一种电解铝液直接进行铸轧生产的方法
技术领域
本发明涉及一种铝铸轧中合金熔炼工艺的方法,特别涉及一种电解铝液直接进行铸轧生产的方法。
背景技术
与传统的铝锭重熔生产工艺相比,电解铝液直接进行铸轧生产具有节能、成本低、环保等明显优势,但是由于电解铝液晶核数量少、夹渣和气体含量大等缺陷,一般通过加入一定比例的固体料进行处理,使晶核数能达到铸轧坯料生产的要求。目前采用电解铝液进行铸轧生产中电解铝液比例为60~70%,经过配料→加料→成分调整熔→炼炉内精炼→倒入静置炉→静置炉精炼→在线除气→在线过滤→轧制工艺流程,生产出坯料。
随着电解铝液比例的进一步提高,晶核数量少、夹渣和气体含量大等问题尤为突出,采用原有的生产工艺将无法满足控制产品晶粒度和除渣除气的要求,生产出的铸轧坯料质量将受到很大的影响。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺点,提供一种既能提高铝合金熔炼中电解铝液比例,又能满足坯料及成品质量的电解铝液直接进行铸轧生产的方法。
本发明的技术方案是:
一种电解铝液直接进行铸轧生产的方法,步骤为:配料→加料→加热,成分调整→熔炼炉内精炼→倒入静置炉→静置炉精炼→在线除气→在线过滤→轧制工艺流程,所述加料工艺为:向熔炼炉内加入打渣剂和占装炉量0-10%的固体铝→加入占装炉量80-100%的电解铝液→冷却至730-780℃→加入占装炉量1-15%的固体铝,冷却至660-700℃。
进一步地,所述熔炼炉内精炼包括氩气喷粉精炼和氩气+CCl4精炼。
进一步地,所述氩气喷粉精炼精炼剂用量为每吨铝1.5-1.7Kg,精炼时间为15-30min。
进一步地,所述氩气喷粉精炼采用单管喷射法,所述精炼剂喷射速度为1.5-2.0Kg/min。
进一步地,所述氩气喷粉精炼采用双管喷射法,所述每根喷射管的精炼剂喷射速度为0.5-1.0Kg/min。
进一步地,所述氩气+CCl4精炼中CCl4的用量为每吨铝0.14-0.16Kg,精炼时间为15-20min。
进一步地,所述静置炉精炼为氩气+CCl4精炼,所述精炼时间间隔为3-4h,所述每次精炼加入固体铝量为50-80Kg,所述每次精炼中CCl4的总用量为0.8-1.2Kg。
本发明提供的电解铝液直接进行铸轧生产的方法,电解铝液的比例提高到80-100%,通过改变加料工艺等方法,增加电解铝液中的晶核数,从而满足铸轧坯料及成品质量的需要。加料工艺中加入电解铝液后首先冷却至730-780℃,有利于电解铝液中晶核的形成,然后再次加入固体铝,使电解铝液的温度降至熔点左右,电解铝液在熔点温度的条件下形成的晶核数量足够多,有利于产品晶粒度的控制及电解铝液中夹渣和气体的净化。本发明中电解铝液在熔炼炉中进行氩气喷粉精炼时,增加精炼剂与电解铝液的接触面积,使分散剂分散更均匀,除气除渣效果更好。
本发明提供的电解铝液直接进行铸轧生产的方法,用于生产铝合金铸轧坯料,电解铝液的比例提高了20-30%,提高了生产效率;大大降低了燃料消耗,节约了生产成本;降低了操作者的劳动强度。采用本发明所述的工艺方法生产的坯料,生产的双零箔针孔数≤300个/m2,生产的空调箔力学性能达到国家一级标准。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
生产1235牌号的铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液16t,固体铝4t,实现电解铝液的比例为80%。
加料:向熔炼炉内加入18Kg打渣剂和2t固体铝(固体铝可以是铝锭或废铝),其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入16t电解铝液,使固体铝熔化,冷却电解铝液至780℃,再加入剩余的2t固体铝,使温度降至660℃,开始加热,待固体铝熔化后再加入中间合金物料,调整铝液成分,15min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量铝熔体温度,当温度到达730-780℃时,取样分析铝熔体成分,然后进行16min的喷粉精炼,精炼剂用量32Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用双管喷射法,每根喷射管中精炼剂的喷射速度为1.0Kg/min,精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,再次取样确认成分,然后进行17min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为3.0Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将铝熔体倒入静置炉;
静置炉精炼:铝熔体倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入60kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为1.2Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的铝熔体经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。铸轧坯料经过双零箔生产工艺后,生产出的双零六铝箔,针孔数≤250个/m2,其它性能指标符合产品要求。
实施例2
生产3102牌号的铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液20t,实现电解铝液的比例为100%。
加料:向熔炼炉内加入20Kg打渣剂,其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入20t电解铝液,使固体铝熔化,冷却电解铝液至730℃,再加入废铝500kg,用电磁搅拌10min,温度降至680℃,开始加热,5min后加入中间合金物料,调整成分,10min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量铝熔体温度,当温度到达730-780℃时,取样分析成分,然后进行20min的喷粉精炼,精炼剂用量32Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用双管喷射法,每根喷射管中精炼剂的喷射速度为0.8Kg/min,精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,再次取样确认成分,然后进行20min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为3.2Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将铝熔体倒入静置炉;
静置炉精炼:铝熔体倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入70kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为1.0Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的铝熔体经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。铸轧坯料经过空调铝箔生产工艺后,生产出的空调铝箔,力学性能达到国家一级标准,其它性能指标符合产品要求。
实施例3
生产5052牌号铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液17t,固体铝3t,实现电解铝液的比例为85%。
加料:向熔炼炉内加入16Kg打渣剂和1t固体铝(固体铝可以是铝锭或废铝),其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入17t热电解铝液,使固体铝熔化,冷却电解铝液至745℃,再加入剩余的2t固体铝,使温度降至700℃,开始加热,待固体铝熔化后再加入中间合金物料,调整成分,15min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量铝熔体温度,当温度到达730-780℃时,取样分析成分,然后进行15min的喷粉精炼,精炼剂用量30Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用单管喷射法,喷射管中的单管精炼剂喷射速度为2.0Kg/min,精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,重新取样分析成分,然后进行15min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为2.8Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将铝熔体倒入静置炉;
静置炉精炼:铝熔体倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入80kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为0.8Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的铝熔体经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。满足双零箔和高档装饰面料等加工要求。
实施例4
生产3102牌号的铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液18t,固体铝2t,实现电解铝液的比例为90%。
加料:向熔炼炉内加入24Kg打渣剂和1.6t固体铝,其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入18t电解铝液,使固体铝熔化,冷却电解铝液至740℃,再加入固体铝400Kg,用电磁搅拌10min,温度降至670℃,开始加热,7min后加入中间合金物料,调整成分,20min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量铝熔体温度,当温度到达730-780℃时,取样分析成分,然后进行25min的喷粉精炼,精炼剂用量34Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用双管喷射法,每根喷射管中精炼剂的喷射速度为0.68Kg/min,精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,重新取样分析成分,然后进行18min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为2.9Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将铝熔体倒入静置炉;
静置炉精炼:铝熔体倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入50kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为1.0Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的电解铝液经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。铸轧坯料经过空调铝箔生产工艺后,生产出的空调铝箔,力学性能达到国家一级标准,其它性能指标符合产品要求。
实施例5
生产8011牌号铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液19t,固体铝1t,实现电解铝液的比例为95%。
加料:向熔炼炉内加入22Kg打渣剂和1t固体铝,其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入19t电解铝液,使固体铝熔化,冷却电解铝液至735℃,再加入废铝200kg,用电磁搅拌20min,温度降至690℃,开始加热,8min后加入中间合金物料,调整铝液成分,20min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量电解铝液温度,当温度到达730-780℃时,取样分析电解铝液成分,然后进行20min的喷粉精炼,精炼剂用量30Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用单管喷射法,喷射管中精炼剂的喷射速度为1.5Kg/min,精炼后静置15min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,重新取样分析成分,然后进行17min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为3.1Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置15min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将电解铝液倒入静置炉,电解铝液在静置炉内进行连续生产;
静置炉精炼:电解铝液倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入65kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为1.0Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的电解铝液经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,晶体粒度达到产品要求后将电解铝液经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。铸轧坯料经过空调铝箔生产工艺后,生产出的空调铝箔,力学性能达到国家一级标准,其它性能指标符合产品要求。
实施例6
生产1235牌号铝合金,装炉量为20t,配料方案为电解铝液17t,固体铝3t,实现电解铝液的比例为85%。
加料:向熔炼炉内加入18Kg打渣剂,其中打渣剂的加入量按每吨铝0.8-1.2kg计算,然后加入17t电解铝液,冷却电解铝液至760℃,再加入剩余的3t固体铝,使温度降至665℃,开始加热,待固体铝熔化后再加入中间合金物料,调整铝液成分,18min后搅拌扒渣;
熔炼炉精炼:测量铝熔体温度,当温度到达730-780℃时,取样分析成分,然后进行30min的喷粉精炼,精炼剂用量30Kg(精炼剂按每吨铝1.5-1.7Kg计算),喷粉精炼采用双管喷射法,每根喷射管中精炼剂的喷射速度为0.5Kg/min,精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,重新取样分析成分,然后进行17min的氩气+CCl4精炼,CCl4用量为3.2Kg(CCl4用量按每吨铝0.14-0.16Kg计算),精炼后静置10min进行扒渣;当温度再次达到730-780℃时,将铝熔体倒入静置炉;
静置炉精炼:铝熔体倒入静置炉后20min内,向静置炉中加入75kg固体铝,开始氩气+CCl4精炼,CCl4用量为1.0Kg,此后每隔3-4小时进行一次氩气+CCl4精炼,精炼时间为15-20min,CCl4用量为0.8-1.2Kg,每次精炼工艺中需加入50-80Kg的固体铝量。
精炼后的电解铝液经过在线除气和过滤后,加入0.2%的铝钛硼晶粒细化剂,经过轧制得到铸轧坯料。所生产铸轧坯料晶粒度可达到国家标准(GB/T3246.2000:变形铝及铝合金制品组织检验方法)中规定的1级,无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生,氢含量可控制在≤0.12mL/100gAl。铸轧坯料经过双零箔生产工艺后,生产出的双零六铝箔,针孔数≤300个/m2,其它性能指标符合产品要求。