铸轧工艺技能培训材料

铸轧工艺技能培训材料铸轧工艺技能培训材料 中铝瑞闽铝板带有限公司铸轧工艺技能培训铝及铝合金基本知识介 绍1 1铝的性质 1 密度小密度范围在2 63 2 85g cm3之间 一般计算时取2 7g cm3 2 导电性和导热性好 3 化学性比较活泼主要由于铝的晶体结构为面心立方结构 4 塑性和延伸性好 具有良好的加工性能 1 2铝合金的分类铝合金分为以下几种1 3变形铝合金牌号表示方法 采用国际四位数表示方法第一位数表示合金系 第二位数在纯铝中 表示受控杂质的个数 在铝合金中表示对原合金改进的次数 第 三 四位数在1 中表示Al含量百分小数点后的最低含量 在其 他系列中无特殊意义 只是为了相互区别 例如1100合金其中 00 表示铝的含量为99 00 1235合金其中 3 5 表示铝的含量为99 35 铝合金铸造铝合金变形铝合金热处理可强化热处理不可强化纯铝1 Al Mn合金3 Al Mg合金5 Al Cu合金2 Al Si合金4 Al Mg Si合金6 Al Zn合金7 还有其它合金元素为主的铝合金8 备用系9 铸轧机可生产的铝合金为1 3 5 8 熔炼部分熔炼目的获得化学成分 温度符合要求 纯洁度高的 熔体 1 1熔炼的设备熔炼的设备分为熔炼炉和保温炉 或称静置炉 蓄 热式烧嘴熔炼炉如下图我公司的熔炼炉采用是燃油火焰反射炉 轻柴油 现有铸轧炉组是 黑格慕林 提供的双通道热交换 雾化空气 反射炉 炉组容量为熔炼炉25吨 静置炉30吨 1 2熔炼炉内气氛熔炼炉内气氛指熔炼炉内的气体组成 熔炼时炉内气氛包括空气 燃烧物及燃烧产物 炉内气氛随熔炼炉型及结构所用燃料的不同而含有不比例的H 2 Q 2 H2O CO 2 CO N 2 SO 2 及碳氢化合物 燃油反射炉内气体氧 二氧化碳 一氧化碳 氢水蒸气 溶解在铝 合金熔体中最主要的气体是氢 铝合金在熔炼过程中易吸气 超温 更为严重 和氧化 从而使铝熔体中含有大量的夹杂物 造成炉气不稳定和燃烧状态不同 炉内有大量的H2O 主要再生床再 生床排烟助燃熔炼炉I IIA BCD大油枪I工作 A关 B开 C开 D关 大油枪II工作 A开 B关C 关 D开 烟囱熔炼炉示意图炉料燃料中吸附水分 空气 燃油 此外炉气中水蒸汽含量还与环境的湿度有关 湿度越大 炉气中水 蒸汽含量越多 根据铸轧实际生产情况氢的溶解是在铝液中最易溶解的气体 其含 量在所溶解的气体占90 氢是造成铸轧及下道工序产生气孔 疏松板带 起皮的重要原因 铝合金在熔炼过程中易吸氢和氧化从而使铝熔体中含有大量的夹杂 物 减少氢含量的措施 1 减少炉料含水量 2 控制炉气性质 不超温 炉前准备 3 采用覆盖剂覆盖 4 彻底精炼除气 常用有覆盖剂 精炼剂 清炉剂 打渣剂 覆盖剂是碱土金属氯化物 作用 表面张力小 润湿性好 覆盖隔离铝液 减少铝液吸气和烧 损 精炼剂 氟化物 作用吸附溶解的AL2O3等夹渣 便于渣铝分离 增 大净化效果 精炼 过滤 1 3熔炼工艺流程熔炼工艺流程如下熔炼炉的准备 烘炉 洗炉 清 炉 备料 投料 熔化 点火 停火 搅拌 预分析 配料 搅拌 精炼 扒渣 转炉 1 熔炼炉准备烘炉新 中 大修后 炉子都要按烘炉制度进行烘 炉 以驱赶潮气 清炉将炉内残留渣彻底清出炉外以保证炉膛清洁 洗炉将残留在熔池里的不合格成分金属和炉渣清除干净以免污染其 它合金 清炉将炉内残留渣彻底清出炉外以保证炉膛清洁 在熔炼过程中出现炉渣 经过扒渣后 还会吸附在炉底和炉壁上 日积月累后占据了炉子大量地方 导致投料量的减少 大量的炉渣 污染Al熔体 提高了柴油烧损能力 最不可取 加大各种有害气体 存在的可能 所以必须清炉 清炉分为冷清炉和热清炉两种 2 备料根据工艺要求 将纯铝锭 废料 再生锭等 或电解铝水 准备在料斗 或真空包 中 炉料区分Fe SiCu CaMg其余总和纯铝锭99 85 0 120 080 0050 030 030 0150 15一道 红色横线99 80 0 150 100 010 030 030 020 20一道红色横线99 70 0 200 130 010 030 030 050 30二道红色坚线99 60 0 250 180 01 0 030 030 030 40三道红色坚线99 50 0 300 250 020 030 050 050 50四道红色坚线99 00 0 500 450 020 050 050 051 00废料根据其 厚度 形状 污染程度分为一级废料 二级废料 三级废料 一级废料为立板废卷 放流块板样 废卷1 2mm以上冷轧废料 2 0m m以上冷轧切头 切尾料 适用加入高要求产品内 如BP等产品 而且按工艺要求的比例加 入 废料越薄 其烧损 即损失量的百分比 越大 造渣越厉害 对产 品质量不利 我公司废料标色红色为 1235 1050合金 绿色为 1100 8011合金 黑色为 3003合金 黄色为 3105合金 蓝色为 5052 5005合金 备料时的数量必须估算准确 防止炉料太多使铝 液溢出 3 投料即将备好的料投入熔炼炉中 为减少烧损 装炉时先装小块料 后装薄板废料 大块料 最后装 铝锭 4 熔化 点火 停火 点火时间需保证铸轧过程的连续性 同时保证铝水在熔炼炉 停留时间尽可能短 停火时间主要控制熔体的熔炼温度 铝的熔点为660 理论上铝合金的熔炼温度应在液湘线上方50 100 在700 750 左右 实际上根据产品质量的要求进行具体确定熔 炼温度 5 预分析 配料预分析即在熔炼炉两个炉门附近取样去化验 配料根据预分析结果和产品规定的化学成分要求 进行配料计算 确定添加剂 中间合金的添加量 往熔体加添加剂 中间合金 调 整熔体化学成分 以符合产品化学成分要求 铸轧所使用的添加剂一般有铁剂 铜剂 锰剂 钛剂 合金含量为7 5 左右 即重量2Kg的添加剂 其所含铁 铜 锰 钛只为2 0 75 1 5Kg 其余0 5Kg为助溶剂 粘结剂等 铸轧所使用的中间合金有铝硅锭 镁锭 由于添加剂 中间合金等在使用过程中存在损失现象 故存在实收 率概念 实收率的计算公式为X 熔体重量 熔体中所增加金属元素的质量 百分数 添加剂中的纯金属质量 100 例如熔炼炉内铝液重量2050 0kg 预分析成份Fe0 11 Si0 08 为提高铁含量 加入Fe75添加 剂20kg 再次分析成分Fe0 18 试计算铁添加剂的实收率 X 20500 20 0 18 0 11 20 75 100 配料计算公式为熔体重量 熔体中所增加金 属元素的质量百分数熔炼炉内20吨3003合金 预分析成份Mn0 90 要求将锰含量提高到1 05 应加入多少锰75 X 20000 1 05 0 90 75 6 搅拌为了获取均匀的化学成分及加快熔化过程 现在新上熔炼炉一般利用电磁搅拌设备进行搅拌操作 7 精炼 扒渣精炼时在熔炼炉内的精炼温度应控制在熔炼温度上 限 利用惰性气体作为载体 将精炼剂通入熔体的过程 目的除去熔体中的各种夹渣物 氢气 要求精炼均匀 无死角 8 转炉将熔炼炉中的铝熔体引入保温炉 或称静置炉 的过程 要求转炉过程必须潜流 即铝水在氧化膜底部流动 不与空气接触 的过程 在保证潜流的情况下 为了减少再次造渣 吸气 尽量 缩短转炉时间 铸轧部分1立板操作 1 立板前准备工作A 将静置炉内的铝液温度调整至750 10 冬季取上限 夏季取下限 B 检查流槽系统是否结合紧密 将 各种立板工具放在合适位置 C 根据板宽调整石墨喷涂限位 装配 好前箱热电偶 D 启动机列检查设备各部位系统是否正常 冷却水 2 铸嘴位置调整A 把经烧烤的铸咀组合件吊到铸轧机上 在铸 嘴平台上对好位置紧固好B 将铸嘴水平位置调至适当值C 将铸嘴 缓慢地移向辊缝 调整垂直和水平位置使之达到预定的铸轧区长度 范围 并观察铸嘴与上下辊之间的间隙最佳状态 3 放流A 当立板准备工作完成后 操作人员按分工进入各岗位 B 打开保温炉流眼 用铝液预热流槽及前箱 预热用的铝液通过 放流槽流入渣箱 C 当前箱温度达700 时搅拌流口箱及过滤箱 清理沉积在底部的铝渣 4 立板 跑渣型立板 直接立固体板 A 立板前辊表面线速 度设定 1200 1800 mm min 根据规格厚度而定 B 当前箱温 度达720 730 时 拔出前箱流口堵头 让铝液流入铸嘴 C 观察 铝液在辊缝中分布和结晶情况 调整液面高度和铸轧速度 直至出现完整的固体板 并让铸轧带通过导向辊剪切机刀口 直至 卷取机 D 用干净的棉布和砂布擦去轧辊污染痕迹 E 启动石墨 喷涂系统调整喷涂行程和喷涂量 F 随着前箱温度的降低逐渐提高 铸轧速度至设定值 稳定后取板型样测量厚度宽度 两边厚差 中 凸度等 确定测量值合格后 开始卷取成品 G 打开除气装量 并 根据不同产品添加细化钛杆 H 正常铸轧过程中 必须做好各参数 记录 5 立板注意事项总结保温炉的温度750 是否达到 Al液质量是 否大于等于12T 过滤片是否放置正确 加温正确 除气炉的保温温 度是否达到 各段的流槽的保温是否到位 工具的完备情况 渣箱 放流箱是否准备好 各流口是否已处理好 劳保的穿戴情况 各 操作手与配合人员的劳保是否穿戴整齐 工作的精神可好 检查设 备的运行情况 运行是否良好 每一次立板的成功 凭个人的努力是不行的 操作手与配合人员紧 密合作是很重要的一环 2铸轧工艺参数的调整1 1铸轧机型铸轧机型国内常见的为水平式和 倾斜式 水平式即牌坊架垂直于水平方向 倾斜式即牌坊架与垂直 方向成15度 瑞闽公司的铸轧机属于倾斜式 为什么铸轧机要倾斜 原因 1 更好控制前箱液位 2 上下辊热传导更为均匀 3 铸咀结构简单 不像水平式上下面长短不一致 1 2铸轧主要 工艺参数铸轧主要的工艺参数有铸轧区长度 铸轧速度 浇注温度 冷却强度和凝固瞬间的铝熔体供给所需的静压力 各工艺参数处于一个动态的平衡中 1 铸轧区即铸嘴位置到上下轧辊中心线的距离 铸轧整个过程就在铸轧区中完成 铸轧区分为三个区Z1是铝熔体冷却到结晶温度的冷却区域 Z2是铝 熔体完成铸造过程的铸造区 Z3是两辊对铸坯进行轧制的变形区 如图所示A 决定铸轧区长度的主要因素 a 铸轧辊直径铸嘴开口 一定时 铸轧辊直径越大 铸轧区长度也越大 b 冷却条件及加工变形率铸轧区越长 需要传递的热量也越多 由于辊内的冷却水流量只能达到一定值 影响辊套的热交换量 因此 铸轧区长度受到限制 B 铸轧区长度计算 a 理论计算L R h 1 2其中 h H h H为铸嘴总开口 嘴辊缝隙 一般为2mm h为辊缝值 例如上 下轧辊辊径分别为 781 783mm WS DS侧辊缝为6 231mm 6 225mm 铸嘴总开口为11 1mm 则铸轧区L R h 1 2 781 783 2 11 1 2 6 231 6 225 2 1 2 52mm例题 假设铸轧辊直径为1000mm 铸嘴 内开口为7mm 铸嘴唇口厚度为2 7mm 辊缝设定6 4mm 请推导铸轧区 公式并计算铸轧区长度为多少 解 H 铸嘴内开口 2 铸嘴唇厚度 嘴 辊间隙h 辊缝 6 4mm h H h 14 4 6 4 8mm Z2 R2 R 1 2 h 2Z 63 2mm b 实际测量铸轧区L 测量长度 上下轧辊半径的平均值R 测量方法如下图所示C 铸轧区长度的调 整通过调节铸嘴平台的水平位置 电机的转动 进行调整 调整时 注意控制铸嘴板与辊面之间的间隙 防止间隙过大 造成漏铝 2 铸轧速度指轧辊的速度 在生产中 指铸轧带坯速度 通过导出辊处的编码器测定 应R L直尺读数指出的是 带坯速度比辊速大50 100mm min左右 铸轧速度是最常用的一个工艺参数 与产品规格 合金 带坯厚度 中凸度 冷却水温度 前箱温度 铸轧速度 前箱液面等都有关 系 铸轧不能过快 若超过铸轧区内铝水的凝固速度 铸轧带坯来不及 冷却被带出辊缝 出现热带 断带等 低于铸轧区内铝水的凝固速 度 铝熔体在铸造区内时间过长 导致铸嘴堵塞 铸嘴与铝一起被 轧辊轧出 破坏铸轧过程 生产中经常利用铸轧速度微调前箱温度 前箱液面 中凸度 提高铸轧速度 则前箱温度升高 前箱液面降低 一定时间内铝水 流量加大 中凸度减小 板厚减小 反之 相反 操作注意事项升降铸轧速度时 应该点动操作 同时注意控制前箱 液面 防止前箱液面剧烈波动 导致塌边或软耳撑开漏铝 3 冷却强度 冷却水温度 定义在铸轧过程中 铝及铝合金凝固 时所释放的热量及带坯在出辊缝前温度下降所放出的热量 经铸轧 辊套快速传递 为辊内循环冷却水吸收而排出 因此 在单位时间内 铸轧辊套单位面积上所导出的热量被称为冷 却强度 生产中通过冷却水温度来量化冷却强度概念 而冷却水温度的控制主要通过冷却水系统来实现 闭环冷却水系统 工作原理图如下一般来说 冷却水温的设定 轧辊辊径大 产品宽 度宽的时候 冷却水温度应回水快速补水三通蝶阀冷却水堵水喷淋 风机冷却电机进水铸轧机补充水杀菌除藻剂缓蚀阻垢剂盐软化作用 低些 反之 冷却水温度应高些 冷却水温度过高 会导致辊套表面温度过高 会造成粘辊 致使生 产过程中断 冷却水温过低 则板面易产生石墨条纹 判断冷却水温是否合适 可通过测量轧辊辊面温度来判定 表面测 温偶 通过长期的生产跟踪可确定适合铸轧机的冷却水温 辊套表面温度变化的规律是与铝熔体接触的一瞬间 温度最高 在 铸轧辊旋转90 后 辊套表面温度急剧下降 随着轧辊旋转角度的 增加 表面温度不断下降 4 浇注温度 前箱温度 铸轧生产的浇注温度即为前箱内的熔体 温度 稳定的前箱温度有利于保证带坯晶粒度的均匀 前箱温度的设定主要根据合金来确定 合金的流动性差 则前箱温 度高些 反之 则低些 生产中 静置炉内熔体温度最好控制在730 750 范围 前箱熔 体温度最好为685 695 5 凝固瞬间的铝熔体供给所需的静压力 前箱液面高度 保证铸 嘴板与辊面之间的铝熔体表面氧化膜不被破坏的条件下 前箱液面 越高越好有利于获得致密的组织 如果前箱液面高度较低 静压强较小时 可能出现裂纹或热带 若前箱液面很低 会造成铸嘴局部堵塞 使得生产中断 若液面偏高 静压强过大 易产生氧化膜黑皮 若液面太高而供料 嘴与铸轧辊间隙又过大 则易冲破氧化膜 熔体进入嘴辊间隙 无 法继续铸轧 1 3铸轧的其他操作 1 铸轧工艺润滑由于铝液与轧辊表面直接接触 凝固后铝带坯与 轧辊表面容易粘连 故需进行辊面润滑 目前国内常用的润滑方式火焰喷涂和石墨喷涂火焰喷涂通过火焰烘 烤辊面 产生炭灰进行润滑 主要使用液化气 通过调节火焰的大 小来控制喷涂量 缺点容易产生炭灰 石墨喷涂喷枪对石墨乳液进行雾化 通过石墨吸附在辊面起到润滑 作用 石墨喷涂系统相对火焰喷涂系统较为复杂 石墨喷涂系统示意图如下 2 A 常见铸轧板形铸轧板形控制 1 调整石墨量的大小 石墨量大 则喷涂量大 反之 石墨量小 则喷涂量小 2 调整压缩空气大小 压缩空气大 喷涂发散 相当于喷涂量小 反之 压缩空气小 喷 涂集中 相当于喷涂量大 3 调整石墨乳液的配比 石墨配比即石墨与水的比例 通常为150 100 石墨配比小 即150 则喷涂量大 反之 石墨配比大 即1100 则 喷涂量小 懂得根据不同产品 工艺参数 调整好石墨喷涂量 是作为一名机 列操作手必备技能之一 石墨喷涂大小的调节石墨罐 电机搅拌 防止石墨沉淀 过滤网1过 滤网2上喷枪下喷枪压缩空气压缩空气过滤石墨乳液中的杂质泵石墨 喷涂系统示意图操作注意点开启石墨喷涂时 需先开压缩空气 再 开石墨 B 评价铸轧坯料板形的主要指标 a 两边厚差每块样板 距两边部50mm所测厚度的差值 即h1 h2 b 中凸度 中间厚度减去两边厚度的平均值 中点厚度 1 00 即 h0 h1 h2 2 h0 100 其中h0为板样中部的厚度值 h 1 h2分别为距带材两边50mm处的厚度值 例如WS侧边部厚度值为7 206mm DS侧边部厚度值为7 234mm 中部 厚度值为7 258mm 则根据公式 计算其中凸度为0 52 c 纵向厚 差在一个轧辊周长沿长度方向上测得的任意两点厚度的最大差值 即沿板材轧制线方向 板材厚度的最大值减去最小值 d 同板差沿宽度方向对称两点差值的最大值的绝对值 中间点厚 度值 100 例如 某板样测量值如下7 206 7 208 7 228 7 236 7 248 7 258 7 246 7 242 7 240 7 238 7 234 则其同板差为 7 238 7 208 7 258 100 0 41 楔形板正常板形二肋厚C 板形的测量 方法每块板样从中点向两侧每隔100mm取一点 距两边部50mm各取一 点作为测量点 边部第 一 二点之间距离小于100mm D 板形调整调整方法如下 1 在线调整两侧预载力 适合于微调 0 03mm的调整 调整前适当降低预载力 不能太低 否则漏铝 然后调整牌坊架 两侧的楔块摇杆 每调摇杆一个行程厚度变化约0 01mm 辊缝减小 可使板厚减小 板的中凸度增大 反之可增大板的厚度及减小中凸 度 3 调整铸轧区长度铸嘴后撤加大铸轧区长度 铸轧区长度加大 中 凸度增大 反之中凸度减小 操作时需防止铸嘴与辊的间隙太大造成漏铝 4 调整速度速度增大 中凸度减小 同时板的厚度减小 调整速度 应点动 提速时 应略提高前箱液面 降速时 应略降低前箱液面 防止粘辊或热带的产生 E 板形控制规则周长样取样规范一般连续剪切12 14块样板 宽度 200 300mm 总长度应不小于辊周长 按剪切得顺序用蜡笔编上记 号 剪切得样板表面要求平整 已变形的样品不能作为检测样板 验收指标板宽大于1500mm的3003或其他产品 铸轧板中凸度控制在0 0 7 之DS侧WS侧轧制线方向h1h0h2间 其他板宽小于1500mm的所有产品 铸轧板中凸度控制在0 2 0 8 之间 两边厚差不大于0 04mm 最大纵向厚差小于板厚的1 5 3 钛丝的添加带坯中的晶粒尺寸通过在熔体中加入晶粒细化材料 控制 晶粒细化线杆是直径为9 5MM的Al 5Ti 1B线杆 添加速度取决于铸轧带坯要求的晶粒尺寸 钛丝计算公式钛丝添加速度 带坯速度 带材宽度 带材厚度 目标钛含量中间值 0 013 熔炼钛含量 354 23 其中 目标钛含量百分号不要计算 单位为mm 例如BP带坯速度为1050mm min 带材厚度为7 0mm 带材宽度为1600mm 目标钛含量中间值为0 013 熔炼钛含量为0 004 则钛丝添加速度 1050 1600 7 0 0 013 0 004 354 23 298mm min 298 25 4 12inch min例题 要求成 品Ti含量0 015 实际铝水含0 005 的Ti含量 每小时产量按2000kg h Al 5Ti B中Ti含量是5 直径9 5mm Ti丝速度要设定多少 1 每米长度Al 5Ti B丝的重量 1 D2 2 7g mm2 191g m2 每米Ti含量 191 5 9 55 g m3 2000kg h 2000 0 015 0 005 200g Ti4 200 9 55 60min 0 35m min 35cm min 4 预载力的设定目的辊缝保持恒定 以提高板厚的稳定性 防止 纵向厚度波动 预载力设定值至少为轧制力的1 2倍 在此预载力下 不能调整辊缝 调节器 计算实际预载缸直径为61cm 预载缸面积为2920cm2 输出压力为20 0kg cm2所以 单边预载力 所需轧制力 预载缸面积 200kg cm2 2920cm 584000kg 584t两边预载力F总 2 584 1168t3铸轧产品的主 要缺陷及处理1 1热带铸轧带材局部未受轧制变形 具有自由结晶表 面的区域 不完全结晶 称为热带 缺陷严重时会穿逶板面 形成孔洞 热带形状不规测 有不同程度 的凹陷 凹陷表面不平整 往往伴随有裂痕出现 有时有偏析浮出物 热带产生原因有铸轧温度太高 速度太快 冷却强度不够等原因致 使带材料出轧时尚未完全凝固 或者前箱液面太低 供料嘴严重堵 塞等原因导致熔体供给不足 熔体不能与辊面充分接触 因而未受 轧制变形 保留铸态组织1 2粘辊铸轧时 局部或整个带坯宽度上的 粘着层在离开轧辊中心连线后不能与轧辊分离 而由卷取张力强行 分离 使带坯出现表面粗糙 翘曲不平或横纹的现象及其所造成的 带坯缺陷称为粘辊 熔体温度偏高 铸轧速度快 冷却强度低 辊面温度不均 表面粗 糙度不合适 清辊器或润滑剂欠佳 卷取张力小 新辊表面油未擦 干净或新辊未烘烤使磨削表面直接与铝接触 形成铝 钢摩擦等易 发生粘辊 1 3粘板带材被卷取时层之间发生局部粘连的现象叫粘板 强行张开 后粘连区呈现片状 条状或点状伤痕 发生相连的接触表面对应点 上的伤痕相互吻合 其产生原因铸轧速度快或卷取张力过大 1 4通条划沟 划伤 铸轧带坯表面沿轧制方向出现的有一定深度的 笔直沟缝称之为通条划沟 通条划沟深浅不一 深者可达2mm 长度达数米 甚至可纵贯带坯全 长 其两侧无凹凸偶合特征 沟深较稳定 通条划沟缺陷是由于挂在供料嘴上的氧化皮的隔离作用 使该处凝 固后形成一道沟 随后经轧制变形 两侧金属向中间靠拢 但未能 焊合 形成一道笔直的纵向缝隙1 5气道铸轧带坯内形成的纵向连续 或断续延伸的空洞缺陷称为气道 习惯上低倍试片肉眼可见的空洞称为气道 借助放大镜才能发现的 称为微孔 气道附近晶位发生歪扭 表面多显现白道 严重时可延续带坯全长 常伴有通条横裂纹和麦穗晶带 气道分横向位置固定的气道和游动性气道 铸轧时 相距较近的两游动气道会相互 吸引 逐渐靠拢直至汇 合 汇合处形成气三角 熔体含气量过多 供料系统干燥不彻底 供料嘴结渣等原因皆易产 生气道 1 6粗晶 麦穗晶铸轧带坯浸蚀后 全部或部分宽度的表面上呈现粗 大的纵向带状花纹 横截面表层为排列紧密的片状胞晶 由表层到 里层 胞晶的片逐渐变厚 表面层约为1 01 5mm厚 表层往里为羽 毛状晶 到中心为等轴晶 有时等轴晶不存在或很薄的一层 具有 这种特征的晶粒组织为五级大晶粒 五级大晶粒具有很强的各向异性 随后加工时难于变形 冷轧后出 现白条缺陷 再结晶退火后产生粗大晶粒 熔体过热 结晶前沿温度梯度过大 熔体在炉中停留时间过长以及 变质失效等都是产生五级大晶粒的主要原因 1 7辊印铸轧过程中 轧辊表面龟裂或蚀坑 以及铸轧辊 导辊 夹 送辊等辊面机械损伤或粘铝刻印在带坯表面形成的网格状 点状 毛刺状 片状 条状 线状的凸起或凹下痕迹统称辊痕 辊痕是周期性出现的 铸轧辊辊面规裂和蚀坑是由于使用时间长 承受交变热应力 机械 应力以及辊面与高温熔体发生一系列物理化学作用引起的 1 8裂边铸轧带坯边部周期性破裂称为裂边 耳子倒角不合适 耳部挂渣 铸轧区长 变形量大 液穴深 熔体 流动性差等均促使裂边出现 1 9缩边 塌边 铸轧带坯一侧或两侧边部收缩 带坯变窄 称为缩 边 前箱液面低 温度低 液流分配不合理或耳部结渣易产生缩边 1 10横纹铸轧时 嘴辊间隙处包覆铝液的氧化膜周期振荡并发生破 裂 使带坯表面的凝固速度周期变化 枝晶间距周期变化 从而使 表面显现横向细纹 供料嘴与轧辊间隙过大 前箱液面过高 波动 机架 供料系统振 动 特别是产生共振时易出现这种缺陷 1 11表面污染 黑点 石墨点 由于金属和铸轧辊涂层之间发生物理 化学反应而引起的带坯表面缺陷称为表面污染 产生原因主要是由于润滑剂喷涂过多 喷涂不均或润滑剂质量不佳 供料嘴表面不干净 铸轧辊表面温度过高 1 12串层铸轧带卷卷取时层与层之间无规律的串动称为串层或错层 产生串层主要是由于铸轧时发生粘辊 使带坯受力不平衡 中心线 左右波动 造成带卷端面不整 1 13塔形带卷卷取时呈规律性的向一面偏移称为塔形 塔形产生的原因有卷取机咬入板头的位置偏移 供料嘴中心线与生 产中心线偏移 铸轧板两边压下量相差太大等 4铸嘴制作 组装及使用培训1 1来料验收A 打开包装箱 取出铸嘴 扇板 B 检查铸嘴板板面是否平直 各部位硬度是否均匀 唇口厚 薄是否均匀 光滑 有无缺损 1 2烘干A 符合要求的备用扇板按 不同规格叠放在干燥室内托架上 摆放平整 以防变形 B 燥室内 温度设定在30 40 之间 C 嘴制作前 铸嘴板应放入微波炉烘 烤 1 3备料A 根据嘴子制作计划表 从干燥室内取出相应规格两扇板 B 按尺寸 铸嘴宽度 产品宽度 15 2mm 裁好铸嘴板 要求 尺寸精确 两边部完整 平直 并用金相砂纸将其唇口及前沿内腔 砂平滑 然后均匀涂上一层氮化硼涂料 C 选用相应的隔板 档条 及耳子 根据开口要求用硅酸铝纸粘贴好 1 4制作A 将裁好的铸嘴板放在制作平台上 根据合金牌号及规格 确定好隔板及档条位置 合上上盖板 调整上盖板与隔板 档条 间隙 如配合良好 用白乳胶固定住 B 盖上垫板 放上木条 用 专用夹具锁定 测量嘴子开口大小 铸嘴内开口一般与板厚一致 开口要求以铸嘴加工计划单为准 调整至所需尺寸 要求整个嘴 子开口平直 C 根据嘴子开口 裁配好耳子 并粘贴在铸嘴两侧 垫好木块 用顶紧螺丝顶紧 D 铸嘴在平台上固定一段时间后 不 少于2小时 取下 按铸嘴夹具孔的位置钻好孔 并用铅笔标明规格 尺寸及铸嘴编号等 E 制作好的铸嘴置于干燥室内货架上 注意 摆放整齐 平直 按上窄下宽的原则摆放 最多不超过4付 F 详细填写铸嘴加工记 录表 1 5组装A 将铸嘴夹具吊放在专用平台上 移去废嘴子 打扫干净 B 从干燥室内取出所需铸嘴 平放在铸嘴平具上 对好中心线 使嘴子后沿与下压板后沿对齐 前沿与下压板前沿平行 盖上上压 板 使其后沿与铸嘴后沿对齐 前沿平行 C 通过夹具紧固螺栓调 整嘴子开口至所需要求 D 上紧边部压板与顶丝 E 检查铸嘴唇 口是否粗糙 用金相砂纸把铸嘴唇口打磨光滑 放上喂料管及前箱 固定好 吊入烘干箱内烘烤 烘烤时间不少3小时 烘烤温度设定 为180 长时间烘烤时温度设定为80 100 F 记录装配后嘴子开口情况 及平直度 1 6取出调整A 从烘干箱内移出铸嘴夹具 吊至专用平台上 用刀片削裁好耳子厚度 B 检验嘴子开口大小及平直度 符合要求 后方可上机 1 7上机调整A 按要求调整好嘴子垂直与水平位置 B 记录调整好 后的铸嘴水平与垂直位置参数 并记录运行过程中每次调整时铸嘴 位置 1 8停机后检测停机后 吊出铸嘴 查看嘴子运行后情况 并 记录 1 9铸嘴工安全操作规程A 戴好劳保用品 防止粉尘进入体内 B 戴好劳保用品 防止刀具将手划伤 C 搅拌氮化硼动作要轻 防止 飞溅伤到眼睛 D 使用白乳胶不能靠火太近 防止吸入有害气体 E 使用夹具时要小心 防止重物坠落伤脚 5铸轧现场安全管理1 1安全管理 1 不准穿拖鞋 短裤 背心进入厂房 不能在现场更换衣物 上岗 前必须按公司安全规定穿戴好劳保用品 作业时所有防护用品必须 穿戴整齐 必须熟知铸轧工序的危险源和环境因素 2 上班时必须提前10分钟到生产现场 参加班组班前会 3 备料 加料时 严禁投湿料或含油污的废料 特殊情况应向有关 负责人员反映后作出合理的投料顺序 避免发生铝液爆炸事件 4 铸轧各类操作必须严格按照相关工艺 安全操作规程操作 工器 具应配齐 使用前充分预热 严禁将未充分预热的空心管类工具插 入铝液中 5 放流渣箱待凝固后 方可吊离并放置到指定位置 6 当班动态安全员及操作人员应认真履行职责 对当班吊具 消防 器材 生产用具及危险源等进行认真巡查 存在安全隐患时应及时 反馈 并提出有建议性和针对性的整改措施 7 地面人员吊物时应严格按照 指挥吊运 安全操作规程与行车密 切配合 严格按 行车指挥手势 进行指挥操作 杜绝 违章指挥 违章操作 行为 8 液化气间和油罐间只允许配料操作手及带班长以上人员进入 进 入前应开门通风数分钟方可入内 进入后严禁烟火 敲击 撞击 9 爱护现场防护栏 提示牌 标识牌及相关设施 1 2生产垃圾分类处理 1 生产过程中 渣 铝 杂物必须分类装放以便处理 2 使用过的手套 破布 杂物等不得随意丢放 3 炉组生产过程中使用的各种添加剂的包装纸箱 机列的过滤片纸 箱在使用后要及时清理到堆放点放置 4 现场配备有可回收废弃物 不可回收废弃物 危险品废弃物 废 弃耐火材料回收垃圾箱 各班严格按照标识进行分类堆放 5 当班配料后 钢带应及时放回指定位置 1 3熔炼铸轧的主要危险源及环境因素危险源 1 柴油泄漏 2 加添加 剂 除渣剂铝水溅出 3 炉内搅拌作业 铝水溅出 4 跌落渣坑 5 吊渣 箱时 操作失误 指挥失误 6 粉尘吸入 7 潜流管堵塞 铝水溢出 流 槽漏铝 8加料 扒渣 炉内油气超压 9 铝水放流 环境因素 1 铸轧打 渣噪声 2 铸轧冷却风机噪声 3 铸轧生产废气排放 4 铸轧放流块 5 铸轧晶粒度试验废酸排放 6 铸轧熔炼铝灰 7 铸轧立板废料 8 危 险化学品玻璃瓶的丢弃 铸轧进阶培训 一 熔体在线处理无论是熔剂除渣还是其他精炼法 都不能将悬浮 于熔体的氧化夹杂颗粒分离干净 特别是悬浮的氧化铝夹杂 更难 于除净 而且在铝液转注过程中不可避免地重新氧化吸气 因此 为了进一步提高净化处理的效果和保证铝液质量的稳定可靠 必须采用在线处理的方法除去熔体中的氢及夹杂物 与炉内处理相比 在线处理具有净化效果好 熔体不受二次污染 劳动 强度低 无公害 同连续铸轧相配合可以实现铸轧生产的连续化 自 动化 在线处理方法很多 按其主要作用可分为以除气为主的 以除渣为主 的 除气除渣兼有的等 过滤是让熔体通过中性或活性材料制成的过滤器 熔体中悬浮的夹 杂物受到过滤器的机械阻隔或与过滤材料发生化学作用 从而使夹 杂物从熔体中除去 主要有以下几种形式 1 陶瓷泡沫过滤陶瓷泡沫过滤器是近年发展起来的新型过滤材料 一般制成50mm厚 长宽约为200 600mm的过滤片 孔隙度一般为15 60ppi 其作用是用于除去铝合金中的氧化物和非金属颗粒 过滤片设置于 静置炉与铸轧机之间 SNIF炉之后的流槽系统中 当铝液通过过滤片的通道时 夹杂物受到重力 阻滞 吸附等综合 作用而被孔隙吸附 阻挡 捕捉 过滤片的过滤精度与厚度与孔隙度大小等有关 它的特点是使用方便 过滤效果好 过滤时不需很高的压头 熔体 通过的初始位差仅需100 150mm 正常使用过程中只需2 10mm的位 差 2 SNIF熔体净化法SNIF即旋转喷咀惰性气体浮选法 是美国联合碳 化物公司研制成功的 净化气体经旋转喷咀喷出后被高速旋转的叶轮打碎成无数微小气泡 均匀分布在熔体中 从而扩大了气 液接触面 微小气泡在熔体中旋转上升 有效地延长了气泡在熔体中的停留时间 同时旋转喷咀的强烈搅拌作用在气液两相间加速了气液界面间的更 新 有力地改善了传质条件 强化了扩散过程 使小气泡能充分发 挥其作用 3 ALPUR熔体净化法ALPUR是法国普基工业公司的专利产品 是一种 借助旋转喷咀产生微小气泡的炉外熔体连续处理装置 其净化原理同 SNIF基本相同 4 RDU熔体净化法RDU即快速除气装置 是英国FOSCO公司的专利 1 987年投入使用 也是一种旋转喷咀形式的熔体净化装置 RDU的喷咀由石墨制成 喷 咀根据泵的工作原理入设计 喷咀在通气和旋转时 除喷出气泡和搅 动熔体之外 还会产生泵唧作用 使熔体由上而下的进入喷咀的拨轮 内与气体混合后喷出 产生含有气泡熔体的强制流动 增强气 液混合的均匀性 并使气泡变得非常细小 从而提高净化效果 二 铝带坯连续铸轧生产 一 铸轧生产操作技术铸轧带坯生产过程可分为三个阶段准备 立 板与正常出板 各阶段的操作技术简述如下 1 准备阶段铸轧生产开始前 根据所要生产的合金牌号及规格确定 该产品生产所需的工艺参数 这些设定值主要有 辊缝值设定 铸轧区 长度设定 予载力设定 铸轧速度等 1 辊缝值设定轧辊辊缝值设定通过调节轧辊轴承座间的楔块实现 当轧辊修磨过且直径发生变化 通过调整楔块补偿直径变化能使辊缝 值稳定 为保证出口辊缝值稳定 可在上辊顶部的轴承座与机架之间加入垫 片 在该步骤操作时 不施加预载力而且下辊允许移开 由于铸轧板厚度公差允许在 0 3mm范围内 在立板后 铸轧进入稳 定状态时可取样检测板形 2 预载力设定铸轧机预载力设定是为了使生产出的铸轧板辊缝值保 持恒定 以提高铸轧板厚度的稳定性 防止纵向厚度波动 在预载能力充足的条件下 预载力设定值至少应为轧制力的1 2倍 而且楔块位置在此预载力下 不能用摇杆移动 实际预载缸半径为30 5cm 预载缸面积为2920cm2 所以 每个预载 缸压力为 所需轧制力 2920cm2 kg cm2 3 铸轧区长度设定铸 轧区长度是铸轧工艺中的重要参数 铸轧区长度越长 则可实现的 铸轧速度越高 但铸轧区长度增大则会使轧制力增大 轧辊工作条 件恶劣 轧辊磨损加剧 综合各种因素影响 铸轧区长度一般设定 在65mm左右较合适 4 铸轧速度铸轧速度是决定铸轧产量的关键参数 一般来说 板越 薄 铸轧速度越高 虽然板薄 但小时产量仍然较高 但铸轧速度越高 对铸轧工艺参数要求越严格 尤其是前箱温度波 动范围不得超过 2 流槽液面波动不超过3mm 前箱液面高度波 动不超过 1mm 在铸轧过程中 若温度偏高 此时铸轧速度应降低 反之 则提高 速度 在稳定轧制过程中调整速度时应缓慢调节 2 铸嘴组装将铸嘴装在钢结构夹具上 用螺丝固定 然后再装上喂 料管及前箱 检查各接缝处是否结合紧密 以防放流立板时泄漏 将装配好的浇注系统装入烘干炉中 干燥与预热 炉温为200 左右预烘干2小时 并在110 左右保温储存在烘干炉中 以免使用时吸入水气 在铸嘴组件预热后并在其装配在铸轧机之前 应做好所有准备工作 并以最快速度装上铸嘴 以免热量散失和吸入水气 3 熔体准备在炉内熔化过程中 待炉料软化下塌后 应及时向炉内 均匀地撒一层覆盖剂 炉料化平时 再撒一层 以全面严密地覆盖熔体 炉料全部化平后 应加强搅拌 以加速熔化与严防熔体局部过热 熔体温度达到730 750 时 扒渣 配合金元素 充分搅拌 保 证成分均匀 用干净的试样勺 在炉门两边靠中部取快速分析试样 化学成分完全符合要求后 对熔体进行精炼 导入静置炉中 4 铸嘴安装及其它铸轧生产开始前 先从烘干炉内取出预热好的铸 嘴 检查供料嘴预热后是否发生变形 各部分是否连接紧密 将检查修整后的铸嘴置于铸轧机平台上 调整铸嘴在平台上位置后固定紧 用液压传动系统将铸嘴送入两个 铸轧辊之间 精心调整供料嘴与轧辊之间的相对位置和间隙 一般两端耳子与轧辊间隙为0 15 0 30mm 供料嘴与轧辊间隙为0 3 0 5mm 不允许有局部相互接触或空隙太大等现象 装好过滤箱与前箱之间的流槽 查看铸轧机前后接铝熔体和铝屑的 渣箱 各种操作工具等是否齐全 准备放流立板 二 立板与正常出板阶段立板阶段是连续铸轧生产最关键时刻 立板一旦成功 只要熔体源源不断供给 即可顺利进行铸轧 立板开始阶段 在保证熔体具有一定流动性所需要的温度情况下 应尽量减小温度波动 首先应控制静置炉内的熔体温度 一般稳定在740 750 方可打开流口 放出熔体 用熔体热量预热流槽和前箱 预热用的 废熔体从前箱后面的流口放出 放入渣箱内 当前箱中的熔体温度达到725 左右时 停留一段时间 温度无明显 波动后 主操作手确认一切正常后 指挥工人各就各位 准备立板 首先堵住前箱后的废熔体排出口 当熔体充满前箱时 打开通往横 浇道的石墨堵头 使前箱内熔体在静压力作用下流入喂料管和供料 嘴 并迅速从供料嘴涌出 铝熔体被旋转着的铸轧辊带走 用铁铲将冷却成半凝固状态的铝宵 铲入渣箱中 跑渣时间为几分钟 目的是用熔体热量预热喂料管及供料嘴 使铸 嘴内熔体温度均匀 稳定 此时 需注意前箱中熔体温度有无下降趋势 可用烧嘴加热流槽中 的熔体来控制 观察铸轧辊带出来的半凝固状态铝带坯表面有无异常现象 例如是否有白条 说明该处铸嘴口有夹杂物堵塞 是否有硬块 硬 块有供料嘴内腔熔体的温度还不均匀造成 延长跑渣和预热时间 可防止这类缺陷 同时还要控制准前箱熔体水平 一切正常后 可逐渐降低铸轧机速度 在降速的同时仔细观察板面状况和前箱熔体水平 此时 前箱熔体温度应达到正常浇注温度的上限或稍高一些 各项参数都符合要求后 继续降速 铸出成型板 当板进入夹送辊时 可逐渐提高速度带出水气 胶水等异物 此时 要观察固体带坯边部是否呈锯齿形 这种缺陷是熔体含气过多造 成的 这时不要急于降速 让带面出现热带 保持一段时间 使气体从热 带处逸出 待气体降到一定程度后 再适当降低铸轧速度 应特别注意的是 不要因为前箱熔体水平高 静压力大 使熔体从供料嘴与铸轧辊之 间的空隙处流出而失败 待板面稳定后 调整好各工艺参数 测量板宽是否合时 切断铸轧 板 取样检查两边厚差及凸度值 一般两边厚差应控制 0 02mm 凸度值在0 1 之间 最佳值在0 4 0 5 之间 在板型调整的同时应检查晶粒度 各项指标合格后 即可进行成品 卷取 三 铸轧生产板形控制铸轧生产板形控制主要指中凸度及两边厚差 的调整 调整方法主要有如下几种 1 调整楔块调整前先把予载力降低 然后调整牌坊架两侧的楔块摇 杆 每调摇杆一个行程厚度变化约0 01mm 摇杆往上吃力时辊缝减 小 向下增大 辊缝减小可使板厚减小 板的中凸度增大 反之 可增大板的厚度及减小中凸度 一般板的两边厚差超过0 03mm时即需要调整 若摇杆摇不动可适量降低预载缸压力 但要注意防止预载力太小把 辊缝撑开造成漏铝 2 调整铸轧区长度铸轧区长度的调整主要通过调整铸嘴位置来实现 通常是把铸嘴往后撤来加大铸轧区长度 铸轧区长