鋁帶連鑄連軋生產(chǎn)線精煉、鑄造工藝的改進措施

楊正國　孫淑銳

摘要：2012年，四川煤田地質(zhì)局141機械廠發(fā)明專利：LDZ1580+275/4鋁帶連鑄連軋機，通過對用戶實地進行工藝分析，為客戶解決了實際生產(chǎn)中存在的工藝技術問題，取得了圓滿的成功。現(xiàn)根據(jù)近兩年來對精煉、鑄造工藝術改進，做一個更全面的總結。

關鍵詞：鋁帶；鋁帶連鑄連軋；鑄造缺陷；橫裂紋

浩森鋁業(yè)有限公司是國內(nèi)首次使用141機械廠生產(chǎn)LDZ1580+275/4鋁帶連鑄連軋機，該連鑄機鑄坯的尺寸：120mmx25mm（寬x厚），經(jīng)過四道熱軋軋機，鋁帶的尺寸：120mmx7mm，然后通過雙卷簡收線成品。

1工藝概述

本連鑄連軋生產(chǎn)工藝是：將金屬鋁液引入一對水內(nèi)（銅結晶輪）外（鋼帶）冷卻循環(huán)式，鑄造出25mm厚鋁帶，再由后部四架連軋機熱軋，卷帶成材的連鑄連軋法，其工藝流程為：“加料（鋁錠）→熔化→精煉→連續(xù)鑄造→剪切機→四機架連軋→雙卷收線”七個過程。

鋁帶連鑄連軋設備的特點

LDZ1580+275/4鋁帶連鑄連軋機，是通過連續(xù)鑄造和連續(xù)軋制，生產(chǎn)寬度為120mm的鋁帶，生產(chǎn)產(chǎn)能：2.8噸/小時，它減少了傳統(tǒng)工藝，對鑄坯再加熱后進行軋制，實現(xiàn)了連續(xù)鑄造、軋制，提高了產(chǎn)能并降低了生產(chǎn)成本，應用前景十分廣闊。

鋁帶連鑄連軋機的設備包括：LDZ1580連鑄機、滾剪機、275/4連軋機和卷取機。

熔煉部分的設備配套，加料機由一臺卷揚機（負荷500Kg）熔化爐由一臺豎式快速熔鋁爐組成，它的額定容量12噸，最大熔化速度：3噸/小時；兩臺精煉保溫爐，額定容量為：8噸。它實現(xiàn)了全線的熔化、精煉、鑄造、連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)能匹配。

2鋁帶連鑄連軋生產(chǎn)線的精煉、鑄造工藝的改進措施

1高導電率含硼鋁導體的研制，經(jīng)過近200爐次的實驗，在相同條件下制取鋁帶試樣，測試電阻率和力學性能。發(fā)現(xiàn)硼元素是降低電阻率最有效元素，La次之。在電工用鋁帶中含量最多的是鐵，它是一個對電阻率影響很小的元素，同時它對鋁又有明顯的強化作用；鋁帶中另一個常見元素Si對鋁帶的導電率有明顯的不良影響。因此，在選擇電工鋁帶時，我們的工藝要求是：對Si要加以限制。綜上所述，電工用純帶的成分優(yōu)化可以用“添加硼、限制Si、放寬Fe含量”來概括。

2流槽中鋁液的凈化工藝。為最大限度的去除鋁液所含的氣體和夾雜物，我們在流槽中采用凈化工藝。除氣技術目前采用的是氣泡浮游法，依靠吹入氮氣體形成微小氣泡，在氣泡上升時鋁液中含的氫（原子狀態(tài)存在的）不斷向氣泡中擴散，氫隨氣泡析出液面而排除。在吹氣過程中，鋁液溫度會下降，故在流槽蓋上增加電加熱，保持澆包內(nèi)鋁液溫度不變。

夾雜物最主要的是鋁的氧化物（Al2O3）。在流槽中插入泡沫陶瓷過濾板，板的厚度從20mm?？紤]到過濾板在澆鑄過程中需要更換，故做成兩層過濾磚，用傳動機構實現(xiàn)電動升降，確保更換方便、及時。

3通過地澆包中鋁液氫含量的測量，合理調(diào)節(jié)鑄造溫度，澆包鋁液溫度控制在：700±5℃，如果氫含量超標，則適當降低鑄造溫度。同時，根據(jù)氫含量，調(diào)整精煉爐精煉階段精煉劑的添加量。

4合理控制鑄造冷卻水各區(qū)域的分布，將鑄造冷卻水分成五個區(qū)域，結晶輪內(nèi)冷分WⅠ區(qū)、WⅡ區(qū)、WⅢ區(qū)；鋼帶冷卻分BⅠ區(qū)、BⅡ區(qū)；根據(jù)實踐經(jīng)驗，WⅠ區(qū)、BⅠ區(qū) 是最為重要區(qū)域，流量一般設定為：35～45升/分，壓力一般控制在：0.05MPa，其它區(qū)域的壓力一般為0.1～0.25MPa。

各個區(qū)域水的分布是否合理，必須借助對鑄坯斷面的低倍組織分析（鑄坯斷面金屬腐蝕試驗），具體做法：切取鑄坯斷面，拋光，然后泡入腐蝕液中腐蝕5～10分鐘，取出后用酒精分析醇涂一下，并用電吹風吹干，就可以進行分析了。腐蝕液的配比為：H20：40ml，HN03：：60ml，HCL：80ml，HF：30ml。

由于各個季度水溫不同，鑄造水的壓力和流量也應該適當?shù)刈兓?，故要求每周都要對鑄坯的低倍進行制作、分析，確保鑄坯各個區(qū)域的冷卻均勻，減少鑄坯各晶粒內(nèi)應力。

5控制鑄坯的出模溫度出模溫度是指鑄坯離開銅結晶輪時的表面溫度，合理控制在495～510攝氏溫度，溫度太低，則可以鑄造溫度；溫度太高，則鑄坯容易存在著縮孔現(xiàn)象，則必須降低鑄造速度。

6鑄造水由原來的自來水改為去離子水，這樣，銅結晶輪內(nèi)圈、兩側便不會產(chǎn)生水圬，確保鑄坯冷卻均勻。

7提高鋼帶的溫度，保持鋼帶干燥

鋼帶在運行過程中，由于要接觸到鑄機水池的水和水氣，故必須烘干。具體做法是在操作鋼平臺上方，為鋼帶設計、安裝一個烘箱，燃料為天然氣，使鋼帶溫度保持在80～100攝氏度左右，并在鋼帶上、下方安裝干燥空氣吹掃器，使鋼帶保持干凈、干燥。

為了提高鋼帶的表面光滑度，使鑄坯容易脫模，我們設計、安裝了植物油自動噴涂裝置，能在鋼帶外表面均勻地噴涂一層植物油，作為脫模劑。其裝置見圖1。

8為了減少鑄坯內(nèi)應力，將銅結晶輪的底部車深1.2～1.5mm，內(nèi)環(huán)底部車成R8圓弧過渡，這樣，在實際軋制過程中，兩側裂紋消失了，也很難見到“黑斑”現(xiàn)象。

3鋁帶連鑄連軋生產(chǎn)線工藝的效率評價

采取鋁帶連鑄連軋生產(chǎn)工藝后，利用鑄造后鑄坯的余熱直接進行四連軋，大大地提高了生產(chǎn)效率、減少能耗；通過近兩年半以來對工藝技術的不斷探索、改進，終于使鋁帶的成材率由原來的85%左右提高到98%以上，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。endprint