CN107529562A - 电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺，工艺流程为：熔炼炉装料→电解铝液合金化→熔炼→成分微调整→熔体净化→转入保温炉→保温炉熔体净化→在线除气→在线过滤→铸轧→卷取成品；其中电解铝液合金化采用75‑85%电解铝液、25‑15%固体铝，熔炼炉内铝液温度为740‑755℃；熔体净化采用在熔炼炉内用高纯氩气携带国产精炼剂进行喷粉精炼1次，再用高纯氩气携带进口精炼剂喷粉精炼两次；通过模拟和现场实验相结合设计铸嘴结构和尺寸。大大降低了能源消耗，减少了铝锭的铸损和重熔时的二次铝烧损及二氧化碳排放，提高了成品率，降低了成本；产品质量稳定，生产的1235牌号和8079牌号铝合金产品厚度最薄均能轧制到0.0055mm，满足高端客户的要求。

Description

电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺

技术领域：

本发明涉及铝和铝合金铸轧加工领域，尤其是涉及电解铝液直接铸轧生产高档双零铝箔坯料产品的熔炼工艺和轧制工艺。

背景技术：

与传统铝锭重熔铸轧生产工艺相比，电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料的生产工艺具有流程短、节能减排、环保及成本低等明显优势。虽然其工艺基本成熟，但因电解铝液的温度高、非金属夹杂物多、有害气体（特别是氢）含量高以及形核质点少（即“三高一少”）等问题制约，铸轧生产的熔体净化处理还存在工艺难点，采用现有技术熔体净化工艺不能除去铝熔体内直径为0.0055mm的非金属夹杂物，同时存在铸轧产品晶粒度大小及成分不均匀的现象。因此，目前采用电解铝液直接铸轧生产高档双零铝箔坯料，其最终产品厚度只能在0.006mm以上。此外，由于熔体净化处理工艺还存在合金化的技术难题，因此，一般只能用来生产1235牌号的铝合金。

目前，国内生产8079牌号铝合金双零铝箔坯料均采用热轧工艺生产，该工艺具有生产流程长、能耗高、成本高等缺点，因此，采用电解铝液直接铸轧工艺生产8079牌号铝合金的0.006mm以下双零铝箔坯料产品具有深远的现实意义。

发明内容：

本发明要解决的问题是：提供一种电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺，解决电解铝液中的“三高一少”问题及合金化的技术难题，确保铝熔体内非金属夹杂物直径≤0.0055mm，以满足产品的高质量、节能减排、短流程、节约成本的需求，以及不同产品的性能需求。

解决本发明问题所采取的技术方案是：

电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺流程为：熔炼炉装料→电解铝液合金化→熔炼→成分微调整→熔体净化→转入保温炉→保温炉熔体净化→在线除气→在线过滤→铸轧→卷取成品；

其中电解铝液合金化:75-85%电解铝液、25-15%固体铝，熔炼炉内铝液温度为740-755℃；

熔体净化:在熔炼炉内用高纯氩气携带国产精炼剂进行喷粉精炼1次，精炼剂用量2.5-3kg/t，精炼时间为30分钟，精炼温度740-750℃；再用高纯氩气携带进口精炼剂喷粉精炼两次，精炼剂每次用量0.7-0.9kg/t，精炼时间为每次25分钟，精炼温度745-755℃；

铸轧：铸轧时前箱温度为690℃±2，轧制速度800-960mm/min。

常规铸轧生产全部采用铝锭或50%-65%的电解铝液作为原材料，主要缺点是能耗高，金属铝烧损率高。因此，在保证产品质量的情况下，应最大限度地增加电解铝液的比例，来降低能耗和烧损率。但是采用电解铝液的比例过高或全部采用电解铝液，会严重降低产品质量，特别是冶金质量，甚至不能生产出双零铝箔坯料。

通过对实验数据的分析研究，对产品质量的分析、化验及检测，优化调整工艺参数，研究调整电解铝液和铝锭的配比，最终采用75-85%电解铝液、25-15%铝锭，既达到提高产品质量的目的，又降低了能耗和烧损率。

液态精炼剂CCl₄虽然熔体净化效率高和精炼效果好，但对人体危害较大，对设备和厂房腐蚀严重，对环境造成污染。

精炼时间过长或提高用量会增加生产成本、二次污染铝液、增加铝烧损率等缺点，精炼温度过高也会降低铝液质量，特别是降低形核质点，反之，则达不到精炼效果。

因此，通过对试验结果的对比研究分析，逐步试验调整国产固体精炼剂、国产气体精炼剂及进口固体精炼剂的用量、精炼温度、精炼时间和混合比例等确定最优化的工艺参数。

轧制速度过快会出现粘辊和热带、嘴腔前沿气体聚集等问题，产生质量缺陷；轧制速度越慢，产品质量越好，但严重影响生产效率。经过生产试验研究，根据产品宽度的不同，最终确定轧制速度800-960mm/min。前箱温度过高，液穴深度增大，易产生热带，铸嘴前沿容易产生气体聚集，出现质量问题；温度太低，铝液流动性差，供给不足，严重时铝液会在嘴腔内凝固，也会产生质量缺陷。因此，通过生产试验研究确定出铸轧时前箱最佳温度为690℃±2。

本发明的积极效果是：大大降低了能源消耗，减少了铝锭的铸损和重熔时的二次铝烧损及二氧化碳的排放，提高了成品率，降低了成本；淘汰了常规精炼时使用的有毒有害易挥发液态精炼剂CCl₄，彻底消除了CCl₄对操作人员、设备厂房及环境的危害、腐蚀和污染；采用本发明方法产品杂质颗粒直径≤0.005mm，熔体氢含量≤0.11ml/100gAl；产品质量稳定，生产的1235牌号和8079牌号铝合金产品厚度最薄均能轧制到0.0055mm，产品针孔度≤490个/㎡，各项技术指标均优于国内其他同类产品，满足高端客户的要求。

具体实施方案：

以下结合实例对本发明生产工艺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8079牌号的铝合金高档双零铝箔坯料产品，装炉量为25吨，配料方案为电解铝液20吨，固体铝为5吨，电解铝液的比例为80%。

1、加料：先加入冷料（不允许添加三级废料），后加铝液，铝液含量≥75%。加入冷料时，冷料要干燥，严禁将钢带、尼龙带、纸皮等杂物带入炉内。

2、熔炼炉：炉料化平后约10分钟内进行第一次搅拌，时间5分钟；第一次精炼前进行第二次搅拌，时间10分钟；铝液升温至740-750℃，用高纯氩气携带国产精炼剂进行第一次喷粉精炼，用量2.7kg/t；精炼完毕，静置20分钟后进行第一次扒渣；之后进行取样，化验其化学成分并根据计算结果投入相应辅料；静置40分钟后进行第三次搅拌，时间15分钟；取样，化验成分，成分合格后用高纯氩气携带进口精炼剂进行第二次喷粉精炼（温度至745-755℃），用量为0.7-0.9kg/t；精炼结束并静置满10分钟后开始进行第二次扒渣；扒渣结束30分钟后（温度至745-755℃）用进口精炼剂进行第三次喷粉精炼，用量为0.7-0.9kg/t；精炼结束静置满10分钟后进行第三次扒渣。

3、倒炉：扒渣结束后静止10-20分钟进行倒炉（倒炉温度745-755℃），同时使用高纯氩气进行过流精炼。

4、保温炉：倒炉完成5分钟内，保温炉开始精炼，精炼时间间隔为3小时。每次精炼均用高纯氩气+进口精炼剂，每个炉门精炼不少于10分钟。立板前40分钟进行补充精炼。

5、在线净化：保温炉出铝口至除气设备进口前，双级添加特级铝钛硼丝进行晶粒细化，同时控制铝钛硼丝入口的速度为140mm/min和温度为710℃±1，以确保铝钛硼丝进入铝液后能够均匀扩散不偏聚、不沉积；运用国外先进的除气设备进行在线除气，除气箱精炼气体和箱体内保护气体均为高纯氩气（纯度≥99.999%）；使用双级过滤，一级过滤板为50目（进口），二级过滤板为60目(进口)。用进口测氢仪检测，熔体氢含量均≤0.11 ml/100gAl。

6、铸嘴轧制：轧辊直径1003mm，铸轧区55mm，前箱温度为690±2，轧制速度800mm/min，前箱静压力25mm。

所生产的铸轧坯料，各项指标均超出行业标准（YS/T90-2008 铝及铝合金铸轧带材）中的标准：尺寸偏差达到高精级标准，产品抗拉强度128 MPa，断后伸长率37.0% ，铸轧带材的表面晶粒度为1级，外观质量良好，坯料组织均匀，无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生，熔体氢含量是0.10ml/100gAl；产品质量稳定，产品厚度最薄轧制到0.0055mm，产品针孔度是490个/㎡，各项技术指标均能均优于国内其他同类产品，均能满足高端客户的要求。

实施例2：

生产1235牌号的铝合金高档双零铝箔坯料产品，装炉量为25吨，配料方案为电解铝液19吨，固体铝为6吨，电解铝液的比例为76%。

1、加料：先加入冷料（不允许添加三级废料），后加铝液，铝液含量≥75%。加入冷料时，冷料要干燥，严禁将钢带、尼龙带、纸皮等杂物带入炉内。

2、熔炼炉：炉料化平后约10分钟内进行第一次搅拌，时间5分钟；第一次精炼前进行第二次搅拌，时间10分钟；铝液升温至740-750℃，用高纯氩气携带国产精炼剂进行第一次喷粉精炼，用量2.7kg/t；精炼完毕，静置20分钟后进行第一次扒渣；之后进行取样，化验其化学成分并根据计算结果投入相应辅料；静置40分钟后进行第三次搅拌，时间15分钟；取样，化验成分，成分合格后用高纯氩气携带进口精炼剂进行第二次喷粉精炼（温度至745-755℃），用量为0.7-0.9kg/t；精炼结束并静置满10分钟后开始进行第二次扒渣；扒渣结束30分钟后（温度至745-755℃）用进口精炼剂进行第三次喷粉精炼，用量为0.7-0.9kg/t；精炼结束静置满10分钟后进行第三次扒渣。

3、倒炉：扒渣结束后静止10-20分钟进行倒炉（倒炉温度745-755℃），同时使用高纯氩气进行过流精炼。

4、保温炉：倒炉完成5分钟内，保温炉开始精炼，精炼时间间隔为3小时。每次精炼均用高纯氩气+进口精炼剂，每个炉门精炼不少于10分钟。立板前40分钟进行补充精炼。

5、在线净化：保温炉出铝口至除气设备进口前，双级添加特级铝钛硼丝进行晶粒细化，同时控制铝钛硼丝入口的速度为150mm/min和温度为710℃±1，以确保铝钛硼丝进入铝液后能够均匀扩散不偏聚、不沉积；运用国外先进的除气设备进行在线除气，除气箱精炼气体和箱体内保护气体均为高纯氩气（纯度≥99.999%）；使用双级过滤，一级过滤板为50目（进口），二级过滤板为60目(进口)。用进口测氢仪检测，熔体氢含量均≤0.11 ml/100gAl。

所生产的铸轧坯料，各项指标均超出行业标准（YS/T90-2008 铝及铝合金铸轧带材）中的标准：尺寸偏差达到高精级标准，产品抗拉强度109 MPa，断后伸长率40.5% ，铸轧带材的表面晶粒度为1级，外观质量良好，坯料组织均匀，无中心偏析、夹渣、孔洞等冶金缺陷产生，熔体氢含量是0.106ml/100gAl；产品质量稳定，产品厚度最薄轧制到0.0055mm，产品针孔度是490个/㎡，各项技术指标均能均优于国内其他同类产品，均能满足高端客户的要求。

Claims (1)

1.一种电解铝液直接铸轧高档双零铝箔坯料生产工艺，工艺流程为：熔炼炉装料→电解铝液合金化→熔炼→成分微调整→熔体净化→转入保温炉→保温炉熔体净化→在线除气→在线过滤→铸轧→卷取成品，其特征在于：

电解铝液合金化:采用75-85%电解铝液、25-15%固体铝，熔炼炉内铝液温度为740-755℃；

熔体净化:采用在熔炼炉内用高纯氩气携带国产精炼剂进行喷粉精炼1次，精炼剂用量2.5-3kg/t，精炼时间为30分钟，精炼温度740-750℃；再用高纯氩气携带进口精炼剂喷粉精炼两次，精炼剂每次用量0.7-0.9kg/t，精炼时间为每次25分钟，精炼温度745-755℃；

铸轧：铸轧时前箱温度为690℃±2，轧制速度800-960mm/min。