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鋁錠

鋁錠的生產是由鋁土礦開採、氧化鋁生產、鋁的電解等生產環節所構成。

先採出鋁土礦，經水洗、磨細等流程生產出鋁礦粉，再經焙燒等四道復雜工藝得到氧化鋁，生產氧化鋁的鋁土礦主要有三種類型：三水鋁石、一水硬鋁石、一水軟鋁石。

在已探明的鋁土礦儲量中，92%是風化紅土型鋁土礦，屬三水鋁石型，這些鋁土礦的特點是低硅、高鐵、高鋁硅比，集中分布在非洲西部、大洋洲和中南美洲。其餘的8%是沉積型鋁土礦，屬一水軟鋁石和一水硬鋁石型，中低品位，主要分布在希臘、前南斯拉夫及匈牙利等地。

由於三種鋁土礦的特點不同，各氧化鋁生產企業在生產上採取了不同的生產工藝，主要有拜耳法、鹼石灰燒結法和拜爾－燒結聯合法三種。通常高品位鋁土礦採用拜耳法生產，中低品位鋁土礦採用聯合法或燒結法生產。拜爾法由於其流程簡單，能耗低，已成為了當前氧化鋁生產中應用為主要的一種方法，產量約佔氧化鋁生產總量的95%左右。

氧化鋁在強電流的作用下，電解出鋁金屬，這道流程就叫電解鋁；

工藝說明

編輯

鋁錠鑄造工藝均採用鋁液注入模具中，待冷卻成鑄坯後取出後，注入過程是產品好壞的關鍵步驟。鑄造過程也即為由液態鋁結晶成固態鋁的物理過程。鑄造鋁錠工藝流程大致如下：

出鋁—扒渣—檢斤—配料—裝爐—精練—澆鑄—重熔用鋁錠—成品檢查—成品檢斤—入庫

出鋁—扒渣—檢斤—配料—裝爐—精練—澆鑄—合金錠—鑄造合金錠—成品檢查—成品檢斤—入庫

常用的澆鑄方式分為連續澆鑄和豎式半連續澆鑄

連續澆鑄

連續澆鑄可分為混合爐澆鑄和外鑄兩種方式。均使用連續鑄造機。混合爐澆鑄是將鋁液裝入混合爐後，由混合爐進行澆鑄，主要用於生產重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬包直接向鑄造機澆鑄，主要是在鑄造設備不能滿足生產，或來料質量太差不能直接入爐的情況下使用。由於無外加熱源，所以要求抬包具有的溫度，一般夏季在690～740℃，冬季在700～760℃，以保證鋁錠獲得較好的外觀。

混合爐澆鑄，首先要經過配料，然後倒人混合爐中，攪拌均勻，再加入熔劑進行精煉。澆鑄合金錠澄清30min以上，澄清後扒渣即可澆鑄。澆鑄時，混合爐的爐眼對準鑄造機的第二、第三個鑄模，這樣可保證液流發生變化和換模時有的機動性。爐眼和鑄造機用流槽聯接，流槽短一些較好，這樣可以減少鋁的氧化，避免造成渦旋和飛濺，鑄造機停用48h以上時，重新啟動前，要將鑄模預熱4h。鋁液經流槽流入鑄模中，用鐵鏟將鋁液表面的氧化膜除去，稱為扒渣。流滿一模後，將流槽移向下一個鑄模，鑄造機是連續前進的。鑄模依次前進，鋁液逐漸冷卻，到達鑄造機中部時鋁液已經凝固成鋁錠，由打印機打上熔煉號。當鋁錠到達鑄造機頂端時，已經完全凝固成鋁錠，此時鑄模翻轉，鋁錠脫模而出，落在自動接錠小車上，由堆垛機自動堆垛、打捆即成為成品鋁錠。鑄造機由噴水冷卻，但在鑄造機開動轉滿一圈後方可給水。每噸鋁液大約消耗8-10t水，夏季還需附吹風進行表面冷卻。鑄錠屬於平模澆鑄，鋁液的凝固方向是自下而上的，上部中間後凝固，留下一條溝形縮陷。鋁錠各部位的凝固時間和條件不盡相同，因而其化學成分也將各異，但其整體上是符合標準的。

重熔用鋁錠常見的缺陷有：氣孔。主要是由於澆鑄溫度過高，鋁液中含氣較多，鋁錠表面氣孔(針孔)多，表面發暗，嚴重時產生熱裂紋。夾渣。主要是由於一是打渣不凈，造成表面夾渣；二是鋁液溫度過低，造成內部夾渣。波紋和飛邊。主要是操作不，鋁錠做的太大，或者是澆鑄機運行不平穩造成。裂紋。冷裂紋主要是澆鑄溫度過低，致使鋁錠結晶不致密，造成疏松甚而裂紋。熱裂紋則由澆鑄溫度偏高引起。成分偏析。主要是鑄造合金時攪拌不均勻引起的。

豎式半連續鑄造

豎式半連續鑄造主要用於鋁線錠、板錠以及供加工型材用的各種變形合金的生產。鋁液經配料後倒入混合爐，由於電線的特殊要求，鑄造前需加入中間合盤Al-B脫出鋁液中的鈦、釩(線錠)；板錠需加入Al-Ti--B合金(Ti5%B1%)進行細化處理。使表面組織細密化。高鎂合金加2#精煉劑，用量5%，攪拌均勻，靜置30min後扒去浮渣，即可澆鑄。澆鑄前先將鑄造機底盤升起，用壓縮空氣吹凈底盤上的水分。再把底盤上升入結晶器內，往結晶器內壁涂抹一層潤滑油，向水套內放些冷卻水，將幹燥預熱過的分配盤、自動調節塞和流槽放好，使分配盤每個口位於結晶器的中心。澆鑄開始時，用手壓住自動調節塞，堵住流嘴，切開混合爐爐眼，讓鋁液經流槽流入分配盤，待鋁液在分配盤內達到2/5時，放開自動調節塞，使鋁液流進結晶器中，鋁液即在底盤上冷卻。當鋁液在結晶器內達到30mm高時即可下降底盤，並開始送冷卻水，自動調節塞控制鋁液均衡地流入結晶器中，並保持結晶器內的鋁液高度不變。對鋁液表面的浮渣和氧化膜要及時清除。鋁錠長度約為6m時，堵住爐眼，取走分配盤，待鋁液全部凝固後停止送水，移走水套，用單軌吊車將鑄成的鋁錠取出，在鋸床上按要求的尺寸鋸斷，然後準備下一次澆鑄。

澆鑄時，混合爐中鋁液溫度保持在690～7l0℃，分配盤中的鋁液溫度保持在685-690℃，鑄造速度為190～21Omm/min，冷卻水壓為0.147～0.196MPa。鑄造速度與截面為正方形的線錠成比例關係：

VD=K

式中 V為鑄造速度，mm/min或m/h；D為錠截面邊長，mm或m；K為常值，m2/h，一般為1.2～1.5。

豎式半連續鑄造是順序結晶法，鋁液進入鑄孔後，開始在底盤上及結晶器內壁上結晶，由於中心與邊部冷卻條件不同，因此結晶形成中間低、周邊高的形式。底盤以不變速度下降。同時上部不斷注入鋁液，這樣在固體鋁與液體鋁之間有一個半凝固區．由於鋁液在冷凝時要收縮，加上結晶器內壁有一層潤滑油，隨著底盤的下降，凝固的鋁退出結晶器，在結晶器下部還有一圈冷卻水眼，冷卻水可以噴到已脫出的鋁錠表面，為二次冷卻，一直到整根線錠鑄完為止。

順序結晶可以建立比較滿意的凝固條件，對於結晶的粒度、機械性能和電導率都較有利。比種鑄錠其高度方向上沒有機械性能上的差別，偏析也較小，冷卻速度較快，可以獲得很細的結晶組織。

鋁線錠表面應平整光滑，無夾渣、裂紋、氣孔等，表面裂紋長度不大於1．5mm，表面的渣子和棱部皺紋裂痕深度不許超過2mm，斷面不應有裂紋、氣孔和夾渣，小於lmm的夾渣不多於5處。

鋁線錠的缺陷主要有：裂紋。產生的原因是鋁液溫度過高，速度過快，增加了殘餘應力；鋁液中含硅大於0.8%，生成鋁硅同熔體，再生成的遊離硅，增加了金屬的熱裂性：或冷卻水量不足。在結晶器表面粗糙或沒有使用潤滑油時，錠的表面和角部也會產生裂紋。夾渣。鋁線錠表面夾渣是由於鋁液波動、鋁液表面的氧化膜破裂、表面的浮渣進入鑄錠的側面造成。有時潤滑油也可帶入一些夾渣。內部夾渣是由於鋁液溫度過低、粘度較大、渣子不能及時浮起或澆鑄時鋁液面頻繁變動造成。冷隔。形成冷隔主要是由於結晶器內鋁液水平波動過大，澆鑄溫度偏低，鑄錠速度過慢或鑄造機震動、下降不均而引起的氣孔。這裏所說的氣孔是指直徑小於1mm的小氣孔。其產生的原因是澆鑄溫度過高，冷凝過快，使鋁液中所含氣體不能及時逸出，凝固後聚集成小氣泡留在鑄錠中形成氣孔。表面粗糙。由於結晶器內壁不光滑，潤滑效果不好，嚴重時形成晶體表面的鋁瘤。或由於鐵硅比太大，冷卻不均產生的偏析現象。漏鋁和重析。主要是操作問題，嚴重的也造成瘤晶。