铸轧工艺技能培训材料Word文件下载.docx

1、造成炉气不稳定和燃烧状态不同，炉内有大量的H2O，主要来源：炉料燃料中吸附水分（空气，燃油），此外炉气中水蒸汽含量还与环境的湿度有关，湿度越大，炉气中水蒸汽含量越多。根据铸轧实际生产情况：氢的溶解是在铝液中最易溶解的气体，其含量在所溶解的气体占90。氢是造成铸轧及下道工序产生气孔，疏松板带，起皮的重要原因（铝合金在熔炼过程中易吸氢和氧化从而使铝熔体中含有大量的夹杂物）。减少氢含量的措施：（1）减少炉料含水量。（2）控制炉气性质（不超温，炉前准备）。（3）采用覆盖剂覆盖。（4）彻底精炼除气。常用有覆盖剂、精炼剂、清炉剂、打渣剂。覆盖剂是碱土金属氯化物。作用：（表面张力小，润湿性好）覆盖隔离铝液，

2、减少铝液吸气和烧损。精炼剂（氟化物 ）作用：吸附溶解的AL2O3等夹渣，便于渣铝分离，增大净化效果（精炼，过滤）。1.3 熔炼工艺流程熔炼工艺流程如下：熔炼炉的准备（烘炉、洗炉、清炉）备料投料熔化（点火-停火）（搅拌）预分析配料搅拌精炼扒渣转炉（1）熔炼炉准备烘炉：新、中、大修后，炉子都要按烘炉制度进行烘炉，以驱赶潮气；清炉：将炉内残留渣彻底清出炉外以保证炉膛清洁。洗炉：将残留在熔池里的不合格成分金属和炉渣清除干净以免污染其它合金。在熔炼过程中出现炉渣，经过扒渣后，还会吸附在炉底和炉壁上。日积月累后占据了炉子大量地方，导致投料量的减少，大量的炉渣污染Al熔体，提高了柴油烧损能力（最不可取），加

3、大各种有害气体存在的可能，所以必须清炉。清炉分为冷清炉和热清炉两种。（2）备料根据工艺要求，将纯铝锭、废料、再生锭等（或电解铝水）准备在料斗（或真空包）中。炉料区分FeSiCuCaMg其余总和纯铝锭99.85%0.120.080.0050.030.0150.15一道红色横线99.80%0.100.010.020.2099.70%0.130.050.30二道红色坚线99.60%0.250.180.40三道红色坚线99.50%0.50四道红色坚线99.00%0.451.00废料根据其厚度、形状、污染程度分为一级废料、二级废料、三级废料。一级废料为立板废卷、放流块板样、废卷1.2mm以上冷轧废料，2

4、.0mm以上冷轧切头、切尾料。适用加入高要求产品内（如BP等产品），而且按工艺要求的比例加入。废料越薄，其烧损（即损失量的百分比）越大，造渣越厉害，对产品质量不利。我公司废料标色：红色为（1235、1050合金）；绿色为（1100、8011合金）；黑色为（3003合金）；黄色为（3105合金）；蓝色为（5052、5005合金）备料时的数量必须估算准确，防止炉料太多使铝液溢出。（3）投料即将备好的料投入熔炼炉中。为减少烧损，装炉时先装小块料，后装薄板废料、大块料，最后装铝锭。（4）熔化（点火-停火）点火时间需保证铸轧过程的连续性，同时保证铝水在熔炼炉停留时间尽可能短。停火时间主要控制熔体的熔炼温

5、度。铝的熔点为660，理论上铝合金的熔炼温度应在液湘线上方50100，在700750左右，实际上根据产品质量的要求进行具体确定熔炼温度。（5）预分析、配料预分析：即在熔炼炉两个炉门附近取样去化验。配料：根据预分析结果和产品规定的化学成分要求，进行配料计算，确定添加剂、中间合金的添加量，往熔体加添加剂、中间合金，调整熔体化学成分，以符合产品化学成分要求。铸轧所使用的添加剂一般有铁剂、铜剂、锰剂、钛剂，合金含量为75%左右。即重量2Kg的添加剂，其所含铁、铜、锰、钛只为2*0.75=1.5Kg。其余0.5Kg为助溶剂、粘结剂等。铸轧所使用的中间合金有铝硅锭、镁锭。由于添加剂、中间合金等在使用过程中

6、存在损失现象，故存在实收率概念。实收率的计算公式为：X=（熔体重量熔体中所增加金属元素的质量百分数/添加剂中的纯金属质量）100%熔炼炉内铝液重量20500kg，预分析成份：Fe0.11%,Si0.08%，为提高铁含量，加入Fe75添加剂20kg，再次分析成分Fe0.18%，试计算铁添加剂的实收率。X=（20500+20） （0.18%-0.11%）/2075%配料计算公式为：熔体重量熔体中所增加金属元素的质量百分数熔炼炉内20吨3003合金，预分析成份Mn0.90%，要求将锰含量提高到1.05%，应加入多少锰75。 X=20000（1.05%-0.90%）/75%（6）搅拌为了获取均匀的化学

7、成分及加快熔化过程。现在新上熔炼炉一般利用电磁搅拌设备进行搅拌操作。（7）精炼、扒渣精炼时在熔炼炉内的精炼温度应控制在熔炼温度上限，利用惰性气体作为载体，将精炼剂通入熔体的过程。目的：除去熔体中的各种夹渣物、氢气。要求：精炼均匀、无死角。（8）转炉将熔炼炉中的铝熔体引入保温炉（或称静置炉）的过程。转炉过程必须潜流（即铝水在氧化膜底部流动，不与空气接触的过程），在保证潜流的情况下，为了减少再次造渣、吸气，尽量缩短转炉时间。铸轧部分1 立板操作（1）立板前准备工作A、将静置炉内的铝液温度调整至75010（冬季取上限，夏季取下限）；B、检查流槽系统是否结合紧密，将各种立板工具放在合适位置；C、根据板

8、宽调整石墨喷涂限位，装配好前箱热电偶；D、启动机列检查设备各部位系统是否正常（冷却水）。（2）铸嘴位置调整A、把经烧烤的铸咀组合件吊到铸轧机上，在铸嘴平台上对好位置紧固好B、将铸嘴水平位置调至适当值C、将铸嘴缓慢地移向辊缝，调整垂直和水平位置使之达到预定的铸轧区长度范围,并观察铸嘴与上下辊之间的间隙最佳状态（3）放流：A、当立板准备工作完成后，操作人员按分工进入各岗位；B、打开保温炉流眼，用铝液预热流槽及前箱，预热用的铝液通过放流槽流入渣箱；C、当前箱温度达700时搅拌流口箱及过滤箱，清理沉积在底部的铝渣。（4）立板（跑渣型立板）（直接立固体板）：A、立板前辊表面线速度设定（12001800）

9、mm/min（根据规格厚度而定）；B、当前箱温度达720730时，拔出前箱流口堵头，让铝液流入铸嘴；C、观察铝液在辊缝中分布和结晶情况，调整液面高度和铸轧速度。直至出现完整的固体板，并让铸轧带通过导向辊剪切机刀口，直至卷取机；D、用干净的棉布和砂布擦去轧辊污染痕迹；E、启动石墨喷涂系统调整喷涂行程和喷涂量；F、随着前箱温度的降低逐渐提高铸轧速度至设定值，稳定后取板型样测量厚度宽度，两边厚差，中凸度等，确定测量值合格后，开始卷取成品；G、打开除气装量，并根据不同产品添加细化钛杆；H、正常铸轧过程中，必须做好各参数记录。（5）立板注意事项总结： 保温炉的温度750是否达到；Al液质量是否大于等于1

10、2T;过滤片是否放置正确，加温正确；除气炉的保温温度是否达到，各段的流槽的保温是否到位；工具的完备情况；渣箱，放流箱是否准备好，各流口是否已处理好；劳保的穿戴情况；各操作手与配合人员的劳保是否穿戴整齐，工作的精神可好；检查设备的运行情况，运行是否良好。每一次立板的成功，凭个人的努力是不行的，操作手与配合人员紧密合作是很重要的一环。2 铸轧工艺参数的调整1.1铸轧机型铸轧机型国内常见的为水平式和倾斜式，水平式即牌坊架垂直于水平方向，倾斜式即牌坊架与垂直方向成15度。瑞闽公司的铸轧机属于倾斜式。为什么铸轧机要倾斜？原因：（1）更好控制前箱液位；（2）上下辊热传导更为均匀；（3）铸咀结构简单，不像水

11、平式上下面长短不一致；1.2铸轧主要工艺参数铸轧主要的工艺参数有：铸轧区长度，铸轧速度，浇注温度，冷却强度和凝固瞬间的铝熔体供给所需的静压力。各工艺参数处于一个动态的平衡中。（1）铸轧区即铸嘴位置到上下轧辊中心线的距离。铸轧整个过程就在铸轧区中完成。铸轧区分为三个区：Z1是铝熔体冷却到结晶温度的冷却区域，Z2是铝熔体完成铸造过程的铸造区，Z3是两辊对铸坯进行轧制的变形区。如图所示：A、决定铸轧区长度的主要因素:（a）铸轧辊直径 铸嘴开口一定时，铸轧辊直径越大，铸轧区长度也越大。（b）冷却条件及加工变形率铸轧区越长，需要传递的热量也越多。由于辊内的冷却水流量只能达到一定值，影响辊套的热交换量。因

12、此，铸轧区长度受到限制。B、铸轧区长度计算：（a）理论计算：L（R*h）1/2其中h=（H-h）H为铸嘴总开口+嘴辊缝隙（一般为2mm）；h为辊缝值；上、下轧辊辊径分别为781、783mm，WS、DS侧辊缝为6.231mm、6.225mm，铸嘴总开口为11.1mm，则铸轧区L（R*h）1/2=（781+783）/2*（11.1+2）-（6.231+6.225）/21/2 52mm例题:假设铸轧辊直径为1000mm,铸嘴内开口为7mm,铸嘴唇口厚度为2.7mm,辊缝设定6.4mm,请推导铸轧区公式并计算铸轧区长度为多少?解:H=铸嘴内开口+2*铸嘴唇厚度+嘴辊间隙h=辊缝=6.4mmh=H-h=

13、14.4-6.4=8mmZ2=R2-（R-1/2h）2Z=63.2mm（b）实际测量：铸轧区L=测量长度-上下轧辊半径的平均值R，测量方法如下图所示：C、铸轧区长度的调整：通过调节铸嘴平台的水平位置（电机的转动）进行调整，调整时注意控制铸嘴板与辊面之间的间隙，防止间隙过大，造成漏铝。（2）铸轧速度指轧辊的速度。在生产中，指铸轧带坯速度（通过导出辊处的编码器测定）。应指出的是，带坯速度比辊速大50-100mm/min左右。铸轧速度是最常用的一个工艺参数，与产品规格、合金、带坯厚度、中凸度、冷却水温度、前箱温度、铸轧速度、前箱液面等都有关系。铸轧不能过快，若超过铸轧区内铝水的凝固速度，铸轧带坯来不

14、及冷却被带出辊缝，出现热带、断带等；低于铸轧区内铝水的凝固速度，铝熔体在铸造区内时间过长，导致铸嘴堵塞，铸嘴与铝一起被轧辊轧出，破坏铸轧过程。生产中经常利用铸轧速度微调前箱温度、前箱液面、中凸度。提高铸轧速度，则前箱温度升高，前箱液面降低（一定时间内铝水流量加大），中凸度减小，板厚减小。反之，相反。操作注意事项：升降铸轧速度时，应该点动操作，同时注意控制前箱液面，防止前箱液面剧烈波动，导致塌边或软耳撑开漏铝。（3）冷却强度（冷却水温度）：定义：在铸轧过程中，铝及铝合金凝固时所释放的热量及带坯在出辊缝前温度下降所放出的热量，经铸轧辊套快速传递，为辊内循环冷却水吸收而排出。因此，在单位时间内，铸轧

15、辊套单位面积上所导出的热量被称为冷却强度。生产中通过冷却水温度来量化冷却强度概念。而冷却水温度的控制主要通过冷却水系统来实现，闭环冷却水系统工作原理图如下：一般来说，冷却水温的设定，轧辊辊径大、产品宽度宽的时候，冷却水温度应低些；反之，冷却水温度应高些。冷却水温度过高，会导致辊套表面温度过高，会造成粘辊，致使生产过程中断。冷却水温过低，则板面易产生石墨条纹。判断冷却水温是否合适，可通过测量轧辊辊面温度来判定（表面测温偶），通过长期的生产跟踪可确定适合铸轧机的冷却水温。辊套表面温度变化的规律是：与铝熔体接触的一瞬间，温度最高，在铸轧辊旋转90后，辊套表面温度急剧下降，随着轧辊旋转角度的增加，表面

16、温度不断下降。（4）浇注温度（前箱温度）铸轧生产的浇注温度即为前箱内的熔体温度。稳定的前箱温度有利于保证带坯晶粒度的均匀。前箱温度的设定主要根据合金来确定，合金的流动性差，则前箱温度高些。反之，则低些。生产中，静置炉内熔体温度最好控制在730750范围，前箱熔体温度最好为685695。（5）凝固瞬间的铝熔体供给所需的静压力（前箱液面高度） 保证铸嘴板与辊面之间的铝熔体表面氧化膜不被破坏的条件下，前箱液面越高越好有利于获得致密的组织。 如果前箱液面高度较低，静压强较小时，可能出现裂纹或热带。若前箱液面很低，会造成铸嘴局部堵塞，使得生产中断。若液面偏高，静压强过大，易产生氧化膜黑皮，若液面太高而供

17、料嘴与铸轧辊间隙又过大，则易冲破氧化膜，熔体进入嘴辊间隙，无法继续铸轧。1.3铸轧的其他操作（1）铸轧工艺润滑：由于铝液与轧辊表面直接接触，凝固后铝带坯与轧辊表面容易粘连，故需进行辊面润滑。目前国内常用的润滑方式：火焰喷涂和石墨喷涂火焰喷涂：通过火焰烘烤辊面，产生炭灰进行润滑，主要使用液化气，通过调节火焰的大小来控制喷涂量。缺点：容易产生炭灰。石墨喷涂：喷枪对石墨乳液进行雾化，通过石墨吸附在辊面起到润滑作用。石墨喷涂系统相对火焰喷涂系统较为复杂。石墨喷涂系统示意图如下：（2）铸轧板形控制A、常见铸轧板形B、评价铸轧坯料板形的主要指标：（a）两边厚差：每块样板距两边部50mm所测厚度的差值，即h

18、1-h2；（b）中凸度：（中间厚度减去两边厚度的平均值/中点厚度）100，即h0-（h1+h2）/2/h0其中：h0为板样中部的厚度值；h1、h2分别为距带材两边50mm处的厚度值。WS侧边部厚度值为7.206mm，DS侧边部厚度值为7.234mm，中部厚度值为7.258mm，则根据公式，计算其中凸度为0.52%（c）纵向厚差：在一个轧辊周长沿长度方向上测得的任意两点厚度的最大差值，即沿板材轧制线方向，板材厚度的最大值减去最小值。（d）同板差：沿宽度方向对称两点差值的最大值的绝对值/中间点厚度值100%；例如，某板样测量值如下7.206、7.208、7.228、7.236、7.248、7.25

19、8、7.246、7.242、7.240、7.238、7.234，则其同板差为（7.238-7.208）/7.258100%=0.41%C、板形的测量方法：每块板样从中点向两侧每隔100mm取一点，距两边部50mm各取一点作为测量点，边部第一、二点之间距离小于100mm。D、板形调整调整方法如下：1、在线调整两侧预载力，适合于微调（0.03mm的调整。调整前适当降低预载力（不能太低，否则漏铝），然后调整牌坊架两侧的楔块摇杆，每调摇杆一个行程厚度变化约0.01 mm，辊缝减小可使板厚减小，板的中凸度增大；反之可增大板的厚度及减小中凸度。3、调整铸轧区长度：铸嘴后撤加大铸轧区长度，铸轧区长度加大，中

20、凸度增大；反之中凸度减小。操作时需防止铸嘴与辊的间隙太大造成漏铝。4、调整速度：速度增大，中凸度减小，同时板的厚度减小；调整速度应点动（提速时，应略提高前箱液面；降速时，应略降低前箱液面），防止粘辊或热带的产生。E、板形控制规则：周长样取样规范：一般连续剪切1214块样板，宽度200300mm，总长度应不小于辊周长；按剪切得顺序用蜡笔编上记号；剪切得样板表面要求平整，已变形的样品不能作为检测样板。验收指标：板宽大于1500mm的3003或其他产品，铸轧板中凸度控制在00.7%之间。其他板宽小于1500mm的所有产品，铸轧板中凸度控制在0.2-0.8之间。两边厚差不大于0.04mm。最大纵向厚差

21、小于板厚的1.5%（3）钛丝的添加带坯中的晶粒尺寸通过在熔体中加入晶粒细化材料控制。晶粒细化线杆是直径为9.5MM的Al-5Ti-1B线杆，添加速度取决于铸轧带坯要求的晶粒尺寸。钛丝计算公式：钛丝添加速度（带坯速度带材宽度带材厚度（目标钛含量中间值（0.013）熔炼钛含量）/354.23，其中目标钛含量百分号不要计算，单位为mm；BP带坯速度为1050mm/min，带材厚度为7.0mm，带材宽度为1600mm，目标钛含量中间值为0.013，熔炼钛含量为0.004，则钛丝添加速度（105016007.0（0.013-0.004）/354.23=298mm/min=298/25.412inch/m

22、in要求成品Ti含量0.015%,实际铝水含0.005%的Ti含量,每小时产量按2000kg/h,Al-5Ti-B中Ti含量是5%,直径9.5mm,Ti丝速度要设定多少?1.每米长度Al-5Ti-B丝的重量:1D22.7g/mm2=191g/m2.每米Ti含量:1915%=9.55g/m3.2000kg/h:2000（0.015%-0.005%）=200g Ti4.2009.55/60min=0.35m/min=35cm/min（4）预载力的设定辊缝保持恒定，以提高板厚的稳定性，防止纵向厚度波动。预载力设定值至少为轧制力的1.2倍，在此预载力下，不能调整辊缝调节器。计算：实际预载缸直径为61c

23、m，预载缸面积为2920cm2，输出压力为200kg/cm2所以，单边预载力所需轧制力预载缸面积200kg/cm2*2920cm584000kg=584t两边预载力：F总=2*584=1168t3 铸轧产品的主要缺陷及处理1.1热带铸轧带材局部未受轧制变形，具有自由结晶表面的区域（不完全结晶）称为热带。缺陷严重时会穿逶板面，形成孔洞、热带形状不规测，有不同程度的凹陷。凹陷表面不平整，往往伴随有裂痕出现，有时有偏析浮出物。热带产生原因有：铸轧温度太高，速度太快，冷却强度不够等原因致使带材料出轧时尚未完全凝固，或者前箱液面太低，供料嘴严重堵塞等原因导致熔体供给不足，熔体不能与辊面充分接触，因而未受

24、轧制变形，保留铸态组织1.2粘辊铸轧时，局部或整个带坯宽度上的粘着层在离开轧辊中心连线后不能与轧辊分离，而由卷取张力强行分离，使带坯出现表面粗糙，翘曲不平或横纹的现象及其所造成的带坯缺陷称为粘辊。熔体温度偏高、铸轧速度快、冷却强度低、辊面温度不均、表面粗糙度不合适、清辊器或润滑剂欠佳、卷取张力小、新辊表面油未擦干净或新辊未烘烤使磨削表面直接与铝接触，形成铝钢摩擦等易发生粘辊。1.3粘板带材被卷取时层之间发生局部粘连的现象叫粘板，强行张开后粘连区呈现片状，条状或点状伤痕，发生相连的接触表面对应点上的伤痕相互吻合。其产生原因：铸轧速度快或卷取张力过大。1.4通条划沟（划伤）铸轧带坯表面沿轧制方向出

25、现的有一定深度的笔直沟缝称之为通条划沟。通条划沟深浅不一，深者可达2mm，长度达数米，甚至可纵贯带坯全长。其两侧无凹凸偶合特征，沟深较稳定。通条划沟缺陷是由于挂在供料嘴上的氧化皮的隔离作用，使该处凝固后形成一道沟，随后经轧制变形，两侧金属向中间靠拢，但未能焊合，形成一道笔直的纵向缝隙1.5气道铸轧带坯内形成的纵向连续或断续延伸的空洞缺陷称为气道。习惯上低倍试片肉眼可见的空洞称为气道，借助放大镜才能发现的称为微孔。气道附近晶位发生歪扭，表面多显现白道，严重时可延续带坯全长，常伴有通条横裂纹和麦穗晶带。气道分横向位置固定的气道和游动性气道。铸轧时，相距较近的两游动气道会相互“吸引”，逐渐靠拢直至汇

26、合，汇合处形成气三角。熔体含气量过多，供料系统干燥不彻底，供料嘴结渣等原因皆易产生气道。1.6粗晶、麦穗晶铸轧带坯浸蚀后，全部或部分宽度的表面上呈现粗大的纵向带状花纹，横截面表层为排列紧密的片状胞晶，由表层到里层，胞晶的片逐渐变厚，表面层约为1.01.5mm厚，表层往里为羽毛状晶，到中心为等轴晶，有时等轴晶不存在或很薄的一层，具有这种特征的晶粒组织为五级大晶粒。五级大晶粒具有很强的各向异性，随后加工时难于变形，冷轧后出现白条缺陷，再结晶退火后产生粗大晶粒。熔体过热、结晶前沿温度梯度过大、熔体在炉中停留时间过长以及变质失效等都是产生五级大晶粒的主要原因。1.7辊印铸轧过程中，轧辊表面龟裂或蚀坑，

27、以及铸轧辊，导辊，夹送辊等辊面机械损伤或粘铝刻印在带坯表面形成的网格状、点状、毛刺状、片状、条状、线状的凸起或凹下痕迹统称辊痕。辊痕是周期性出现的。铸轧辊辊面规裂和蚀坑是由于使用时间长，承受交变热应力、机械应力以及辊面与高温熔体发生一系列物理化学作用引起的。1.8裂边铸轧带坯边部周期性破裂称为裂边。耳子倒角不合适，耳部挂渣，铸轧区长，变形量大，液穴深，熔体流动性差等均促使裂边出现。1.9缩边（塌边）铸轧带坯一侧或两侧边部收缩，带坯变窄，称为缩边。前箱液面低，温度低，液流分配不合理或耳部结渣易产生缩边。1.10横纹铸轧时，嘴辊间隙处包覆铝液的氧化膜周期振荡并发生破裂，使带坯表面的凝固速度周期变化

28、，枝晶间距周期变化，从而使表面显现横向细纹。供料嘴与轧辊间隙过大，前箱液面过高、波动，机架、供料系统振动，特别是产生共振时易出现这种缺陷。1.11表面污染（黑点、石墨点）由于金属和铸轧辊涂层之间发生物理化学反应而引起的带坯表面缺陷称为表面污染。产生原因主要是由于润滑剂喷涂过多、喷涂不均或润滑剂质量不佳，供料嘴表面不干净，铸轧辊表面温度过高。1.12串层铸轧带卷卷取时层与层之间无规律的串动称为串层或错层。产生串层主要是由于铸轧时发生粘辊，使带坯受力不平衡，中心线左右波动，造成带卷端面不整。1.13塔形带卷卷取时呈规律性的向一面偏移称为塔形。塔形产生的原因有：卷取机咬入板头的位置偏移，供料嘴中心线与生产中心线偏移，铸轧板两边压下量相差太大等。4铸