí)間控制

熔爐氣體和大氣中含有大量的水蒸氣和氧，液體鋁一旦與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。當(dāng)電解鋁由提包向攪拌爐中注入時(shí)，液體鋁液與空氣中的水蒸氣、氧的接觸機(jī)會(huì)增大，當(dāng)接觸區(qū)域增大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，形成大量的氧化膜。由于其微細(xì)，在鋁液中呈懸浮性，容易與鋁液混在一起。為了減小鋁液接觸面積，降低鋁203的大量生成，應(yīng)盡量縮短從加爐至轉(zhuǎn)移注入的倒流時(shí)間。以一袋5噸的原料為例，以120秒為宜，可防止鋁203大量生成，同時(shí)也可避免由于倒料時(shí)間太短而沖刷損壞攪拌爐的耐火材料。

1.6回爐控制

在確保產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品的使用和工藝要求，對(duì)回爐物料進(jìn)行最大限度地利用。回爐料指的是鑄造，機(jī)械加工，鋁材加工，報(bào)廢鑄件，以及回收利用的鋁渣。鑄錠車(chē)間內(nèi)的鑄錠回爐，其外觀品質(zhì)不符合要求，可作為一類(lèi)原料，其化學(xué)組成符合標(biāo)準(zhǔn)。其回爐量取決于攪拌爐的溫度，通常控制在20%左右。此外，熔渣、鋁合金鋸屑等組成和狀況比較復(fù)雜，品位低，且遺傳影響最大的雜燴廢料，如電解槽底部漏料或澆包中含有 AL的剩余熔渣、鋁合金鋸屑等。回爐物料的回收率約為2%～3%。對(duì)于 AL99.60以下的電解鋁，應(yīng)考慮將其單槽排出鋁，或按槽間組合成一組，再將其倒入一爐或分批放入多個(gè)爐子內(nèi)進(jìn)行整爐配料，得到 AL99.70鋁或 AL99.70 A鋁。對(duì)品位極低的等外品鋁液，則是通過(guò)溜槽澆注到鑄型中的開(kāi)包體。然后按照原料的要求，將原料放入爐中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的消化，是鑄造車(chē)間的重要原料。

2.提高重熔用鋁錠工藝質(zhì)量的實(shí)踐

目前，我國(guó)已有關(guān)于重熔鋁錠的技術(shù)規(guī)范，但有一家公司在生產(chǎn)過(guò)程中采用了更嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，使其雜質(zhì)含量大大減少。例如Al99.70鋁中，雜質(zhì)標(biāo)注量控制在Fe0.11%-0.19%， Si<0.13%，雜質(zhì)總量<0.30%。盡管鋁材Al99.85和Al99.70鋁的價(jià)格差異不大，但是Al99.70鋁和Al99.60鋁的價(jià)格有很大差異，因此，這家公司決定只生產(chǎn)Al99.70鋁和Al99.60鋁，明顯提高了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，公司還加大了對(duì)生產(chǎn)工藝的管理，使重熔用鋁錠的品質(zhì)得到了極大的改善。

結(jié)束語(yǔ)

總之，鋁錠的質(zhì)量是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，必須保證產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于各種因素的干擾，導(dǎo)致重熔鋁錠的澆注工藝存在諸多問(wèn)題，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，要對(duì)鋁錠的全流程進(jìn)行科學(xué)、合理地分析，找出影響最大的工序，并據(jù)此提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，保證鑄錠的質(zhì)量。

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