重熔用铝锭配料工艺条件控制分析

贺伟

摘要：铝的浇铸和铝合金生产过程中，铝锭的配比是一个不可或缺的过程，因此，控制好铝锭的配料工艺是保证鋁合金和铝合金制品质量的前提，而不同的工艺条件会对铝的铸造和加工的加工性能有很大的影响。本文作者在对重熔型铝锭配料的工艺过程中，对其工艺参数的控制和使用进行了详细的论述。

关键词：重熔用铝锭;配料;工艺条件;控制;应用

前言：重熔铸用铝锭的质量直接关系到产品的质量，所以要确保产品的质量达到生产标准。但是，由于各种因素的影响，要确保铝锭的质量，就需要对全流程进行科学、合理地分析，并根据这些问题提出相应的改进措施，以确保铝锭的浇注质量。

1.电解铝液配料工艺控制

1.1重熔用铝锭内部化学成分控制

在铸造过程中，配料是一个重要的环节，其配料是否科学、合理，直接关系到整个生产过程的质量。配料的主要目标是使混合比例达到最佳，使杂质达到最小，从而达到最佳效果。铝锭的实际品位是由金属内部的化学组成决定的，而金属中的杂质是铁，硅，铜，钙，镁，锌等，而在不同等级的重熔铝中，杂质含量是从高到低的。根据铝锭内部的化学组成，合理地压缩各主要成分的组成范围，确定其化学成分的预配比，并进行试验，以保证产品的质量。

1.2铸造用电解原铝的主要杂质成分

由于炉体结构、阳阴极结构和Al203中的杂质等原因，电解铝中含有大量的杂质，其中以铁、硅为主。FeAl3与FeAl3形成了粗大的针状体，严重降低了铝材的韧性和耐腐蚀性能，降低了合金的补缩性能。在 AL中加入 Si，可以改善 AL的流动性，减少疏松、缩孔、热裂和变形等缺陷。但硅对铝材的导电性能有很大的影响，0.1%的 Si加入后，其导电性能下降1%。因此，在电解铝的配比中应严格控制铁、硅元素的百分数。在常规条件下，电解出的铁的平均含量约为0.13%。硅的平均含量约为0.07%，在有些新的槽缝或破裂的槽中，铁和硅的成分将非常大。目前，针对不同等级的铝材配比工艺，采用“以高带低”法，将品位不同、等级、品位不一的铝液在混炼炉中进行搅拌，从而达到国家或企业的质量标准。因此，配料师要提前合理地安排好24小时的原铝出铝量，仔细地计算各个提包中的铁、硅含量，平均分配各个班次的原铝的铁、硅含量，并对质量差异大的单包作业进行调整，为各生产班的配料创造条件。

1.3单槽预分析，防止毁炉事故发生

在进行铝锭配料之前，要仔细地检查所有的电解槽的运行状况，特别是对电解槽中的铝品质波动，并对发现的问题进行及时的处理，以保证电解铝生产的安全。对铝品质波动大的电解槽，应采用采样法进行有效的分析和判定，并根据实际情况，对变动较大的电解槽采用单一包铝法或适当调节出铝量，从而提高原料的精确度。

1.4单包提前取样，合理安排出料顺序

工艺人员应根据铝土矿的实际出铝量，科学、合理地安排出矿时间、出料顺序，使大、小料的出料时间错位，避免出现不必要的矛盾，从而影响到整个出铝工作的正常进行。在此基础上，考虑到各电解槽的平均配比，保证各电解槽的配比与预配比相同。另外，要保证电解液能及时地进入搅拌炉内，防止因注浆不及时而造成的压浆现象。

1.5倒料时间控制

熔炉气体和大气中含有大量的水蒸气和氧，液体铝一旦与其发生化学反应，就会发生氧化反应。当电解铝由提包向搅拌炉中注入时，液体铝液与空气中的水蒸气、氧的接触机会增大，当接触区域增大时，就会产生剧烈的化学反应，形成大量的氧化膜。由于其微细，在铝液中呈悬浮性，容易与铝液混在一起。为了减小铝液接触面积，降低铝203的大量生成，应尽量缩短从加炉至转移注入的倒流时间。以一袋5吨的原料为例，以120秒为宜，可防止铝203大量生成，同时也可避免由于倒料时间太短而冲刷损坏搅拌炉的耐火材料。

1.6回炉控制

在确保产品品质的同时，要根据产品的使用和工艺要求，对回炉物料进行最大限度地利用。回炉料指的是铸造，机械加工，铝材加工，报废铸件，以及回收利用的铝渣。铸锭车间内的铸锭回炉，其外观品质不符合要求，可作为一类原料，其化学组成符合标准。其回炉量取决于搅拌炉的温度，通常控制在20%左右。此外，熔渣、铝合金锯屑等组成和状况比较复杂，品位低，且遗传影响最大的杂烩废料，如电解槽底部漏料或浇包中含有 AL的剩余熔渣、铝合金锯屑等。回炉物料的回收率约为2%～3%。对于 AL99.60以下的电解铝，应考虑将其单槽排出铝，或按槽间组合成一组，再将其倒入一炉或分批放入多个炉子内进行整炉配料，得到 AL99.70铝或 AL99.70 A铝。对品位极低的等外品铝液，则是通过溜槽浇注到铸型中的开包体。然后按照原料的要求，将原料放入炉中，经过一段时间的消化，是铸造车间的重要原料。

2.提高重熔用铝锭工艺质量的实践

目前，我国已有关于重熔铝锭的技术规范，但有一家公司在生产过程中采用了更严格的质量控制标准，使其杂质含量大大减少。例如Al99.70铝中，杂质标注量控制在Fe0.11%-0.19%， Si<0.13%，杂质总量<0.30%。尽管铝材Al99.85和Al99.70铝的价格差异不大，但是Al99.70铝和Al99.60铝的价格有很大差异，因此，这家公司决定只生产Al99.70铝和Al99.60铝，明显提高了经济效益。同时，公司还加大了对生产工艺的管理，使重熔用铝锭的品质得到了极大的改善。

结束语

总之，铝锭的质量是决定产品质量的关键因素，必须保证产品的质量达到生产标准。然而，由于各种因素的干扰，导致重熔铝锭的浇注工艺存在诸多问题，因此，在实际生产中，要对铝锭的全流程进行科学、合理地分析，找出影响最大的工序，并据此提出相应的改进措施，以保证生产的顺利进行，保证铸锭的质量。

参考文献

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