有效提高铝锭表面质量的措施探析

2018-02-17段杰

机电工程技术 2018年4期

段杰

0 前言

铝是一种非常重要的原材料，其应用范围非常广泛，对于国民经济的发展具有十分重要的作用。随着生产制造技术的不断提高，企业对铝锭表面质量提出了更高的要求。尤其是某些特殊用途的铝锭，不仅要符合国家标准规定的要求，而且还要满足企业内部所制定的外观质量标准[1]。在铝锭的实际生产过程中，存在多种不利因素严重影响了铝锭生产的表面质量，因此，要结合企业生产的实际情况，采取有针对性的控制措施，避免生产过程受到过多的不良影响，进而确保整个生产过程能够得以顺利的实施，从而为铝锭表面质量符合要求提供可靠的保障[2]。

1 影响铝锭表面质量的因素分析

铝锭连续铸造机组具有生产速度快、自动化程度高以及生产精度高等优点，被广泛应用于重熔铝锭的生产制造中，大大提高了电解铝厂整体的经济效益。但是在实际的铝锭生产过程中，由于多种原因的干扰，导致铝锭的生产质量受到不小的影响，甚至造成铝锭存在飞边、夹渣以及表面波纹等严重的质量问题，造成其无法满足用铝企业的实际要求[3]。

1.1 飞边与夹渣

在铝锭的生产制造过程中，铝液首先由混合炉中流出，经由导流槽流入到船形浇包中，通过分配器将铝液进行适当的分流进入到水平运行的铝锭铸模之中。在铝锭的整个铸造过程中，要对铸模中铝液的深度进行实时监控，并根据其深度的不同对导流槽中的铝液流量进行有效地调节。如果没有对铝液流量进行有效控制，可能会导致流入铝锭铸模中的铝液过多，造成铝液溢出铸模，当铝液凝固后就会在铝锭上形成不同程度的飞边，影响其外观质量。同时，还要对导流槽中的铝液流速进行有效地控制，避免由于流速过快，造成铝液冲出铸模而形成飞边。在实际的生产过程中，为了对铝液进行有效的控制，往往使用黄泥将导流槽末端进行封闭，但是由于铝液的温度非常高，在浇铸的过程中极易造成封闭失效，继而导致流槽中大量的废渣直接冲入铸模，造成铝锭夹渣现象[4]。

1.2 表面波纹

铝锭连续铸造机组的铸模通常设置在传动链板上，在铝锭的铸造过程中，铝液进入到铸模后会随着铸模一起运行。通常情况下，铝液一般按照自下而上的顺序进行凝固，其中铝液上表面的正中处最后凝固，难以避免会导致中间处存在一个沟形缩陷。但是在实际的生产过程中，链条会受到外力不同程度的影响，在运行过程中会出现异常的振动情况，进而导致铸模内部的铝液发生不同程度的晃动，从而在铝锭表面上形成不同程度的波纹。在链条的实际运行过程中，难以避免会出现轻微的振动，进而在铝锭表面留下较浅的波纹，但是其不会对铝锭表面质量产生较大的影响，是能够接受的，但是链条较大的振动会造成铝锭表面出现严重的波纹，常见的波纹主要有“鱼鳞纹”和“水波纹”，这就会对铝锭的表面质量造成严重的影响，进而导致其生产质量不合格[5]。

2 改善铝锭表面质量的措施

2.1 铸造工艺方面

电解原铝中含有Fe、Si、Cu和Mn等金属杂质，还含有氟化盐、Al2O3、C、Al4C3和H2等非金属杂质，杂质的存在会对铝锭表面质量产生严重的影响，因此，要通过改善铝锭的铸造工艺，进而除去其中的各种杂质，确保铝锭的表面质量符合要求，可以从以下几方面进行改善。

（1）在铝液进行浇铸之前，保温炉内的温度要适宜，通常情况下位于720℃～740℃的范围内，等待配料、搅拌和扒渣等工序进行之后，要使用覆盖剂将铝熔体和空气进行有效的隔离，进而避免铝熔体发生氧化和吸气，从而避免铝熔体受到外界污染。

（2）对铝液导流槽进行科学合理的设计，尽量缩短导流槽的长度，进而减少铝液与空气接触的时间，大大降低铝液氧化后的氧化渣量。

（3）在保温炉与铸造机之间的导流槽上通过加装除气装置，其工作原理主要是气体漂浮，向铝熔体的底部连续注入小气泡，在小气泡上升的过程中会吸收铝熔体之中的氢气，进而将有效地除去氢气。铝熔体之中较大的残渣会被气泡包裹，而较小的残渣则会被吸附在气泡表面，随着气泡上升到铝熔体的表面而被除去[6-7]。

（4）铸造线上的除渣位置要设置在适宜的位置，能够及时将铝液表面形成的氧化膜除去，进而提高铝锭的表面质量。

2.2 设备方面

为了确保铝锭的表面质量符合要求，对于加工设备可以采取以下的改进措施。

（1）提高链条运行的平稳性

由于链条传动过程中存在多边形效应和爬行现象，这就会对铝锭的表面质量产生严重的影响，可以通过采用变频调速装置，实现链条运行的无级变速，进而有效消除链条爬行现象，确保链条始终能够平稳运行。

为了提高链条运行时的平稳性，对链条结构进行一定的改进升级，改造后的双通道输送链条能够将动力传输和模具输送两个工序进行有效分离，能够大大改善支撑轮在整个输送过程中的受力情况，有效降低进入到滚子中的杂质含量，进而确保滚轮与导轨之间能够始终处于滚动摩擦的状态，避免摩擦力增加造成不良影响。同时，还将先进的分段导轨连接技术有效地运用于导轨的连接工作中，能够有效改善滚轮在导轨上的运行状态，进而避免链条出现爬行和窜行现象，确保链条始终能够进行平稳的运行。

（2）提高冷却效果

为了改善设备的冷却效果，需要对冷却水盘进行一定的改造升级，首先，要对水盘进行一定的增高加宽，有效地增加铸模的冷却面积，加快冷却速度，提高冷却效率，其次，对回水槽进行加宽改造，增大回水的流动截面积，提高冷却水的循环流动速度，进而大大加快热水的冷却速度。

（3）提高主动链轮的安装精度

对主动链轮的整个安装过程采取有效的控制措施，提高其安装精度，为链轮的平稳运行提供可靠的保障。同时，还要做好张紧轮的维修保养和定期检查工作，及时对其中存在的问题采取有效的措施，为整个铸造过程的顺利进行提供可靠的保障。