反射炉生产ALSI20铝中间合金铸造缺陷成因及对策

邵育红

（中孚铝合金公司，河南 巩义 451200）

河南中孚铝合金有限公司是河南中孚的子公司，根据集团公司发展需要和市场需求，公司自2015年开始，开发了 ALSI20、ALFe20、ALCu50、ALZn20、ALZr5、ALB3、等不同牌号的铝中间合金，经过开发、改善、公司内部试用、投放市场客户试用，然后再改善历经2年多的努力，已经在市场上拥有了高端铝深加工的固定客户群。尤其是公司生产的ALSI20中间合金，微量元素的质量百分比控制、表面质量、内部断口组织等各项质量技术指标均已达到行业领先水平，已经供应湖北、江苏、山东等地的高端产品的铝深加工、汽车行业的厂家，深受大家的欢迎。在开发过程中，曾经出现断口组织有部分硅晶体粗大，氧化皮夹入，表面出现热裂纹、成品大小不一1 造成报废回炉，成品率低，员工劳动强度大，生产成本高等。下面对ALSI20铝中间合金缺陷产生的原因进行浅析，并找出对策。

1 金相组织有黑色的杂质和黑色的孔洞

产生的原因主要是有未熔的金属硅，是铝深加工行业的致命缺陷，这种未熔的金属硅在下游产品熔铸过程中由于温度的原因不能充分熔化，合金化不充分，合金配比不足，将导致下游产品夹渣，裂纹、孔洞，哏伤轧棍，生产成本增加。

正常的ALSI20将断面剖开进行金相抛光后，颜色光亮，内部组织细腻光滑；若有未熔的金属硅，断面组织有黑色的孔洞。

（1）将金属硅分批次加入。根据装炉量和金属硅的实收率计算出金属硅的添加量，然后，称量添加量的2/3，放在炉边预热，在电解铝液加入前的10min均匀加入炉内，用大耙彻底搅拌，尤其是炉底的金属硅，务必翻起来，使金属硅和铝液充分混合，以防金属硅沉在炉底，造成焦硅，焦硅颗粒在后续生产中混入铝液中铸造成锭，造成此种缺陷。

（2）一次升温至850~90℃，每隔30 min搅拌一次，期间根据加入的原铝量，计算出需要加入的金属硅的实际值，然后减去第一次加入值，在一次升温至90 min，二次加硅，搅拌10 min，纵到边，横到底，二次升温，隔30 min搅拌一次，升温至850℃时，关至中火，焖 30~40 min。

图1 正常的金相组织 异常金相

2 成品表面有黑色的氧化皮

产生的原因在铸造过程中氧化皮夹入。此缺陷将导致下游产品在熔铸过程中渣滓多，生产成本增加。

应对措施：在铝液从炉内经过流槽进入分流器前，增加1个小小的蓄铝池，使铝液在此得以缓冲，减少铝液的冲力，把氧化皮沉淀下来，这样在铸造过程中就不至于浇筑到成品锭中了。

3 断口组织晶粒粗大

产生的原因是铸造温度、速度不匹配。此晶粒粗大有“遗传”效应，可使下游产品的表面划伤、晶粒粗大、力学性能降低等。

图2 成品锭表面有黑色的氧化皮 分流器前增加蓄铝池 表面黑色氧化皮消失

图3 断口处硅晶体粗大 断口组织细密

图4

（1）锭模除湿。铸造前先烘烤锭模约60~90分，然后烘烤分流盘40分。根据季节温度适当调整，夏季烘烤时间减短。

（2）铸造速度和温度相匹配，炉内温度820~830℃，流槽温度790~810℃，根据季节温度进行调整，铸造速度用分流盘的转速来确定，设置在13.5~15 Hz。

4 表面缩孔

表面缩孔产生的原因冷却速度与铸造温度、速度不匹配，影响产品外观质量。应对措施：锭的厚度控制在35~40mm。由于水冷设施存在着漏水造成爆炸的安全隐患，另外采用水冷冒出的蒸汽容易造成的环保检测器报警，公司水冷设施没有使用，就通过调整分流器的流量和转速控制成品厚度，解决了冷却问题，从而解决了断口组织的问题。