铝锭连续铸造机模具中铝液成型的稳定性分析

杜先有，范容凡，陈国瑞

（云南云铝海鑫铝业有限公司，云南 昭通 657000）

1 铝锭连续铸造机用途及概述

铝锭连续铸造机是电解铝厂生产重熔铝锭的专用设备，配置在铸造车间的混合炉后，将混合好的铝液浇铸成重熔铝锭成品。该设备为重熔铝锭连续铸造设备。铸造、冷却、堆垛、捆扎、打标、计量等生产工序全部在线按序一次自动完成，安全、可靠，自动化程度高。

铝锭连续铸造机（34t/h）是一种通过分配器将铝液均匀分配在铸模内，再由环形链接锭装置转接到冷却运输机上的固定式铸造设备。铸造出来的铝锭由喷淋装置对铝锭进行二次水冷却，冷却后的铝锭运输至整列运输机进行整列，码垛机器人将整列后铝锭在成品输送机上逐层码垛；码垛完成后，成品输送机将步进至称重工位完成自动称重；称重装置预留数据上传标准接口；然后经过自动打包机打捆入库。

铝锭半连续铸造机组成：1台水平铸造机（含铝锭模、水平船形浇注溜槽、铝液分配器（直通单流口、链轮驱动）和冷却系统等）、1套印锤式打印装置、1套自动接锭装置（即圆盘接锭装置）、1台喷淋冷却运输机（含冷却系统）、1台层运输机、1台专业码垛机器人系统、1台成品输送机（含1台自动铝锭称重装置、2台自动打包机（井字形打捆、配伺服打包升降旋转台，亦可切换只打其中2道，且预留激光自动打标装置位置）、标签打印机（带电脑和相应软件）、1套气动系统、1套水冷却系统、1套PLC控制系统，以及安全护栏、检修平台、跨机通道组成。

2 影响铝锭连续铸造机模具中铝液成型的因素

铝锭连续铸造机（34t/h）铸造机组的设计、制造、原理方面的缺陷对浇铸过程中模具中的铝液成型存在一定的影响，如铸机运动过程中铝液表面产生波纹。由于运输系统的不稳定导致生产出的铝锭表面存在较为明显的“水波纹”,严重影响了铝锭的外观质量。如何提升铝锭铸造机运输链系统的稳定性,减少铝液面表面“水波纹”现象，是目前相关研发人员亟待解决的关键问题之一。

评价铝锭质量主要从铝锭的形状、外观质量、化学成分3个要素来判断，铝锭中化学成分含量直接决定了铝锭的品级，其外观质量则是对铝锭生产过程精细作业的综合评价。从浇铸过程来说一般情况下重熔铝锭在铸造过程中常见的缺陷有:气孔量、夹渣的多少、飞边毛刺的光滑度、有无裂纹、波纹等。

气孔形成主要因为浇铸温度过高，铝液中气体含量多，在铝锭凝固过程中少量气泡来不及排除，在铝锭表面形成气孔(针孔)，内部应力释放不及时，从而产生热裂纹。

模具中铝液最终稳定成型有以下几个方面的原因，一个是未按规定铝液除渣剂，二是浇铸工艺控制不精确。另外飞边，毛刺，冷裂纹也是影响模具中铝液最终成型的因素。其次，温度过高导致铝锭表面热裂纹也是影响铝液最终成型的因素之一。

通过上述分析，模具中铝液最终稳定成型的影响因素主要有以下几个方面：

一是铝液除渣剂使用未达标。

二是工艺控制不精确操造成的缺陷。

三是浇铸温度控制不当，如浇铸温度与实际工艺要求温度不匹配，过高或过低都会使铝液不稳定成型，浇铸温度一般在680℃-720℃，高于铝液凝固温度30℃-50℃。

四是铸造机链条运行的平稳性。

3 影响模具输送链运行的因素

输送链平稳运行是影响铝液稳定成型的另一个原因。铸模输送链运行过程中的速度不均、抖动、不同步直接反应在模具的运动状态上。所以保证铸模输送链的稳定运行实际上是解决“铝液面有水波纹”最有效的方法。

模具链条维护是最主要的手段之一。其关键是检查其两链条张紧度是否一致，各套筒滚子是否灵活，间隙是否合适，链板之间滑动是否无卡滞现象，要将其上因飞溅的铝液渣清除，并按规定润滑。平时维护时主要检查其滚轮滚动灵活性、是否轴向有窜动、润滑油是否有溢出现象等等。

改进方案一:改进铸模轴与滚轮配合处轴的结构，改善润滑条件

改进方案二:使滚轮在导轨上的运动状态尽量平稳，保证滚轮与导轨面的接触情况和摩擦力情况相同，滚轮内表面与套筒不得出现滑动现象。

具体措施和建议:

一是保证导轨上表面平整，润滑度一致且均匀，导轨表面不得有凹坑和凸起点。

二是使套简和滚轮的润滑条件在控制范围内，让套筒相对滚轮内表面地正常转动。

4 结语

通过上述分析，影响铝锭连续铸造机（34t/h）模具中铝液成型的因素如下：

一是艺控制不当。

①铝液除渣剂使用未达标。

②工艺控制不精确操造成的缺陷。

③浇铸温度控制不当，如浇铸温度与实际工艺要求温度不匹配，过高或过低都会使铝液不稳定成型，浇铸温度一般在680℃-720℃，高于铝液凝固温度30℃-50℃。

④铸造机链条运行的平稳性。

二是铸机模具输送链运行的不稳定性。

①铸模轴与滚轮配合处轴的结构及润滑条件。

②铸模链条滚轮与导轨之间的摩擦力。

③铸模链条导轨上表面平整度，即导轨上表面的平面度误差。

④铸造机电机减速机机的转矩波动和电机振动带来的不稳定性。

⑤铸模链条老化导致轨道上各点摩擦力不均匀影响输送链的稳定性。

影响铝锭连续铸造机（34t/h）模具中铝液成型的因素呈多样性且随着时间推移而加重，分析的影响铝锭连续铸造机（34t/h）模具中铝液成型的因素从多方面分析判断，找到问题的要点再对症处理。