鋁錠連續鑄造機模具中鋁液成型的穩定性分析

杜先有，范容凡，陳國瑞

（云南云鋁海鑫鋁業有限公司，云南 昭通 657000）

1 鋁錠連續鑄造機用途及概述

鋁錠連續鑄造機是電解鋁廠生產重熔鋁錠的專用設備，配置在鑄造車間的混合爐后，將混合好的鋁液澆鑄成重熔鋁錠成品。該設備為重熔鋁錠連續鑄造設備。鑄造、冷卻、堆垛、捆扎、打標、計量等生產工序全部在線按序一次自動完成，安全、可靠，自動化程度高。

鋁錠連續鑄造機（34t/h）是一種通過分配器將鋁液均勻分配在鑄模內，再由環形鏈接錠裝置轉接到冷卻運輸機上的固定式鑄造設備。鑄造出來的鋁錠由噴淋裝置對鋁錠進行二次水冷卻，冷卻后的鋁錠運輸至整列運輸機進行整列，碼垛機器人將整列后鋁錠在成品輸送機上逐層碼垛；碼垛完成后，成品輸送機將步進至稱重工位完成自動稱重；稱重裝置預留數據上傳標準接口；然后經過自動打包機打捆入庫。

鋁錠半連續鑄造機組成：1臺水平鑄造機（含鋁錠模、水平船形澆注溜槽、鋁液分配器（直通單流口、鏈輪驅動）和冷卻系統等）、1套印錘式打印裝置、1套自動接錠裝置（即圓盤接錠裝置）、1臺噴淋冷卻運輸機（含冷卻系統）、1臺層運輸機、1臺專業碼垛機器人系統、1臺成品輸送機（含1臺自動鋁錠稱重裝置、2臺自動打包機（井字形打捆、配伺服打包升降旋轉臺，亦可切換只打其中2道，且預留激光自動打標裝置位置）、標簽打印機（帶電腦和相應軟件）、1套氣動系統、1套水冷卻系統、1套PLC控制系統，以及安全護欄、檢修平臺、跨機通道組成。

2 影響鋁錠連續鑄造機模具中鋁液成型的因素

鋁錠連續鑄造機（34t/h）鑄造機組的設計、制造、原理方面的缺陷對澆鑄過程中模具中的鋁液成型存在一定的影響，如鑄機運動過程中鋁液表面產生波紋。由于運輸系統的不穩定導致生產出的鋁錠表面存在較為明顯的“水波紋”,嚴重影響了鋁錠的外觀質量。如何提升鋁錠鑄造機運輸鏈系統的穩定性,減少鋁液面表面“水波紋”現象，是目前相關研發人員亟待解決的關鍵問題之一。

評價鋁錠質量主要從鋁錠的形狀、外觀質量、化學成分3個要素來判斷，鋁錠中化學成分含量直接決定了鋁錠的品級，其外觀質量則是對鋁錠生產過程精細作業的綜合評價。從澆鑄過程來說一般情況下重熔鋁錠在鑄造過程中常見的缺陷有:氣孔量、夾渣的多少、飛邊毛刺的光滑度、有無裂紋、波紋等。

氣孔形成主要因為澆鑄溫度過高，鋁液中氣體含量多，在鋁錠凝固過程中少量氣泡來不及排除，在鋁錠表面形成氣孔(針孔)，內部應力釋放不及時，從而產生熱裂紋。

模具中鋁液最終穩定成型有以下幾個方面的原因，一個是未按規定鋁液除渣劑，二是澆鑄工藝控制不精確。另外飛邊，毛刺，冷裂紋也是影響模具中鋁液最終成型的因素。其次，溫度過高導致鋁錠表面熱裂紋也是影響鋁液最終成型的因素之一。

通過上述分析，模具中鋁液最終穩定成型的影響因素主要有以下幾個方面：

一是鋁液除渣劑使用未達標。

二是工藝控制不精確操造成的缺陷。

三是澆鑄溫度控制不當，如澆鑄溫度與實際工藝要求溫度不匹配，過高或過低都會使鋁液不穩定成型，澆鑄溫度一般在680℃-720℃，高于鋁液凝固溫度30℃-50℃。

四是鑄造機鏈條運行的平穩性。

3 影響模具輸送鏈運行的因素

輸送鏈平穩運行是影響鋁液穩定成型的另一個原因。鑄模輸送鏈運行過程中的速度不均、抖動、不同步直接反應在模具的運動狀態上。所以保證鑄模輸送鏈的穩定運行實際上是解決“鋁液面有水波紋”最有效的方法。

模具鏈條維護是最主要的手段之一。其關鍵是檢查其兩鏈條張緊度是否一致，各套筒滾子是否靈活，間隙是否合適，鏈板之間滑動是否無卡滯現象，要將其上因飛濺的鋁液渣清除，并按規定潤滑。平時維護時主要檢查其滾輪滾動靈活性、是否軸向有竄動、潤滑油是否有溢出現象等等。

改進方案一:改進鑄模軸與滾輪配合處軸的結構，改善潤滑條件

改進方案二:使滾輪在導軌上的運動狀態盡量平穩，保證滾輪與導軌面的接觸情況和摩擦力情況相同，滾輪內表面與套筒不得出現滑動現象。

具體措施和建議:

一是保證導軌上表面平整，潤滑度一致且均勻，導軌表面不得有凹坑和凸起點。

二是使套簡和滾輪的潤滑條件在控制范圍內，讓套筒相對滾輪內表面地正常轉動。

4 結語

通過上述分析，影響鋁錠連續鑄造機（34t/h）模具中鋁液成型的因素如下：

一是藝控制不當。

①鋁液除渣劑使用未達標。

②工藝控制不精確操造成的缺陷。

③澆鑄溫度控制不當，如澆鑄溫度與實際工藝要求溫度不匹配，過高或過低都會使鋁液不穩定成型，澆鑄溫度一般在680℃-720℃，高于鋁液凝固溫度30℃-50℃。

④鑄造機鏈條運行的平穩性。

二是鑄機模具輸送鏈運行的不穩定性。

①鑄模軸與滾輪配合處軸的結構及潤滑條件。

②鑄模鏈條滾輪與導軌之間的摩擦力。

③鑄模鏈條導軌上表面平整度，即導軌上表面的平面度誤差。

④鑄造機電機減速機機的轉矩波動和電機振動帶來的不穩定性。

⑤鑄模鏈條老化導致軌道上各點摩擦力不均勻影響輸送鏈的穩定性。

影響鋁錠連續鑄造機（34t/h）模具中鋁液成型的因素呈多樣性且隨著時間推移而加重，分析的影響鋁錠連續鑄造機（34t/h）模具中鋁液成型的因素從多方面分析判斷，找到問題的要點再對癥處理。