鑄軋法生產鋁箔產品產生白色條紋的原因分析和解決方法

陳 峰

（洛陽龍鼎鋁業有限責任公司，河南 洛陽 471300）

1 研究背景

隨著經濟社會的發展，2019年中國鋁箔的消費量達到了278萬噸，同比增長3.6%，2009~2019年中國鋁箔年均消費增幅為8.9%，隨著禁塑令在各省的全面推開，未來國人對鋁箔的使用量還會持續增加。同時隨著國內鋁箔生產企業技術的提高，市場對鋁箔質量的要求也是逐年提高，尤其是由鑄軋料生產的雙零箔，目前已經實現0.0045mm厚度的量產，鑄軋料生產雙零箔在厚度和針孔方面明顯優于熱軋料，但在表面質量方面，鑄軋料表面則不如熱軋料表面均勻，會出現白色條紋缺陷，行業熟稱“白條”。本文以1235A合金為例，通過對其生產過程中產生的白色條紋缺陷進行深入研究和分析，減少1235A合金鋁箔產品白色條紋缺陷，提高鋁箔產品質量。

2 缺陷研究

我公司生產的1235A合金的主要成份為鐵含量0.4%~0.5%,硅含量0.1%~0.2%，銅含量0.01%~0.05%，鈦含量≤0.05%，見表1。

表1 1235A合金成份

鑄軋料生產鋁箔產品所產生的白色條紋缺陷，一般在鋁箔卷材上分為兩種情況，一種是間斷性出現寬度約1mm~3mm，通常出現在比較薄的產品上；另一種是整卷同一位置出現寬度約5mm以上，一般為整卷性的，出現卷數≥1卷。通過對白色條紋缺陷輕微進行酸侵蝕發現，整卷性白色條紋缺陷的低倍組織出現異常但不明顯，缺陷區域纖維狀組織略大略長，更像是組織有輕微異常所致。而間斷性白色條紋缺陷的樣片酸侵蝕后卻查不出任何異常，通過對間斷性白色條紋缺陷進行EDS微觀元素分析，發現白色條紋缺陷里出現密集點狀物質，對其元素特性進行分析發現Ti元素比較富集，見圖1。

圖1 白色條紋EDS分析

通過EDS分析發現，白色條紋缺陷處的密集點狀物的鈦元素含量高達25.99%，鈦元素富集明顯。

3 產生因素分析

對兩類白色條紋缺陷進行分析發現，兩類缺陷產生的機理是明顯不同的。

對批量性的白色條紋缺陷卷材進行分析發現，在冷軋、箔軋均無規律可循，但其缺陷卷在鑄軋工序卻規律性很強，均來自同一鑄軋機且來自于同一副鑄嘴的一批料。通過對鑄嘴內腔留存圖片進行觀察發現，鑄嘴內腔前沿出現小氣孔，見圖2，氣孔的位置和白色條紋缺陷的位置相一致。

通過查看留存的鑄軋卷材樣板并未明顯發現表面低倍組織異常，因此此缺陷不易在鑄軋工序發現。之后通過對鑄軋工序立板操作進行調整，減少這類氣孔后發現整卷性白色條紋缺陷的數量大大減少。

對于間斷性白色條紋缺陷進行機理分析，認為主要是生產過程中鈦元素富集所致，鈦元素主要來自于鑄軋工序的鋁鈦硼絲，間斷性的出現說明鈦元素的富集不是一直存在的，而是偶發性的富集，所出現的位置不是固定的，與鑄軋工序生產時的液位、溫度波動以及鋁鈦硼絲的吸收率有關系。

圖2 鑄嘴前沿氣孔圖

4 措施改進

針對整卷固定位置出現的白色條紋，通過內部分析和討論，從3個方面制定了控制措施。

（1）規范鑄軋工序立板時的放流溫度，將放流溫度控制在20℃范圍以內，避免因放流溫度差過大造成部分鑄軋機立板時在鑄嘴前沿產生氣孔缺陷。

（2）每次停機后加強對過濾箱之后的溜槽清理，將殘留在溜槽底部和側面的鋁渣徹底清理干凈。下次立板則可有效的減少放流時因殘余鋁渣造成鑄嘴前沿結渣或形成渣孔。

（3）提高鑄嘴烘烤溫度100℃，通過提高鑄嘴的烘烤溫度，減少立板時因為鑄嘴內部結晶水在高溫鋁液沖擊下形成的水氣，從而避免在鑄嘴前沿形成氣孔缺陷。

通過上述3條措施，鋁箔工序整卷性白色條紋缺陷明顯減少，從鋁箔廠以往每月投訴一兩批次到目前整月不再投訴，改進效果明顯。

針對間斷性白色條紋缺陷進行內部分析和討論，均認為與鈦元素的沉積是有直接關系的，整個生產環節中只有加入鋁鈦硼絲后才會帶入鈦元素，而鋁鈦硼絲的均勻熔解則是控制白色條紋缺陷的關鍵，經過分析后制定了以下4點措施。

（1）提高熔煉工序保溫爐的鋁液控制溫度10℃~20℃，使保溫爐鋁液經過流槽流至鋁鈦硼絲加入點的溫度達到705℃以上，避免因鋁液溫度偏低造成鋁鈦硼絲熔解不均勻。

（2）改變鋁鈦硼絲加入方式，從順著鋁液流向加入改為逆著鋁液流向加入，以增加鋁鈦硼絲的熔化吸收，減少鈦元素的沉積，見下圖。

圖3 改進后的鈦絲加入方式

（3）增加除氣箱轉子的長度，以減少轉子葉輪到箱體底部的距離，正常生產時持續攪起底部鋁鈦硼絲沉淀，使鋁鈦硼絲沉淀物隨著鋁液流動均勻進入鋁液內部，避免了鋁鈦硼絲吸收不均勻的現象。

（4）提高前箱溫度5℃，通過提高前箱溫度來規避以前因前箱溫度處于下限時的鈦物質析出從而產生白色條紋的概率，更好的促進鋁鈦硼絲的吸收。

通過上述4條措施的執行，后續生產鋁箔產品時，鋁箔產品的間斷性白色條紋的缺陷大幅減少，產品質量明顯提高。

5 結論

通過對鑄軋法鋁箔產品的白色條紋進行研究發現：鋁箔產品的白色條紋主要產生環節在鑄軋工序，而鑄軋生產時的立板質量和鋁鈦硼絲的吸收又是控制鋁箔產品白色條紋的重點環節，通過對鑄軋立板環節的工藝參數和操作進行梳理、同時圍繞鋁鈦硼絲的吸收情況進行工藝調整是可以有效的控制鋁箔產品白色條紋的產生，從而有效的提高鋁箔產品的質量。