铝铸轧带坯上表面夹渣的原因及其预防措施

  (云南铝业股份有限公司,云南昆明650502)摘要:铝铸轧带坯上表面夹渣严重影响铝板带材质量。分析发现,铸嘴尺寸和结构不合理,前箱液面高度不稳定坯上下板面凝固结晶差异等是形成带坯上表面夹渣的根本原因。通过优化铸嘴尺寸和结构,稳定控制前箱液面高度等措施,在生产中取得了较好效果;表面夹渣;铸嘴结构;前箱液面高度中图分类号TG24919文献标识码文章编号:10077235(2009)0604Methodscausessurfaceslagcast2rollingstripXUFu2shunHEZheng2fuin2li,CHENYunnanAluminiumCo.Kunming650502China)AbstractSurfaceslagseverelyaffectsaluminiumcast2rollingstripmainfactorsir2rationalstructureunstableliquidheightcrystallinedifferencesbetweensurfacescas2trollingstripachievedgoodresultsoptimizingsizestableheighttundish.Keywordssurfaceslagnozzle;liquidheighttundish双辊连续铸轧是直接将金属熔体轧制成半成品或成品铝材的一种短流程、近终形成形技术。由于该技术具有显著节约能源、减少设备投资和降低生产所带来的成本等优势已成为铝板带材的一种重要生产方随着生产时间延长,逐渐加剧。坯料在冷轧生产中而硬度却比基体金属的高从而在相同压下量和相同轧制力的条件下,夹渣不易延伸,在铝带表面易形成凸面,轧辊与凸面接触,轧制油向外扩散印痕被不断复印在铝带材表面,形成周期性“亮斑”缺陷,需要轧制一段时间才能逐渐淡化并消除我们在冷轧板上对夹渣部位取样利用扫描电子显微镜分析了表面夹渣的形貌,如图射线能谱仪对表面夹渣处的成分进行了分析,结果见表等元素。夹渣缺陷在1060、1100合金铝板表面均存在,与合金成分没有必然的联系同时,我们对三台铸轧机列浇注系统内铝液氢。目前,我国有铸轧机300台左右,铝铸轧带坯慢慢的变成了铝板带箔生产的重要坯料其质量直接影响到成品的质量。我公司现在存在三台铸轧机列配有一台冷轧机组上表面夹渣物分析夹渣主要分布在铝铸轧带坯的上板面形状多为长方形,大小不一,颜色为灰色或黑色,没有规律。铝铸轧带坯上表面有夹渣缺陷的带坯占生产量的%以上。从三台铸轧机列比较,二号水帄式铸轧机列的情况较为严重90%以上出自该机列。立板后收稿日期:200930第一作者简介,云南富源人,高级工程师含量利用ELH2型铝熔体快速测氢仪进行仔细的检测01096mLΠ(100gAl01139mLΠ(100gAl)二号机列的为01091mLΠ(100gAl01144mLΠ(100gAl01089mLΠ(100gAl)～01127mLΠ(100gAl三台机列的无显著差异氢含量都在0115mLΠ(100gAl以内,符合规定标准要求。上表面夹渣缺陷与铝液含氢夹渣关系不大。经分析冷轧铝板表面夹渣主要是氧化铝,是铝铸轧带坯上表面氧化膜夹渣所致1060铝合金铝铸轧带坯表面夹渣成分分析结果量也是十分关键的。通常要求铸嘴与辊面的间隙均匀而且小辊缝整个长度上分布均匀,温度均匀。也就是说保证铸轧区铝熔体的流体场和温度场均匀、稳定径各不相同(一号水帄式铸轧机列为Φ620mm,二号水帄式铸轧机列为Φ680mm,三号倾斜式铸轧机列为Φ820mm),铸嘴与辊径的配合存在一定差别。通过检查二号水帄式铸轧机列停机拆下来的铸嘴,发现辊面与铸嘴的接触不在铸嘴唇的前沿,造成铸嘴与铸轧辊面间隙增大,上下自由表面曲率半径增大,氧化膜弧长加,氧化膜容易破坏脱落,形成上表面氧化膜夹杂,铸嘴虽然使用二级分流,但是结构不优,有时会出现试样编号合金牌号夹杂物成分铸嘴结构不合理铸嘴是铝铸轧带坯生产的重要部件通过它将铝熔体输送到铸轧辊缝内直接影响着铸轧带坯的质量和产量目前个人会使用的是国产铸嘴,材质主要为硅酸铝热膨胀系数小,抗气温变化性能好,有足够的强度和刚度。同时铸嘴结构对稳定工艺和提升产品质前箱液面高度产生的静压力保持着铸轧液相区液态金属连续不断地供给可见,上下两自由表面能够限制住金属熔体,是由于金属熔体的静压力与它们的表面张力取得帄衡,在上下两自由表面处的液体静压力大于表面张力,熔体就会从此处漏出使铸轧过程失败。液面水帄过低,不易保证液态金属连续供给和对液态区的压力需要,熔体不能充满辊,铸轧板不能成形,或对金属结晶的致密性产生一定的影响,易发生夹杂、空洞、裂纹等缺陷。因此,合理选择前箱液面高度,维持前箱液面的稳定很重要液穴上下自由表面的液体静压力是不同的。因而上下自由表面的曲率半径也是不一样的。前箱液面的变化主要影响的影响较小。这就使上表面结晶前沿向着远离铸嘴方向挪动,从而使结晶前沿变得不对称,上下表面的结晶条件发生差异。其结果是铸轧板上下凝固层的接合面向上偏移,上下结晶层厚度不同,结晶组织也不相同。这与夹渣主要分布在铝铸轧带坯的上板面是相符的铸轧区示意图进行干燥。铸嘴安装尺寸准确,铸嘴唇与辊面间隙均匀尽可能的避免生产中调整铸轧区长度而引起间隙上表面夹渣的防止措施轻上下板面凝固结晶差异三台铸轧机轧辊直径大小不一样根据不同辊径使用不相同铸嘴宽度,不同铸嘴唇圆弧半径和弧长在铸嘴唇前沿加贴石墨片。使铸嘴唇圆弧前沿与辊面间隙均匀,间隙控制在013mm左右。防止由于缝隙大而使氧化膜容易变厚和脱落同时,使铸嘴上嘴唇比下嘴唇短mm～6mm,减轻铝带坯上下板面凝固结晶的不对称性优化铸嘴分流块结构,使铝熔体流动均匀和温度均匀根据不同铝铸轧带坯规格使用不相同的分流块形状和尺寸温度均匀。在铸嘴内壁涂刷氮化硼,减少结渣,防止氧化膜脱落而产生夹杂提高铸嘴制作和安装质量铸嘴加工制作尺寸要标准,氮化硼涂刷要均匀石墨片粘贴要牢固。铸嘴制作好以后严格按制度改变。另外,铸嘴在搬运、加工制作、干燥、安装等环节要防止损伤选择适当的前箱液面高度,并保持稳定至脱落而形成夹渣。前箱液面高度控制在15mm～20mm之间,并取上限稳定供铝流槽铝液高度。使用静置炉放铝自动控制,泡沫陶瓷过滤箱压差达到20mm时按时换过滤板,减小供铝流槽铝液高度变化引起的前箱液面高度波动提高立管、浮漂安装精度。保证立管下口水帄并依据情况按时换浮漂。防止由于安装不好合理匹配工艺参数在整个铸轧生产线上关键工序是铸轧。因为在这道工序中程是在很小的铸轧区内完成的。为了稳定进行连续,许多工艺参数必须配合好。主要的工艺参数 :铸轧区长度,铸轧速度 ,浇注温度 ,冷却强度和前 箱液面高度等 。它们之间有着密切的内在联系 在辊径一定、带坯厚度一定的正常铸轧条件下 ,这些 主要工艺参数 ,任何一个有所变化 ,其他的也要随之 改变 ,才能确保铸轧的稳定性 。在它们之间的相互 变化关系中 我们从生产实践中得知存在一个基本规律 ,即调整各工艺参数之间的关系时 ,应使凝固区 与变形区的高度有特殊的比例关系 确保铸轧过程的连续性和稳定能力 ,使带坯具有优良的正常组织 。各工艺参数的匹配应该要依据带坯合金牌号 、厚度及铸轧辊辊套 厚度等做准确选择 1060铝合金主要铸轧工艺参数控制范围 工艺参数 控制范围 带坯厚度 铸轧区长度 铸轧速度 浇注温度 mm45 mm～60 mm