连续铸轧技术总结(赵春航).doc

连续铸轧技术总结 我是1988年参加工作，公司的前身是冶金部铝加工试验厂，厂目的是：对变形铝合金连续铸轧技术的研发和推广，这给了解和学习连续铸轧理论知识和操作技能等方面提供了良好的条件。随着工艺规程的成熟和完善，产品质量也得到较大的提高。 在生产操作过程中，我虚心向技术人员和老师傅学习、请教。逐渐总结出一些切实可行而且行之有效的控制和提高产品质量的方法。 通过对基础理论的学习，我了解并掌握了铸轧生产过程中的铸轧板质量的有关操作和解决问题的方法。1.连续铸轧的基本原理从供料嘴子前沿到铸轧辊中心线之间的距离成为铸轧区，液体金属铝通过供料嘴进到铸轧区时，立即与两个相转动的铸轧辊相遇，液体金属铝的热量不断从垂直于铸轧辊面的方向传递到铸轧辊中，使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降，因此，液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶、凝固。随着铸轧辊的不断转动，液体金属铝的热量继续向铸轧中传递，并不断被铸轧辊中的冷却水带走，晶体不断向液体中生长，凝固层随之增厚。液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触，同时结晶，其结晶过程和条件相同，形成凝固层的速度和厚度相同，当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加，并在两个铸轧辊中心线以下相遇时，即完成了铸造过程，并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用，并给以一定的轧制加工率，是液体金属铝被铸造、轧制成铸轧板，这就是连续铸轧的基本原理。由此可见，通过供料嘴子从铸轧辊的一侧源源不断地供应液体金属铝，经过铸轧辊的连续冷却、铸造、轧制，从铸轧辊的另一侧不断铸轧出铸轧板，使进、出铸轧区的金属量始终保持平衡，这样就达到了连续铸轧的稳定过程。生产铸轧板的连续铸轧工艺流程为：炉子准备配料装炉熔化撒覆盖剂搅拌扒渣取样成分调整及再次取样倒炉静置炉内精炼静置炉与保温在线除气过滤流槽系统铸轧铸轧板。2.铝熔体质量的控制 铝熔体的质量是保证铸轧板质量的关键因素。消除铝及铝合金熔体中的气体、夹杂物和有害元素，（包括传统的静置炉内精炼和除气箱内在线精炼），同时避免铝熔体过烧和局部过热，才能得到质量上乘的铝熔体，保证铸轧板的质量和后续产品的质量。2.1控制铝熔体的含氢量 铝熔体吸氢的主要反应是铝与水的反应，低于250时，铝与空气中的水蒸汽接触发生下列反应：2Al3H2O2Al(OH)33H2； 在高于400的熔炼温度下，铝与水气发生下列反应：2Al3H2OAl2O36H.生成游离态的原子H,极易溶于铝熔体中，此反应为铝熔体吸氢的主要途径。控制铝熔体的含量采取的预防措施主要由以下几个反面：（1）、烘干炉子及耐火材料。新开炉和大修后的炉子等设备及耐火材料等，要按工艺规程规定的烘炉升温曲线严格执行，既要保证烘炉温度，又要保证在各个温度范围的保温时间，在保温炉子逐渐升温的过程中，将炉子潮气最大限度地烘干，进而降低因炉子问题而造成的铝熔体吸氢。（2）、熔体表面撒覆盖剂或打渣剂。为了防止精练好的铝熔体重新生成夹渣和吸氢，可在熔体表面撒一层覆盖剂和打渣剂，铸轧生产时，熔体中的含氢量应按工艺规程规定的数值控制越低越好，这样可减少后续产品气道等缺陷的产生。（3）流槽加盖代替燃料保温。为防止熔体精炼及在线除气后的再次吸气，流槽内不能使用燃烧液化气来调整熔体温度，这等于向熔体中直接加氢。目前通用的办法是通过在流槽上加盖，如采用电加热保温盖方法等。（4）、烘干轧辊及铸轧工具。铸轧辊、嘴子料、流槽潮湿等会造成熔体吸氢，导致铸轧板气道等缺陷的产生，对此应采取相应措施：对新磨削的铸轧辊，应进行充分烘烤、对铸轧嘴料、流槽等材料或工具，应在使用前进行前烘干，充分去除潮气。延长精炼时间。其他环节的原因，也会造成铝熔体吸氢，比如夏季空气中的潮气大，可通过适当增加精炼次数，延长精炼时间等措施来缓解这些原因造成的影响，（6）、提高精炼质量及除气效率。为确保铝熔体氢含量符合技术要求，最主要的措施应当是在确保精炼气体纯净的前提下，提高精炼质量及在线除气效率，精练时，将选好的精炼剂压入熔体接近底部，缓慢移动，这样才有利于除渣、除气。与此同时应保证在线除气设备正常运转，使实测氢含量小于技术要求规定的指标。 总之，铝熔体中氢的来源主要是水份被熔体吸收产生的，提高精炼过程的质量及减少原辅材料水份含量（或不含水份），以及对精炼好的铝熔体采取防止吸氢的措施，是保证熔体中氢含量降低的主要方法。2.2避免铝熔体过烧和局部过热 熔体过高和局部过热，不仅耗费能源，更主要的是容易使铸轧板晶粒粗大。熔体温度的不稳定，容易使液体金属产生吸氢现象，同时，熔炼过程的无序控制，还容易造成燃烧不完全和过烧现象，增加金属烧损，污染环境，以及对熔炼设备的损坏。 许多铸轧板质量缺陷是由于铝熔体过烧和局部过热而造成的。为了解决铝熔体过热和局部过热的问题，在公司和分厂进行设备改造的同时，我们在操作方法上进行积极的探索，经过反复的摸索，提出了“三、四、五”熔炼工作程序。即：“三”、补料后到倒炉前必须进行充分搅拌三次，达到熔体各部分温度均匀；“四”每次搅拌前进、后退各四部，这样既能搅拌到熔炼炉的各个角落，又利于搅拌人员的步伐协调一致；“五”每次搅拌不低于五十下，达到充分搅拌的目的。此方法能够有效的控制熔体温度，并使熔体的化学成份均匀、准确。在工段推广实施中取得了非常好的效果。3、保证立板成功率和生产正常运行 立板是铸轧分厂各种消耗最多的工作，减少立板次数，提高连续轧制时间是铸轧分厂提高产量、降低消耗的主攻方向。通过研究每次立板失败的原因和影响生产正常运转的意外停机（漏铝停机）的原因，我发现供料咀耳子与铸轧辊上下间隙过大是造成立板失败和漏铝的主要原因。通过在每次立板前采取石棉耳朵沿轧辊弧度周向打磨，使耳子弧度与轧辊的弧度一致，耳子上下弧度与轧辊弧度贴实的方法，可使耳子上下缝隙均匀且与轧辊附帖，有效地解决了立板失败这一常见技术难题。 耳朵导角小也是造成立板失败的原因之一。在立板过程中，熔融金属在铸轧区内受轧制力的作用向两侧外展，耳子导角过小，受力增强或被带出或严重磨损，耳朵磨损严重在正常生产时还易造成边部缺肉或大裂边成为铸轧质量缺陷。在争得技术员同意后，每次立板前适当加大耳子的导角角度，把角度基本控制在15-20之间，经过多年实验生产得到检验受到了比较好得成效。4.保证铸轧板的产品质量 技术标准要求铸轧板表面平整、结净、板型良好，化学成分符合国家标准或有关技术标准，不允许有裂纹、热带、夹渣、气道、孔洞及影响使用的表面偏析、条纹等缺陷。铸轧板组织细小、致密、均匀，组织不能有夹渣孔洞、分层、晶粒粗大等缺陷。质量缺陷直接影响铸轧板的产品质量，认识质量缺陷形成的原因，了解工艺参数与生产缺陷之间的因果关系，是铸轧正常生产的关键所在。通过参加公司和分厂组织的各种技术培训，我掌握了一些以调整工艺参数来预防产品缺陷产生的方法。4.1铸轧板型控制及影响因素 板型主要是控制板厚的突变，铸轧辊套凸度、预压力、铸轧区、循环冷却系统、张应力是影响板差变化的主要因素。各因素对板型的影响及控制主要体现为：（1）轧辊的凸度直接影响板厚不均性。当辊套内循环水通路局部堵塞，造成热传导不良，使得堵塞处横向板厚突然偏薄，造成纵向连续偏薄。冷轧第一道出现不均匀变形，不适合干铝箔毛料。（2）预压力对板型没有直接的影响，生产中单独调整一侧预压力，可以改变板厚。通常板坯偏薄一侧，在线减小预应力可微增板厚，避免了两边厚差过大。(3)控制铸轧区同样可以减少两边厚度差过大，经过将嘴子平台板坯偏薄侧微调后撤，单侧延长铸轧区长度，改变轧辊接触压力分布和板坯轧制变形率，微增板厚，缩小铸轧板横向厚度。当板面出现明显中心错层时，通过咀子中心线与轧辊中心线平稳来消除中心错层。（4）粘辊是板型的一大缺陷，粘辊形成沿板带纵向某一点，板厚突然增厚，形成一个台阶厚差0.15mm以上，铝箔轧制时引起断带，一定的张应力可以在一定程度对板型进行张力矫平，减少粘辊现象并改变板型。（5）辊套上温度分布不均，引起辊套表面硬度不均，使辊套生产不均匀变形，造成铸轧板硬度和厚度不均，形成纵向周期分布的局部偏厚。4.2铸轧板粗大晶粒形成及防止措施： 铸态的晶粒大小和晶粒的生长方式取决于金属液体内部的晶粒数量和凝固结晶时的冷却条件。铸轧生产中，铸轧辊具有较大的热传导系数，铸轧区内铝液与铸轧辊接触瞬间，铝液受到激冷，迅速形成稳定的凝壳，晶粒难以脱落和游离，又因为冷却强度越大，凝固结晶过冷度越大，形核率越多，夹层柱状晶粒越细小，同时还可以使整个铸轧板断面为细小晶粒。当冷却强度不足以使整个铝液温断面同时产生较大的过冷，而仅能保持胞状晶生长所需要的体液温度梯度时，铸轧板就会出现粗大晶粒，当熔体过热，静置时间过长，温度过高，也是粗大晶粒产生的原因。 粗大晶粒铸轧板，在轧制板材时表面会产生许多沿轧制方向的白色条纹缺陷，严重影响板材表面质量；在轧制铝箔时将出现针孔增多，严重影响产品质量。通过产生原因的分析，粗大晶粒的防止措施主要有以下几点：（1） 降低铸轧速度；（2）减薄铸轧板厚度；（3）适量、均匀、稳定地喷涂烟尘，防止氧化铝层增厚；（4）定期清洗铸轧辊冷却水道，除铁锈和水垢；（5）降低前箱温度；（6）添加AlTiB丝。4.3铸轧板裂边的产生原因及防止措施 在铸轧过程中金属受到轧制变形时，金属表面与轧辊表面贴合无相对滑动，由于金属变形变薄，只在金属中心有较大的后滑动，因此金属表面与内层手剪切力和压力作用，产生变形并传递到液穴的凝固硬壳内，使使凝固壳内部产生同样变形与剪切力。当变形产生的剪切力超过凝固壳金属的剪切力时，在材料的薄弱处首先裂开。当液穴越深时，凝固壳就越薄，越不坚固，抗剪切强度越低，随着轧制力越大，后滑区内层与表面剪切力就越大。在变形区内，边部金属由于同时受到来自耳子施加于两边的拉应力，这两种方向相反的应力作用使铸轧板开裂形成裂口，因此大晶粒是裂边产生又一原因。 裂边铸轧板冷轧过程中不断受到拉应力作用，裂边逐渐扩展，严重造成裂边废品，大裂边还会出现断带。防止铸轧板裂边的主要措施有：（1）适当减少铸轧区高度，并相应调整其他铸轧工艺参数，如，提高浇铸温度，控制适当液面高度，降低铸轧速度。（2）改进共咀结构，提高材质性能和加工组装质量，如，改进供料咀垫片，使得两边空间增大，保证铝液流动温度均衡，增加红耳子尖部倾斜度，在铸咀边部与耳朵间采用双保护层保温毡耳子。（3）随铸轧辊辊径减小，铸轧区长度亦调整缩短。（4）使用铝太硼丝晶粒细化剂细化结晶组织，改善加工性能。4.4铸轧板热带产生及防止措施 铸轧板热带产生主要原因：（1）由于前箱内液体金属温度偏高，在流入铸轧区时，温度分布不均，在局部温度过高处，液穴偏深，当液穴深度等于或超过铸轧区时，铸轧板表面在该处出现热带。（2）前箱液面偏低时，静压力小，使液体金属在铸轧区内局部地区供给不足。（3）铸轧速度过快，是液体金属在铸轧区内部地区尚未完全凝固，被铸轧辊带出来，形成热带。（4）供料咀局部发生堵塞造成该处铸轧区内液体供给不足，产生热带。（5）铸轧辊套局部有组织缺陷，该处有渗水现象，当水气进入铸轧区时变成气体，阻碍了液体金属供给的连续性而产生热带。 热带铸轧板在冷却过程，在拉压力的作用下，出现裂口，影响下道工序进行。热带防止措施：（1）降低温度；（2）提高液面高度；（3）降低轧制速度；（4）当产生热带周期，始终出现在一个位置，停机换辊。4.5铸轧板气道及夹渣产生原因与防止措施 铸轧板气道产生的原因是因为含氢量过高，除气不完全；夹渣是因为熔体中渣含量过高，过滤不净。 气道严重时，在冷轧几道后出现纵向开裂，较轻时，铝箔轧制时开裂断带，影响表面质量。夹渣的存在会使板带形成分层、开裂甚至出现孔洞，破坏金属组织的连续性，影响机械性能，也形成箔材针孔的原因。铸轧板气道及夹渣的防止措施主要有：（1）加强精炼，含氢量小于0.12ml/100g；（2）使用铝太硼丝Al-Ti-B；（3）使用过滤装置，夹渣小于0.1mm；（4）切卷时提速跑渣。4.6铸轧板粘辊产生原因及防止措施 铸轧板产生粘辊的原因有：（1）铸轧速度过快、熔体温度过高；（2）冷却强度低；（3）润滑辊面效果不好。 粘辊使铸轧板表面形成台阶厚差，铝箔轧制时引起断带。铸轧板粘辊防范措施主要有：（1）降低铸轧速度；（2）降低熔体温度；（3）加强冷却强度；（4）提高辊面烟尘喷涂均匀。4.7铸轧板横向波纹产生原因及防止措施： 铸轧板横向波纹缺陷产生的原因主要是：（1）在铸咀出口端面涌出的铝水抖动地与辊面接触，铝水的抖动或涡流使表面凝固层的晶体脱落，若抖动程度仅使表面凝固的晶粒体部分脱落，而不足以使表面凝固的晶体充分脱落时，铸轧板的表面就会是柱状晶和等轴晶共存，铸轧板就会产生横向波纹缺陷；（2）铸咀出口与铸轧表面间隙铝液形成一层氧化膜，因氧化膜不够硬，当前箱液面波动，铸轧机微震，以及铝液的紊流存在，较大氧化膜较易抖动与辊面接触使铝液结晶时表面组织柱状晶和等轴晶共存，即造成横向波纹。（3）咀唇部越厚，间隙越大，涡流越剧烈，容易造成横向波纹。 横向波纹在冷轧时，波纹间距加长，影响板材表面质量，防止措施是：适当地