重熔用铝锭配料工艺条件控制分析

段 杰

（山西兆丰铝电有限责任公司电解铝分公司，山西阳泉 045029）

0 前言

铝是一种非常重要的金属原材料，被广泛的应用于多种领域，随着我国社会经济的不断发展，不仅对铝的需求量逐渐增加，而且还对其质量提出了更高的要求。为了满足铝用户更高质量的要求，就要对当前重熔用铝锭配料工艺条件进行系统、全面的分析研究，并采取有效的控制措施，确保铝的整个生产过程能够得以顺利的进行，进而为铝锭的生产质量提供可靠的保障[1]。

1 重熔用铝锭配料生产工艺流程

重熔用铝锭配料过程是指将不同品位的电解原铝与回炉料，按照设计的标准进行精确的配料比计算，进而配制出高质量的铝液，为铸造高质量的铝锭提供可靠的保障。实际的配料过程生产工艺流程如下所示：

单包成分的精确计算→电解出料顺序设计→分析单包成分→装炉操作→进行炉前分析→调整配料比→扒渣并均匀搅拌→取样进行分析→澄清并保温→分流铸锭

铝锭中的化学成分，尤其是其中的杂质成分以及含量对于铝锭的质量具有非常重要的影响，因此，在实际的铝锭生产制造过程中，要采取有效的措施严格控制其中的杂质含量，将杂质所造成的影响降到最低，进而确保铝锭的质量符合要求。重熔用铝锭经过一定的重熔，精炼后就能用于生产各种类型的铝合金板材、棒材以及线材等，再对其进行更进一步的轧制、挤压或拉拔制成铝板、铝箔、铝型材以及铝线等各种铝制品。铝锭的铸造质量对于各种铝制品的质量具有决定性的影响，所以要采取有效的控制措施，确保铝锭的铸造质量符合要求[2]。

2 电解铝液配料工艺控制

2.1 重熔用铝锭内部化学成分控制

配料是铸造工艺中的关键工序，能否进行科学合理配料工作，对于整个铸造工艺的质量具有决定性的影响，因此，要结合铝锭铸造的实际情况，进行精确的配料工作。配料的目的主要是通过优化配合比，将其中的杂质控制在合理的范围内，最大限度地降低杂质所造成的不良影响。重熔用铝锭的内部化学成分决定着铝锭的实际品位高低，其中所含有的杂质主要是Fe、Si、Cu、Ca、Mg以及Zn等元素，不同品位重熔用铝锭内部所含有的杂质，由高到低依次增多。根据重熔用铝锭的内部化学成分，对单项主要元素的配料范围进行合理的压缩，制定相应的化学成分预配料目标，并通过进行试验，进而提高配料的合格率，为铝锭的质量提供可靠的保障[3]。

2.2 铸造用电解原铝的主要杂质成分

在电解原铝的过程中，由于电解炉体的特殊结构、阳极和阴极的碳块以及AL2O3含有杂质等原因，造成原铝中含有较多的杂质，其中的主要杂质元素是Fe和Si元素。铁元素与铝元素能够结合形成针状的铁铝化合物，能够严重影响铝的韧性和耐腐蚀性，导致合金液的补缩能力严重降低。硅元素对铝元素的导电性能具有较大的影响，当其中的硅元素含量为0.1%时，就会导致铝元素的电导率降低1%。因此，在对铝配料进行电解时，要采取有效的措施，严格控制其中的铁硅元素含量，降低对铝元素所造成的不利影响[4]。

2.3 单槽预分析，防止毁炉事故发生

在进行铝锭的配料工序前，要对全部电解槽的实际运行情况进行详细检查，尤其是要重点检查电解槽的原铝质量波动情况，针对检查出的问题电解槽，要采取有效的处理措施，进而确保其始终处于良好的工作状态，为整个电解铝的顺利进行提供可靠的保障。对于原铝质量波动较大的电解槽，要通过取样对其进行有效的分析判断，再结合电解铝的实际要求，对变化较大的电解槽采取单包出铝或对出铝量进行一定的调整，进而提高配料的准确率[5]。

2.4 单包提前取样，合理安排出料顺序

技术人员要结合实际的出铝量情况，对出料时间和出料顺序进行科学合理的安排，错开大料与小料的出料时间，避免发生不必要的冲突，进而影响整个出铝工作的顺利进行。同时，还要兼顾每个电解炉的平均配料点，确保其与预配料值相当。此外，还要确保能够及时的将电解来料注入到混合炉之中，避免由于注料不及时导致压料现象的发生。

2.5 倒料时间控制

由于空气和炉气中都含有一定量的氧气和水蒸气，如果没有采取有效的预防措施，处于液体状态的铝极易与氧气发生氧化还原反应生成Al2O3，进而影响铝锭的制作质量。为了避免液态铝被氧气氧化，就要尽量减少其与空气的接触时间，可以通过加快从装炉到转注的速度，进而大大降低液态铝与空气的接触时间，有效避免Al2O3的生成[6]。

2.6 回炉控制

在确保铝锭的质量符合要求的前提下，可以根据不同产品的实际用途以及加工要求对回炉料进行科学合理的利用。对于品位在AL99.60以下的电解原铝液，要对其进行单槽出铝或者进行槽间搭配合为一包，再将其混入一炉中或者均匀的分倒于几炉之中进行整炉的合理配料，将其有效地变为AL99.70铝或者AL99.70A铝。对于品位非常低的铝液，可以采取由开口包通过导流槽流入到铸模之中，进而铸造成相应的铝锭，再将其分别投入到炉内配料。

2.7 化学成分偏析控制

偏析是指铝锭中的化学成分具有较大的差异性，其会对整个配料工艺产生严重的影响。为了有效避免偏析现象的发生，在进行铸造前要对单包等外品进行上中下三层取样分析，分别铸造成相应的铝锭，并对其进行详细的成分标注，进而为其以后的回炉配料提供科学的依据。

2.8 炉内铝液温度控制

配料工艺不仅要对铝锭的化学成分进行有效控制，还要对混合炉中的铝液温度进行合理的控制，进而确保整个配料过程的顺利进行。当炉内的温度过高时，不仅会浪费大量的能源，而且还会烧损部分铝液，进而造成其成分发生变化，从而导致所铸造的铝锭质量不合格。此外，过高的温度还会增加氢气在铝液中的溶解度，进而会改变配料的组分，对铝锭质量造成不小的影响。

3 成分调整

当炉前分析铝液中的杂质超标或者某元素低于标准含量时，要对其化学成分进行有效的调整，可以采用布料或者稀释的方法对其进行有效的调整，进而确保其成分符合铝锭的铸造要求。在成分的调整过程中，要对称样量进行精确的控制，确保成分调整的成功率。

4 结语

总而言之，重熔用铝锭的质量对于铝制品的质量具有决定性的影响，因此，要确保其质量符合生产标准要求。但是重熔用铝锭配料工艺条件受到多种因素的干扰，为了确保铝锭的铸造质量，在实际的重熔用铝锭配料过程中，要对其整个工艺流程进行科学合理的分析，指明其中影响较大的过程，在此基础上，采取有效的改进措施，确保整个配料过程的顺利进行，为铝锭的铸造质量提供可靠的保障。

参考文献：

［1］孙骞.重熔用铝锭质量控制水平［J］.青海科技，2010（04）：124-126.

［2］赵忠斌.重熔用铝锭表面质量提高方法探讨［J］.河南科技，2012（16）：49-49.

［3］马明，张圣栋.重熔用铝锭铸造过程的质量控制［J］.科技信息， 2011（24）：471-471.

［4］李蒙，司国斌，祝庆.熔体温度处理对铸轧超薄双零铝箔用坯料组织的影响［J］.热加工工艺，2016（19）：58-61.

［5］刘民章，刘玉珍.重熔铝锭的一炉两机铸造实践［J］.有色冶金节能，2015（03）：29-31.

［6］刘青.降低重熔用铝锭熔铸烧损的对策探讨［J］.企业导报，2013（11）：267-267.