铝合金板锭铸造工艺技术操作规程.doc

铝合金板锭铸造 工艺技术操作规程一 工艺流程不合格精炼剂/N2、CCl4精炼CCl4+N2合格配料、熔炼搅拌、扒渣取样分析炉内精炼、温度调整及静置变质处理在线除气陶瓷板过滤铸 造铸造前的准备：设备检查及工具准备锯 切成品铸锭检验、称重、标识入 库调整成分AlTiB丝头尾料、废品二 工艺操作1 铸造工艺参数（详见附表）2 铸造前的准备（1）上岗前要穿戴好劳保用品。（2）查看上班记录及当班工艺卡片，明确当班工作任务。（3）检查铸造井、在线精炼装置、过滤盆、Al-Ti-B丝喂料机等是否正常，水盘翻板开启是否正常，底座升降是否正常，石墨转子及加热套管是否正常，发现问题及时处理。（4）检查液压站油泵、冷却水泵、控制操作台是否正常，水阀门是否灵活、可靠，结晶器各进水管是否连接可靠、无漏水，检查结晶器油润滑系统是否正常，发现问题及时处理。（5）检查制氮机组的氮气（或氩气瓶）纯度及压力是否符合要求。（6）准备好生产所需导流管、浮漂、石棉绳、润滑油、硅酸铝岩棉等材料。（7）将渣箱吊放至在线除气及过滤箱紧急排放口下。（8）做好各种工器具的除锈、预热工作，确保加入的原材料干燥。（9）结晶器检查检查结晶器的形状尺寸，若尺寸误差超出要求范围，应及时调正。检查结晶器水孔是否堵塞，若堵塞，用细钢丝将水孔内的杂物捅掉，使其保持畅通。检查冷却水温、水压和流量是否正常，看泄流阀工作是否正常。检查铸造水盘翻板上的螺丝是否紧固，清理干净翻板上的杂物。检查活动溜槽导流管安装尺寸是否符合要求。（10）将结晶器安装平稳牢固，确保结合部位密封严实，不漏水。（11）检查结晶器内壁是否光滑，若不光滑，用湿布蘸柴油擦洗并用细纱布打磨光滑，然后用毛刷在结晶器内壁均匀涂上一层润滑油。引锭头上表面涂刷润滑油。（12）启动液压系统电源，关上井盖，使底座上升到结晶器内20mm左右。（13）用石棉绳将结晶器与引锭头之间的缝隙塞紧压平。（14）将氮气+CC4管路和在线精炼装置连接牢靠，检查在线精炼装置是否漏气。（15）陶瓷过滤板必须加热至600以上方可使用，安装时一定要将其四周塞实，加上压铁，以防在浇铸过程中浮起。（16）在过滤盆和在线除气装置之间的流槽中安放好过滤网。（17）调整活动溜槽位置，使导流管口正对结晶器底座中央，然后用硅酸铝岩棉和过滤布将活动流槽和过滤盆连接密封好。（18）调整好Al-Ti-B丝喂料机喂料速度，喂料量按技术要求进行控制。（19）查看铝液成分、温度及静置时间是否符合铸造工艺要求。3 铸造开头操作（1）打开炉眼，放出铝液，换上新塞子。（2）启动Al-Ti-B丝喂料机，使Al-Ti-B丝均匀地熔化在铝液中。（3）打开氮气（或氩气）阀门，调整好压力，启动在线精炼装置。铸造前5分钟将除气装置的转子提前落下放入箱体内。（4）进行开头作业时采用低冷却水压、慢供流、低铝水平控制，这样可以防止因流量过大、过快造成漏铝或悬挂。（5）在打底操作时，铝液温度不宜太低，以防导流管出铝孔堵塞，若堵塞时可用钎子及时捅开。打开供水蝶阀并调整好流量，调整回水阀开度。打底时的水量为正常水量的1/3-1/2。（6）铝液进入结晶器后，迅速用预热的渣铲将底座上的铝液摊平，当结晶器内的铝液高度没过石棉绳时，停止供流，打出氧化渣。停留5-10秒，待周围金属开始凝固后，按下降按钮，逐渐加大冷却水量，并观察小面下降情况，小面正常下降后慢慢提起控流钎子，继续开始供流铸造。铸造开始时，开车不宜过早或过晚，以防漏铝或扁铸锭四周悬挂；供流速度不宜太快。（7）当金属水平控制平稳后，将流盘中的手动控制塞从熔体中提出，而改用浮漂漏斗自动控制液流。（8）当浮漂稳定后，增大水量，浇铸速度逐渐转入正常。正常铸造时要控制好流量，保持好流槽内的液面高度，控制结晶器内铝液面距结晶器大面上沿34cm。4 正常铸造（1）在铸造过程中，按要求控制调整好浇铸温度，同时要经常查看扁铸锭的外观质量，根据铝液温度和扁铸锭的外观质量来调控铸造速度、冷却水量。要提高浇铸速度，应先增加水量再提高速度；降低浇铸速度，先降低速度再减少水量。注意调整速度应缓慢。（2）铸造过程中及时用渣铲将在线除气室内的细小夹杂物和铝渣清出。（3）浇铸时，如发现结晶器有漏铝现象时，应迅速处理。若无法处理时应迅速用堵塞将该结晶器对应的导流管堵死。（4）正常铸造时，定时加油对扁锭进行润滑以提高扁锭的表面质量。（6）浇铸过程中，应始终保持液面平稳，不得随意搅动流槽、结晶器内的铝液，防止破坏液面而产生夹渣。当发现结晶器表面（主要是四角和两小面处）存在凝铝时，要用热渣铲沿凝铝的底部轻轻将凝铝捞出。（7）浇铸过程中，铸造温度每半小时测量调整一次，保持活动溜槽内铝液温度在690710范围内。（8）在铸造过程中，严禁向熔炼炉内投放任何物料和操作，不能震动流槽和在附近打扫卫生。（9）正常铸造时分别在铸造长度的2m、4m位置各取光谱分析样品一个。5 收尾操作（1）铸造接近铸造长度时，开始报警，各位置操作均作好准备。达到铸造长度后，堵上炉眼。 （2）当活动溜槽内金属液流完后，停止铸机，取出浮漂，用铁钎及时清理导流管内残铝。指挥天车吊走活动溜槽，打净结晶器内铝液表面浮渣并及时清理活动溜槽,涂刷滑石粉（或不粘铝涂料）。（3）收尾前不许清理流槽内的铝渣。（4）待浇口部完全凝固后，将扁铸锭快速下降，冷却3-5分钟后关闭进水阀门。需要回火处理的合金，待主机停止下降后同时关闭冷却水，使板锭自然5-8分钟时间后，再将板锭下降。注意避免将水盘中的积水淋到浇口处。（5）打开翻盖,指挥天车用专用吊具按吊运规程将扁铸锭从井中吊出，放到指定位置。（6）盖上水套翻板，将底座升置井口位置。（7）浇铸结束后应提出石墨转子，并继续通以1m3/h的氮气（或氩气）以防氧化，待冷却后再停止氮气（或氩气）。（8）对于在线除气装置内的铝液，如继续生产，则送电保温；如停止浇铸，则将其排放至渣箱内。6 锯切：（1）了解当班生产任务及所锯扁铸锭长度,并调整好定尺。切头控制在300mm，切尾控制在150mm。（2）指挥天车用专用吊具将扁铸锭吊放到锯床平台的输送轨道上。（3）按输送按钮,把扁铸锭输送到规定位置,启动测压紧油缸，将板锭调正；启动压下油缸将板锭压住，启动锯床。（4）按进锯按钮进行锯切, 锯切完后,将锯片退回，输出扁铸锭切头，准备下次锯切。（5）把锯切完的扁铸锭送出,再指挥天车将扁铸锭吊放到指定位置。（6）把切头吊放到指定位置。（7）扁锭打印：用打印锤在扁铸锭浇口部端面打印铝合金的牌号、批号、扁铸锭顺序号等标记。7 清理工作（1）及时打扫设备及环境卫生，把铝屑、铝渣和切头吊运至指定位置。（2）把所有工具收放到工具箱内或工具架上。（3）及时认真准确规范填写生产记录，做好交接班工作。 附件2 板锭弯曲的原因分析及处理措施 图1 缓慢性弯曲 图2 位移性弯曲一 弯曲的成因1 缓慢性弯曲的成因。铝合金扁锭缓慢性弯曲的成因主要有两点：（1）扁锭的引锭头放置得不平稳，其相对的两个大面或侧面在与底座接触时不在同一水平面上，呈现出一侧高、一侧低的状况。事实上，这种不平稳也是极其微小的，肉眼很难察觉，但通过水平尺等测量仪器可以测量出来。这种微小的不平稳势必导致结晶器内相对的两个大面或侧面之间的铝液量产生差别，在冷却强度相同的情况下，偏高的一面铝液量少、先凝固，偏低的一面铝液量多、后凝固，结晶速度也就产生了微小差别，在铸造应力和自身重力的作用下，扁锭便向铝液量多的一侧产生微小弯曲，随着铸造过程的进行，扁锭的长度逐渐增加，这种微小弯曲逐渐累积显现出来便形成了缓慢性弯曲。（2）在浇铸过程中，由于冷却水中的泥沙等杂物将结晶器水套的水眼堵塞导致扁锭相对的两个大面或两个侧面冷却强度产生差别，冷却强度大的一面先凝固，冷却强度小的一面后凝固，在铸造应力和自身重力的作用下，扁锭便向冷却强度小的一侧产生微小弯曲，随着铸造过程的进行，扁锭的长度逐渐增加，这种微小弯曲逐渐累积显现出来便形成了缓慢性弯曲。2 位移性弯曲的成因。铝合金扁锭位移性弯曲的成因有三点：（1）扁锭的引锭头放置得不平稳，其底部与底座接触不完全，有间隙。随着铸造过程的进行，扁锭的长度逐渐增加，自重越来越大，一旦引锭头产生晃动，此时扁锭重心就会突然偏离支撑点，从而产生明显的弯曲。（2）扁锭底部与引锭头接触面积小。生产扁锭的引锭头是平底长方形。铝液在引锭头处受冷凝固时，中心部位先凝固再向周围流动填充，由于凝固在短的时间完成，受金属流动性及冷却水产生气体的影响，铝液凝固收缩后不可能完全充满引锭头，因此扁锭的底端形状呈圆弧形，这相当于扁锭只有一个面积较小的弧底与引锭头接触作为支撑点，稳定性差，如图3a 所示。随着铸造过程的进行，扁锭的长度逐渐增加，自重越来越大，一旦扁锭重心偏离支撑点，就会使扁锭产生弯曲。（3）打底操作时，扁锭底部中间部位漏铝。扁锭浇铸时，首先要经过打底阶段，底打得好，扁锭弯曲的可能性就越小。扁锭的底很薄，只有35cm 厚，而且是在较短的时间内靠自然冷却完成，底部中心部位尚未完全凝固成形，抗热冲击能力较差。开车下降后，中心部位始终受较高温度铝液的冲击，很容易被冲破而形成底部漏铝。高温度铝液冲破底部后，由于可填充空间小而冷却强度又大，铝液流动性变差，再次受冷凝固形成花生米大小的扁颗粒状“小铝豆”，破坏了底部支撑，如图3 所示。在铸造过程的初始阶段，随着扁锭长度的逐渐增加，自重越来越大，高温未完全冷却的“小铝豆”变形抗力小，被扁锭自重压得越来越扁。随着铸造过程的进行，“小铝豆”冷却过程中变形抗力逐渐增加，当其厚度不再被扁锭压扁时，使扁锭重心向没有“小铝豆”或“小铝豆”较少的一侧产生偏离，从而使扁锭产生弯曲。图3 扁锭底部漏铝情况a b图4 增大扁锭底部支撑面积示意图二 预防及改进措施根据扁锭弯曲的成因，我们通过讨论分析、有针对性地采取了以下措施：1 增大引锭头对扁锭底部的支撑面积。采取的措施主要有两项：在引锭头中部铺垫一块3mm 厚的约占引锭头1 / 2 面积的硅酸铝纤维板；在未铺垫硅酸铝纤维板之前，扁锭的底端只有一个面积较小的支撑点，而在铺垫硅酸铝纤维板之后，铸造时铺垫有硅酸铝纤维板的地方就形成凹空，扁锭端头出现两条支撑线并凝固形成支撑环，如图3b 所示。而且铺垫硅酸铝纤维板后，底部热传导减缓，温度较铺垫前偏高，相应地延长冷却凝固时间延长，收缩应力减小、铝液补缩更加充分，使扁锭底端的圆弧变得较为平缓，底部与引锭头的接触面积变大，底部支撑面积明显增大，有效地减轻了因重心偏移而引起的位移性弯曲。在扁锭打底阶段，适当减小冷却强度，延长冷却凝固时间，可以起到减小收缩应力、增加铝液补缩的作用，使扁锭底端的圆弧变得较为平缓，底部与引锭头的接触面积变大，增大了底部的支撑面积。2 采取综合性措施，防止打底操作时漏铝。扁锭底部中心部位抗热冲击能力较差。开车下降后，由于液穴的存在，中心部位温度始终较高，如果操作控制不当（浇铸温度偏高、铝液供流量偏大、下降速度偏快、冷却强度太大），底部中心部位很容易被冲破而漏铝，形成二次打底、最终造成弯曲。而要防止扁锭底部中心部位漏铝，必须采用综合性的防范措施，这些措施主要包括：降低浇铸温度，以3003铝合金扁锭为例，将浇铸温度从原来的690700 左右降低到680690；在浇铸初始阶段，可采取控制铝液供流分配量，用特制加长的接铝渣铲将高温铝液由中心向四周分流等办法以减小高温铝液单纯对凝固成形薄弱部位扁锭底部中心区域的热冲击；适当延长扁锭底部结晶凝固时间，推迟开车下降时间。将浇铸初期的下降速度由4045mm/min下调至3540mm/min，等等。3 由于冷却