一、前言

    目前、我國(guo)大部分電解(jie)鋁(lv)(lv)廠把(ba)電解(jie)鋁(lv)(lv)液通過精(jing)煉,除渣除氣(qi),然后鑄造成重熔鋁(lv)(lv)錠(ding)出售;而鋁(lv)(lv)型材廠購回上(shang)述鋁(lv)(lv)錠(ding),重新熔煉鑄造,生產(chan)擠壓用鋁(lv)(lv)合金(jin)圓錠(ding).

    假若在高溫電(dian)(dian)(dian)解鋁液(ye)添加合金,直(zhi)接(jie)熔(rong)煉鑄造成鋁合金圓錠,縮(suo)短(duan)了工藝過程(cheng),省(sheng)(sheng)掉了鋁錠重熔(rong)工序,節省(sheng)(sheng)設(she)備投資和人工工資.利用(yong)電(dian)(dian)(dian)解原鋁液(ye)直(zhi)接(jie)生產圓錠,只要工藝措施(shi)得當,產品質量(liang)完全符合擠(ji)壓生產工藝的要求.熔(rong)煉鑄造成本(ben)300元/t-A,其中(zhong)燒損0.8%左右(you)、油耗4kg/t-A、電(dian)(dian)(dian)耗14kw/t-A、人工工資24元/t-A等.

    采用(yong)短流程生產(chan)工藝,充分(fen)利用(yong)了電解鋁(lv)液(ye)的高溫熱能,節約了寶(bao)貴的能源,減(jian)少(shao)(shao)(shao)了煙(yan)氣(qi)、粉(fen)塵對環境(jing)的污染,減(jian)少(shao)(shao)(shao)了鋁(lv)液(ye)的燒損1%左(zuo)右,每噸產(chan)品(pin)可以節約油料60kg以上,節電30多度,每一噸產(chan)品(pin)至少(shao)(shao)(shao)創造經濟效益500-600元.

    然而,有些生產單位使(shi)用(yong)設備過于簡陋,對電(dian)解鋁液的(de)特性缺乏了解,工(gong)藝措施不當(dang),圓(yuan)鑄(zhu)錠質量(liang)存在非金屬夾雜多、氣體含量(liang)高、晶(jing)體粗大、裂(lie)紋等質量(liang)缺陷.只要采取適當(dang)的(de)工(gong)藝技術措施,加(jia)強管理,完全可以(yi)生產出(chu)優質圓(yuan)錠,滿足用(yong)戶的(de)需求.

    二、電解(jie)原(yuan)鋁液(ye)的特(te)性

    1、電解原(yuan)鋁液溫(wen)度(du)高(gao),氣體含量高(gao)

    眾所周知,電(dian)(dian)解(jie)(jie)鋁生產過程是(shi)在高溫條件(jian)下(xia)的電(dian)(dian)化學過程.當今,隨著(zhu)科學技術的發(fa)(fa)展,電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)容量(liang)越來越大(da),電(dian)(dian)流(liu)強度(du)(du)高達350-500KA,電(dian)(dian)流(liu)效率(lv)達到94-95%.電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)以碳塊為(wei)陽極,以半(ban)石墨化碳塊作陰極,一般溫度(du)(du)在950-960℃之間.電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)成份(fen)很復(fu)雜,除(chu)主(zhu)成份(fen)冰晶(jing)石之外,還加有Al2O3、CaF2、MgF2等,它們的含(han)量(liang)分別為(wei)1.38-2.88% 、4.88-5.88% 和0.47-0.87% ;含(han)水(shui)率(lv)除(chu) AlF3 ≤7.5%外,其他(ta)均小于(yu)或等于(yu)1.0%.上述物料中的水(shui)份(fen)分別為(wei)附著(zhu)水(shui)和結(jie)晶(jing)水(shui),附著(zhu)水(shui)在高溫條件(jian)下(xia),易于(yu)蒸發(fa)(fa)去(qu)掉,而結(jie)晶(jing)水(shui)在電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)中進行化學反應3H2O+2AL→Al2O3+6[H],[H]溶解(jie)(jie)于(yu)電(dian)(dian)解(jie)(jie)鋁液中,鋁液溫度(du)(du)越高,原子氫(qing)的飽和濃度(du)(du)越大(da).

    除了氫之(zhi)外(wai)電解(jie)鋁液(ye)還含有CO2、CO、CH4 和 N2.電解(jie)原鋁液(ye)氣(qi)體(ti)含量組成范圍(wei)也很寬,H2:53-96%;CO2:2.5-30%;CO:20%;CH4:2.5%; N2:2.5%.對(dui)氣(qi)體(ti)含量高的電解(jie)原鋁液(ye),必須(xu)采取行之(zhi)有效的除氣(qi)措施,才能消除它(ta)們的危(wei)害.

    2、電解原鋁液雜質含量(liang)多

    液(ye)態(tai)原鋁(lv)(lv)中的雜質主要(yao)為非(fei)(fei)金屬雜質,也有少量金屬雜質.非(fei)(fei)金屬雜質含量最多為氧化(hua)(hua)鋁(lv)(lv),其次是氟化(hua)(hua)鹽、碳化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)和氮化(hua)(hua)鋁(lv)(lv).電(dian)(dian)解(jie)(jie)過程中,加(jia)入電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)中的氧化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)是砂(sha)狀(zhuang)氧化(hua)(hua)鋁(lv)(lv).砂(sha)狀(zhuang)氧化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)由α-Al2O3和γ-Al2O3,α-Al2O3≥25%;α-Al2O3呈球狀(zhuang)、比重大(da)、質地致密、表(biao)面積小,在電(dian)(dian)解(jie)(jie)質中,溶解(jie)(jie)速(su)度(du)慢,來不(bu)及溶解(jie)(jie)的α-Al2O3往往沉(chen)淀于槽(cao)底,少量混入陰極鋁(lv)(lv)液(ye)中.而(er)γ-Al2O3活性大(da),溶解(jie)(jie)速(su)度(du)快,一(yi)(yi)般不(bu)會在電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)底沉(chen)積.一(yi)(yi)般來說(shuo),電(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)24小時抽取鋁(lv)(lv)液(ye)一(yi)(yi)次,混入鋁(lv)(lv)液(ye)中的α-Al2O3 隨同鋁(lv)(lv)液(ye)一(yi)(yi)塊進(jin)入鋁(lv)(lv)液(ye)抬包,倒進(jin)熔鑄(zhu)生產系統的熔煉爐內.

    電(dian)解原(yuan)鋁液中的(de)(de)金屬(shu)雜(za)質(zhi)(zhi)有(you)硅、鐵、鋅、鈦(tai)、鈉等,但最主(zhu)要(yao)的(de)(de)金屬(shu)雜(za)質(zhi)(zhi)還是(shi)硅和鐵.這些雜(za)質(zhi)(zhi)的(de)(de)來(lai)源主(zhu)要(yao)有(you)兩個方面:一是(shi)來(lai)自(zi)原(yuan)料及材料,例如采(cai)用堿法生產的(de)(de)氧化鋁原(yuan)料含(han)有(you)SiO2、Fe2O3、TiO2、ZnO、Na2O 等雜(za)質(zhi)(zhi),通(tong)過電(dian)解,生成了Si、Fe、Ti、Zn、Na等金屬(shu).二是(shi)來(lai)自(zi)電(dian)解槽內襯、工具、設備(bei)、塵(chen)土及其他.

    順便說一(yi)下,在高溫液(ye)(ye)態鋁中,碳與鈦反應生成(cheng)TiC,TiC是液(ye)(ye)態鋁合金(jin)在凝(ning)固過程中很好的(de)非自(zi)發(fa)晶核,TiC的(de)成(cheng)核作用(yong)優(you)于TiB2粒(li)子,有利于合金(jin)鋁液(ye)(ye)結晶時細化其晶粒(li),可(ke)惜含量(liang)太低.

    我(wo)國(guo)是全世界原鋁(lv)(lv)(lv)(lv)產(chan)量最多的(de)(de)國(guo)家(jia),采用短流程(cheng),利用電解(jie)原鋁(lv)(lv)(lv)(lv)液(ye)(ye)太陽能電池直接生(sheng)產(chan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)加(jia)工所(suo)需要的(de)(de)扁錠和(he)圓錠,這是鋁(lv)(lv)(lv)(lv)工業發展的(de)(de)必由之路,也引(yin)起了(le)有關(guan)部門的(de)(de)高度(du)重視.有些大(da)型(xing)電解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)企業,例如貴州鋁(lv)(lv)(lv)(lv)廠、青海鋁(lv)(lv)(lv)(lv)廠、包(bao)頭鋁(lv)(lv)(lv)(lv)廠、青銅峽鋁(lv)(lv)(lv)(lv)廠等,近幾年來,引(yin)進(jin)歐美國(guo)家(jia)的(de)(de)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)和(he)先(xian)進(jin)設備,相(xiang)繼建成了(le)自動化(hua)程(cheng)度(du)高技(ji)術(shu)一(yi)流的(de)(de)熔鑄(zhu)生(sheng)產(chan)線,主(zhu)體設備包(bao)括(kuo)大(da)型(xing)熔煉爐,大(da)型(xing)液(ye)(ye)壓(ya)傾動靜置爐,大(da)功率電磁攪(jiao)拌器(qi),在線氬(ya)氣除氣系(xi)統,液(ye)(ye)壓(ya)鑄(zhu)造機及鑄(zhu)錠均勻化(hua)裝備等.通過投料(liao)試(shi)車生(sheng)產(chan),產(chan)品(pin)質量上佳,取得了(le)很好的(de)(de)經濟和(he)環境效(xiao)益.

    也有一(yi)些企(qi)業,投(tou)資數百萬元,建三臺15噸熔煉爐(lu)、兩臺鋼絲繩鑄造(zao)機、一(yi)臺單軌(gui)天車、一(yi)套偱環水系統,產(chan)能(neng)也可(ke)以達到75000噸/年.但是設備過于(yu)簡陋,技(ji)術裝備差(cha)(cha),又不尊(zun)重學科,疏于(yu)管(guan)理,粗制濫造(zao),產(chan)品質量差(cha)(cha),問題成堆.對于(yu)這(zhe)一(yi)類企(qi)業,如何進(jin)(jin)行設備改造(zao),加強(qiang)技(ji)術管(guan)理,改進(jin)(jin)工(gong)藝(yi)技(ji)術措施,完(wan)善工(gong)藝(yi)制度,生(sheng)產(chan)合格(ge)產(chan)品.在這(zhe)里,談談自己(ji)的看法(fa),供同行參考.

    三(san)、用電解原(yuan)鋁液生產園錠(ding)的工藝(yi)技術措施

    1、熔煉(lian)工藝技術的改進(jin)

    采(cai)用電解原鋁(lv)液生產鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)圓(yuan)錠(ding),普通6063鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)占90%以上,偶爾也(ye)生產一點3003、6061、6082、6005、5052之類的(de)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin).這些鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)生產,固(gu)液相溫度(du)范(fan)圍(wei)小,冷熱(re)裂紋傾向小,技術難度(du)小.不像2XXX系列硬(ying)鋁(lv)和(he)7XXX系列超硬(ying)鋁(lv)那樣,合(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分元(yuan)素(su)多,范(fan)圍(wei)寬,由于結(jie)晶溫度(du)范(fan)圍(wei)寬,固(gu)液區塑性(xing)低,具有極大的(de)形成(cheng)熱(re)裂紋和(he)疏松的(de)傾向性(xing),同時還應考慮(lv)雜(za)質元(yuan)素(su)Si、Fe的(de)比例對合(he)金(jin)(jin)(jin)性(xing)能(neng)帶來(lai)(lai)的(de)影響,考慮(lv)采(cai)用加(jia)入(ru)銅、錳、鉻、來(lai)(lai)改善(shan)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)耐蝕性(xing),加(jia)入(ru)鈦、鋯改善(shan)鑄錠(ding)和(he)再結(jie)晶組織.

    熔(rong)(rong)(rong)煉爐(lu)(lu)在(zai)倒(dao)鋁水之前,先把不(bu)帶水份的(de)(de)干(gan)燥頭尾(wei)料(liao)加到熔(rong)(rong)(rong)煉爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)底.鋁電解槽液(ye)(ye)溫(wen)度很高,正(zheng)常情況下(xia)高達950-965℃,槽底鋁液(ye)(ye)溫(wen)度也不(bu)低于940℃.鋁液(ye)(ye)倒(dao)進(jin)熔(rong)(rong)(rong)煉爐(lu)(lu)之后,還(huan)有820-860℃.為了防止(zhi)高溫(wen)下(xia)鋁液(ye)(ye)氧化(hua),立即撒上一(yi)層覆蓋(gai)劑覆蓋(gai)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)表面(mian).由于覆蓋(gai)劑的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)點比鋁液(ye)(ye)溫(wen)度低,密度比熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)小,還(huan)具有良好的(de)(de)潤濕性能,在(zai)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)表面(mian)形成一(yi)層連續的(de)(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)保護膜,將爐(lu)(lu)內熔(rong)(rong)(rong)體(ti)(ti)(ti)與(yu)空氣隔開(kai).

    一般情況下,氧氣或(huo)水蒸汽不能或(huo)很(hen)少(shao)能透過此覆蓋層與鋁液進行反(fan)應,而溶解在電(dian)解液中(zhong)的氫原子由于其半徑很(hen)小,則可以穿(chuan)透覆蓋層而逸出.

    由(you)于電解原鋁液氣(qi)體與(yu)雜質含量(liang)高,針對上述成份(fen)特點,必(bi)須加(jia)強(qiang)熔體精(jing)(jing)煉(lian)工(gong)序.精(jing)(jing)煉(lian)通(tong)常采用(yong)粉(fen)狀(zhuang)精(jing)(jing)煉(lian)劑、用(yong)氮(dan)氣(qi)吹煉(lian);首(shou)先必(bi)須確保精(jing)(jing)煉(lian)劑和氮(dan)氣(qi)質量(liang).生(sheng)(sheng)產(chan)6063鋁合金鑄錠,一(yi)般采用(yong)1#精(jing)(jing)煉(lian)劑;目(mu)前、國內市售精(jing)(jing)煉(lian)劑種(zhong)類繁(fan)多,而絕大多數企業均以保密為(wei)(wei)由(you),不(bu)(bu)向用(yong)戶說明(ming)成分組成,加(jia)之(zhi)供應商之(zhi)間價格競(jing)爭(zheng)激烈,個別不(bu)(bu)良精(jing)(jing)煉(lian)劑生(sheng)(sheng)產(chan)廠家便從化工(gong)原料(liao)選(xuan)用(yong),配方搭配及加(jia)工(gong)方法(fa)上偷工(gong)減料(liao),精(jing)(jing)煉(lian)劑一(yi)定要確保質量(liang),認真選(xuan)用(yong).深圳派瑞科治金材(cai)料(liao)有限公司的(de)精(jing)(jing)煉(lian)劑質量(liang)較(jiao)好,不(bu)(bu)妨試用(yong)一(yi)下.氮(dan)氣(qi)自己不(bu)(bu)能制(zhi)造,采用(yong)市售工(gong)業氮(dan)氣(qi),純(chun)度為(wei)(wei)99%,那么氮(dan)氣(qi)還有1%的(de)氧(yang)氣(qi)和水(shui)(shui)份(fen),吹氣(qi)時間越(yue)長,帶到(dao)鋁液中的(de)水(shui)(shui)份(fen)及氧(yang)氣(qi)越(yue)多.精(jing)(jing)煉(lian)所用(yong)氮(dan)氣(qi)必(bi)須確保氮(dan)氣(qi)純(chun)度≥99.995%.建一(yi)條流量(liang)為(wei)(wei)20M3的(de)制(zhi)氮(dan)生(sheng)(sheng)產(chan)線,設(she)備(bei)投產(chan)不(bu)(bu)到(dao)20萬元(yuan),最多一(yi)年(nian)收回設(she)備(bei)投資.既保證(zheng)了氮(dan)氣(qi)純(chun)度,又(you)節約了生(sheng)(sheng)產(chan)成本何樂而不(bu)(bu)為(wei)(wei).

    采用優質(zhi)精(jing)(jing)煉(lian)劑和高(gao)純氮氣,在(zai)730-750℃溫(wen)度條件下,進行兩次(ci)精(jing)(jing)煉(lian).第(di)一(yi)次(ci)精(jing)(jing)煉(lian)精(jing)(jing)煉(lian)劑用量2.5kg/t-A,精(jing)(jing)煉(lian)時(shi)間25-30min;精(jing)(jing)煉(lian)后(hou)扒渣、加鎂、補火.第(di)二次(ci)精(jing)(jing)煉(lian)精(jing)(jing)煉(lian)劑用量1.5kg/t,精(jing)(jing)煉(lian)時(shi)間15-20min.第(di)二次(ci)精(jing)(jing)煉(lian)完(wan)成之(zhi)(zhi)后(hou),扒渣、取樣分析(xi)、成份合(he)格之(zhi)(zhi)后(hou),再撒一(yi)層覆(fu)蓋劑,爐內靜置30min.

    采(cai)用(yong)(yong)熔(rong)劑吸附精(jing)煉(lian),精(jing)煉(lian)的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)(guo)除了與(yu)精(jing)煉(lian)劑的(de)(de)(de)好壞氮(dan)氣(qi)(qi)純(chun)度(du)的(de)(de)(de)高低息息相關之外,而且與(yu)精(jing)煉(lian)的(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)也(ye)密(mi)(mi)切相關.因為吹(chui)氣(qi)(qi)精(jing)煉(lian)是建立在分(fen)(fen)(fen)壓擴散(san)(san)除氣(qi)(qi)和(he)浮選(xuan)除渣基(ji)礎上的(de)(de)(de).只有(you)與(yu)精(jing)煉(lian)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)、粉劑產(chan)生緊(jin)密(mi)(mi)接觸的(de)(de)(de)區域才有(you)精(jing)煉(lian)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong).操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)工人必(bi)須遵(zun)守操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)規程,讓(rang)精(jing)煉(lian)器沿(yan)著(zhu)爐底,在熔(rong)煉(lian)爐四角(jiao),前(qian)后左右均勻移動,讓(rang)所有(you)的(de)(de)(de)鋁液都與(yu)精(jing)煉(lian)劑、氮(dan)氣(qi)(qi)充分(fen)(fen)(fen)接觸,不留(liu)死角(jiao).氣(qi)(qi)體(ti)(ti)精(jing)煉(lian)的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)(guo)更(geng)主(zhu)要取決于氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)度(du)和(he)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)大(da)小.氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)尺寸愈(yu)小,除氣(qi)(qi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)(guo)愈(yu)好.因為氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)愈(yu)小,則由同體(ti)(ti)積氣(qi)(qi)體(ti)(ti)造(zao)成的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)數愈(yu)多,表面(mian)積愈(yu)大(da);而且上浮速度(du)越慢;與(yu)熔(rong)體(ti)(ti)接觸的(de)(de)(de)時間越長.采(cai)用(yong)(yong)普通丁字形(xing)精(jing)煉(lian)器時,氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)直(zhi)徑約為10mm ,效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)(guo)非常好;若采(cai)用(yong)(yong)直(zhi)徑15mm鋼(gang)管作(zuo)(zuo)精(jing)煉(lian)器,氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)直(zhi)徑可達300mm以上,使(shi)用(yong)(yong)更(geng)多的(de)(de)(de)氮(dan)氣(qi)(qi),除氣(qi)(qi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)(guo)依然(ran)很(hen)差(cha).

    采用(yong)(yong)熔(rong)劑吸(xi)附(fu)精(jing)劑,精(jing)煉劑直接(jie)與鋁融體(ti)(ti)相(xiang)接(jie)觸(chu),通過(guo)吸(xi)附(fu)擴(kuo)(kuo)散(san)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),從而(er)達到除(chu)渣(zha)的(de)(de)良好效果.同時(shi),精(jing)煉劑也還有除(chu)氣(qi)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong).熔(rong)劑的(de)(de)除(chu)氣(qi)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)主要表現在三(san)(san)個(ge)方面:一是(shi)隨(sui)絡(luo)合物(wu)γ-Al2O3.XH的(de)(de)除(chu)去(qu)而(er)除(chu)去(qu)被氧(yang)化(hua)夾雜所吸(xi)收的(de)(de)部分(fen)絡(luo)合氫.二是(shi)熔(rong)劑產生分(fen)解(jie)(jie)而(er)與熔(rong)體(ti)(ti)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)時(shi)形成氣(qi)態產物(wu),進行擴(kuo)(kuo)散(san)除(chu)氫.三(san)(san)是(shi)熔(rong)體(ti)(ti)表面氧(yang)化(hua)膜被熔(rong)劑中(zhong)的(de)(de)冰晶石溶解(jie)(jie)而(er)使得熔(rong)解(jie)(jie)于鋁液中(zhong)的(de)(de)原子氫向大氣(qi)擴(kuo)(kuo)散(san)變得容易.

    靜置的目的:一是(shi)便(bian)于精煉(lian)油載體上游將鋁液(ye)(ye)中(zhong)的氣體和細小的非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)帶出液(ye)(ye)面,二是(shi)便(bian)于大塊的非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)下沉(chen)至爐底.

    2、鑄造(zao)工藝技術(shu)的改進

    由于(yu)(yu)電(dian)解原鋁(lv)(lv)(lv)(lv)液與鋁(lv)(lv)(lv)(lv)錠重熔鋁(lv)(lv)(lv)(lv)液配(pei)成鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金精煉之(zhi)后,其性質仍(reng)然有所區(qu)別,前(qian)者雜質含量稍(shao)高(gao),粘度(du)(du)稍(shao)大,流(liu)動性稍(shao)差(cha).固(gu)此,在鑄(zhu)造(zao)(zao)圓錠時(shi),為了保證(zheng)流(liu)動性,前(qian)者的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)溫度(du)(du)應(ying)比(bi)后者高(gao)10℃左右(you),對(dui)于(yu)(yu)6063鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金來說,應(ying)把(ba)鑄(zhu)造(zao)(zao)溫度(du)(du)控制(zhi)在725-740℃.連續鑄(zhu)造(zao)(zao)時(shi),合金液的(de)(de)流(liu)動性愈好,則鑄(zhu)錠在凝固(gu)期間(jian)產生的(de)(de)縮孔更(geng)易得到(dao)補縮,鑄(zhu)錠在凝固(gu)末(mo)期收縮受阻而產生的(de)(de)熱裂紋也(ye)更(geng)易得到(dao)及(ji)時(shi)的(de)(de)焊合,鑄(zhu)錠表面形成冷隔(ge)的(de)(de)傾向性也(ye)更(geng)小,對(dui)于(yu)(yu)氣體和雜質的(de)(de)上浮(fu)也(ye)有好處.因(yin)此,只有稍(shao)許提高(gao)電(dian)解原鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金液的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)溫度(du)(du),提高(gao)其流(liu)動性,方能獲得優(you)良的(de)(de)圓錠.

    根據鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)特點,晶(jing)(jing)核(he)的(de)(de)形(xing)成(cheng)不是來源于(yu)(yu)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)液(ye)過冷而自發生核(he),實際(ji)上總是產生于(yu)(yu)鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)活(huo)(huo)性雜(za)質.電解原鋁(lv)液(ye)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)雜(za)質含量雖然高(gao)于(yu)(yu)鋁(lv)鑄重熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)液(ye)中(zhong)的(de)(de)雜(za)質,但前(qian)者中(zhong)的(de)(de)雜(za)質長時(shi)間處(chu)于(yu)(yu)940-960℃的(de)(de)高(gao)溫環境(jing)下,已經喪失了其活(huo)(huo)性變成(cheng)了惰性雜(za)質,不能成(cheng)為結(jie)晶(jing)(jing)核(he)心.所以(yi)用(yong)電解原鋁(lv)液(ye)生產鋁(lv)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)圓錠,只有依(yi)靠外來晶(jing)(jing)核(he),增(zeng)大Al-Ti-B絲的(de)(de)用(yong)量,才能得(de)到晶(jing)(jing)粒(li)細小的(de)(de)等軸晶(jing)(jing)組(zu)(zu)織.通過生產實踐表明,Al-Ti-B絲用(yong)量應增(zeng)大到3.5-4.0kg/t,比重熔(rong)(rong)鋁(lv)錠合(he)(he)(he)金(jin)(jin)液(ye)要(yao)增(zeng)加50%,否則,圓鑄中(zhong)會產生粗大的(de)(de)等軸晶(jing)(jing)或柱狀晶(jing)(jing)組(zu)(zu)織.

    鑄(zhu)錠(ding)(ding)的(de)結晶速(su)度(du)(du)是決定鑄(zhu)錠(ding)(ding)品質的(de)重要(yao)因素(su),通(tong)常,結晶速(su)度(du)(du)愈(yu)大(da),鑄(zhu)錠(ding)(ding)的(de)結晶組織愈(yu)細(xi)小(xiao),力(li)學性能就愈(yu)好.降低偱(xun)環水(shui)溫度(du)(du),增大(da)冷卻水(shui)壓力(li),可以降低鑄(zhu)錠(ding)(ding)表(biao)面(mian)溫度(du)(du),提高鑄(zhu)錠(ding)(ding)凝殼(ke)內的(de)溫度(du)(du)梯度(du)(du),增加導熱強度(du)(du),有(you)利于提高鑄(zhu)錠(ding)(ding)的(de)結晶速(su)度(du)(du).在(zai)生(sheng)產實踐中,確保(bao)鑄(zhu)錠(ding)(ding)不產生(sheng)熱裂紋的(de)前提下,盡(jin)量(liang)提高鑄(zhu)造(zao)速(su)度(du)(du).

    用電解(jie)原鋁液生產(chan)的(de)(de)(de)(de)6063鋁合(he)金圓錠(ding)(ding),頭尾料與重(zhong)熔鋁錠(ding)(ding)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)有很大的(de)(de)(de)(de)差別,頭部往往產(chan)生粗晶(jing)組織,尾部夾氣嚴重(zhong).鑄(zhu)造(zao)開始時,有意識在流(liu)槽中放一些Al-Ti-B絲(si),或增(zeng)大喂絲(si)機(ji)的(de)(de)(de)(de)速(su)度,還是難以(yi)消除粗晶(jing)組織,因此,鋸切時,增(zeng)加頭部長度為鑄(zhu)錠(ding)(ding)直(zhi)徑的(de)(de)(de)(de)2倍,可以(yi)去掉粗晶(jing)組織.

    鑄(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)尾(wei)端,晶粒組(zu)織仍然是細(xi)小(xiao)等軸晶組(zu)織,主要(yao)表現為鑄(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)結構疏(shu)松,氫氣含量(liang)高.由于鑄(zhu)(zhu)造過(guo)程即將結束,爐(lu)內金屬液(ye)(ye)量(liang)少(shao),溫(wen)度(du)低(di),流(liu)動(dong)性差.適當降低(di)鑄(zhu)(zhu)造速度(du),合金液(ye)(ye)還(huan)是難以(yi)完全補充合金在液(ye)(ye)態和凝(ning)固態的(de)體積(ji)收縮(suo)而(er)產生的(de)細(xi)小(xiao)而(er)分散的(de)孔洞,于是便導(dao)致了宏(hong)觀(guan)和顯微(wei)收縮(suo)疏(shu)松的(de)形成.尾(wei)部鋸切(qie)長度(du)控制(zhi)在鑄(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)直徑的(de)1.5倍.只有切(qie)足頭尾(wei)廢料,才(cai)能確保(bao)產品質量(liang).

    四、結論

    1、電解原鋁液具有溫(wen)度高(gao)(gao)、氣體含量(liang)高(gao)(gao)、雜質多、結晶形核活(huo)性質點少的(de)特點.

    2、在(zai)熔(rong)劑吹氮精(jing)煉時,選(xuan)用(yong)優質(zhi)熔(rong)劑、高(gao)(gao)純氮氣(qi),加大熔(rong)劑用(yong)量(liang)到(dao)4.0kg/t,精(jing)煉時間延(yan)長到(dao)40-50min,充分除(chu)渣排氣(qi),提高(gao)(gao)鋁合金液質(zhi)量(liang).

    3、6063鋁(lv)合(he)金鑄(zhu)造溫(wen)度為(wei)725-740℃,Al-Ti-B細(xi)化(hua)劑添加(jia)量為(wei)3.5-4.0kg/t,降(jiang)低水溫(wen),增大水壓,提(ti)高結(jie)晶(jing)速度,可以(yi)生產出晶(jing)粒細(xi)小的優質圓鑄(zhu)錠.

    4、留足頭、尾料,去除(chu)頭尾段(duan)質量缺陷(xian),保證產(chan)品(pin)質量.

    作者:曾奇才,鄒萬軍