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(zé)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(yīng)用于多種領(lǐng)域，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，不僅對鋁的需求量逐漸增加，而且還對其質(zhì)量提出了更高的要求。為了滿足鋁用戶更高質(zhì)量的要求，就要對當(dāng)前重熔用鋁錠配料工藝條件進(jìn)行系統(tǒng)、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(chǎn)過程能夠得以順利的進(jìn)行，進(jìn)而為鋁錠的生產(chǎn)質(zhì)量提供可靠的保障[1]。

1 重熔用鋁錠配料生產(chǎn)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(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確的配料比計算，進(jìn)而配制出高質(zhì)量的鋁液，為鑄造高質(zhì)量的鋁錠提供可靠的保障。實際的配料過程生產(chǎn)工藝流程如下所示：

單包成分的精確計算→電解出料順序設(shè)計→分析單包成分→裝爐操作→進(jìn)行爐前分析→調(diào)整配料比→扒渣并均勻攪拌→取樣進(jìn)行分析→澄清并保溫→分流鑄錠

鋁錠中的化學(xué)成分，尤其是其中的雜質(zhì)成分以及含量對于鋁錠的質(zhì)量具有非常重要的影響，因此，在實際的鋁錠生產(chǎn)制造過程中，要采取有效的措施嚴(yán)格控制其中的雜質(zhì)含量，將雜質(zhì)所造成的影響降到最低，進(jìn)而確保鋁錠的質(zhì)量符合要求。重熔用鋁錠經(jīng)過一定的重熔，精煉后就能用于生產(chǎn)各種類型的鋁合金板材、棒材以及線材等，再對其進(jìn)行更進(jìn)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(zhì)量對于各種鋁制品的質(zhì)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(zhì)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(nèi)部化學(xué)成分控制

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

2.2 鑄造用電解原鋁的主要雜質(zhì)成分

在電解原鋁的過程中，由于電解爐體的特殊結(jié)構(gòu)、陽極和陰極的碳塊以及AL2O3含有雜質(zhì)等原因，造成原鋁中含有較多的雜質(zhì)，其中的主要雜質(zhì)元素是Fe和Si元素。鐵元素與鋁元素能夠結(jié)合形成針狀的鐵鋁化合物，能夠嚴(yán)重影響鋁的韌性和耐腐蝕性，導(dǎo)致合金液的補縮能力嚴(yán)重降低。硅元素對鋁元素的導(dǎo)電性能具有較大的影響，當(dāng)其中的硅元素含量為0.1%時，就會導(dǎo)致鋁元素的電導(dǎo)率降低1%。因此，在對鋁配料進(jìn)行電解時，要采取有效的措施，嚴(yán)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(yù)分析，防止毀爐事故發(fā)生

在進(jìn)行鋁錠的配料工序前，要對全部電解槽的實際運行情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，尤其是要重點檢查電解槽的原鋁質(zhì)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(jìn)而確保其始終處于良好的工作狀態(tài)，為整個電解鋁的順利進(jìn)行提供可靠的保障。對于原鋁質(zhì)量波動較大的電解槽，要通過取樣對其進(jìn)行有效的分析判斷，再結(jié)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?qū)Τ鲣X量進(jìn)行一定的調(diào)整，進(jìn)而提高配料的準(zhǔn)確率[5]。

2.4 單包提前取樣，合理安排出料順序

技術(shù)人員要結(jié)合實際的出鋁量情況，對出料時間和出料順序進(jìn)行科學(xué)合理的安排，錯開大料與小料的出料時間，避免發(fā)生不必要的沖突，進(jìn)而影響整個出鋁工作的順利進(jìn)行。同時，還要兼顧每個電解爐的平均配料點，確保其與預(yù)配料值相當(dāng)。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(dǎo)致壓料現(xiàn)象的發(fā)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(yù)防措施，處于液體狀態(tài)的鋁極易與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Al2O3，進(jìn)而影響鋁錠的制作質(zhì)量。為了避免液態(tài)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(zhuǎn)注的速度，進(jìn)而大大降低液態(tài)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(zhì)量符合要求的前提下，可以根據(jù)不同產(chǎn)品的實際用途以及加工要求對回爐料進(jìn)行科學(xué)合理的利用。對于品位在AL99.60以下的電解原鋁液，要對其進(jìn)行單槽出鋁或者進(jìn)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(jìn)行整爐的合理配料，將其有效地變?yōu)锳L99.70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(dǎo)流槽流入到鑄模之中，進(jìn)而鑄造成相應(yīng)的鋁錠，再將其分別投入到爐內(nèi)配料。

2.7 化學(xué)成分偏析控制

偏析是指鋁錠中的化學(xué)成分具有較大的差異性，其會對整個配料工藝產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。為了有效避免偏析現(xiàn)象的發(fā)生，在進(jìn)行鑄造前要對單包等外品進(jìn)行上中下三層取樣分析，分別鑄造成相應(yīng)的鋁錠，并對其進(jìn)行詳細(xì)的成分標(biāo)注，進(jìn)而為其以后的回爐配料提供科學(xué)的依據(jù)。

2.8 爐內(nèi)鋁液溫度控制

配料工藝不僅要對鋁錠的化學(xué)成分進(jìn)行有效控制，還要對混合爐中的鋁液溫度進(jìn)行合理的控制，進(jìn)而確保整個配料過程的順利進(jìn)行。當(dāng)爐內(nèi)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(jìn)而造成其成分發(fā)生變化，從而導(dǎo)致所鑄造的鋁錠質(zhì)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(jìn)而會改變配料的組分，對鋁錠質(zhì)量造成不小的影響。

3 成分調(diào)整

當(dāng)爐前分析鋁液中的雜質(zhì)超標(biāo)或者某元素低于標(biāo)準(zhǔn)含量時，要對其化學(xué)成分進(jìn)行有效的調(diào)整，可以采用布料或者稀釋的方法對其進(jìn)行有效的調(diào)整，進(jìn)而確保其成分符合鋁錠的鑄造要求。在成分的調(diào)整過程中，要對稱樣量進(jìn)行精確的控制，確保成分調(diào)整的成功率。

4 結(jié)語

總而言之，重熔用鋁錠的質(zhì)量對于鋁制品的質(zhì)量具有決定性的影響，因此，要確保其質(zhì)量符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(jìn)行科學(xué)合理的分析，指明其中影響較大的過程，在此基礎(chǔ)上，采取有效的改進(jìn)措施，確保整個配料過程的順利進(jìn)行，為鋁錠的鑄造質(zhì)量提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫騫.重熔用鋁錠質(zhì)量控制水平［J］.青?？萍迹?010（04）：124-126.

［2］趙忠斌.重熔用鋁錠表面質(zhì)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(zhì)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(jié)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(yè)導(dǎo)報，2013（11）：267-267.