鋁合金桿連鑄連軋工序

鋁合金桿（電纜）連鑄連軋工序鋁連鑄連軋生產(chǎn)屬于熱加工工藝。是電工用鋁加工的第一道生產(chǎn)工序，也是公司生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)工序。它的主要生產(chǎn)功能是把電工用鋁錠加工成?9.5大小的圓鋁桿。連軋機的主要控制參數(shù)有：保溫爐鋁液溫度、澆鑄下澆煲鋁液溫度、鑄錠溫度、冷卻水溫度、冷卻水壓力、乳化液溫度、乳化液壓力、澆鑄電機反饋電壓、連軋、電機反饋電壓、連軋電機反饋電流等主要參數(shù)。鋁連鑄連軋生產(chǎn)共分為9個生產(chǎn)工序，由3個操作機臺來完成。9個工序為：裝料、熔化、保溫、精煉、過濾、連續(xù)澆鑄、剪頭、連續(xù)軋制、成3個操作機臺是：熔化、澆鑄、軋制。其中裝料、熔化、精煉工序為熔化機臺部分；過濾、連續(xù)澆鑄工序為澆鑄機臺部分；剪頭、連續(xù)軋制工序為軋制機臺部分。一、裝料工序1、 電線電纜使用的電工鋁純度一般要求不低于99.70%,并符合GB/T1196—93規(guī)定。為了防止鋁單線出現(xiàn)裂紋傾向和單線機械強度不達(dá)標(biāo)，必須使Fe含量大于Si含量，其中Fe含量和Si的比例應(yīng)控制在1.3?2.0之間。配方2.1若鋁錠中Fe含量和Si含量比例達(dá)不到1.3或Fe含量小于Si含量時，在盡量少降低鋁導(dǎo)電率的條件下為了保證鋁線的強度，應(yīng)對鋁進(jìn)行控鐵處理，在鋁中加入適當(dāng)?shù)匿X鐵合金。2.2若鋁錠中V、Mn、Ti、Cr4種微量元素總量大于0.01%時，需加入鋁硼合金。硼在鋁中可以降低V、Mn、Ti、Cr微量元素雜質(zhì)對導(dǎo)電率的影響。另外硼的加入可以起細(xì)化晶粒的作用。2.3若Si含量在0.09?0.13%時，在加料過程中加入一定的鋁稀土合金，使硅與稀土結(jié)合形成化合物，減少游離硅對鋁組織結(jié)構(gòu)的危害，提高鋁桿的導(dǎo)電性能與機械性能。2.4對優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的化學(xué)成分應(yīng)控制為：FeV0.15%,SiV0.12%,CuV0.01%。雜質(zhì)總和小于0.29%。開始上料時，應(yīng)連續(xù)上料到爐滿為止，爐膛上部空爐端不允許超過400mm，防止火焰外沖，也不允許裝料過滿。采用鋁稀土、鋁硼和鋁鐵中間合金作為輔助材料加入，根據(jù)原材料和可能的配料結(jié)果以及生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，可以采用一種或幾種處理方法，以保證取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)（提升小車及料斗）提升高度：8.7m最大提升重量：500kg提升速度：2.5m/min二、熔化工序熔化工序在熔化爐（即沖天爐）中完成。熔化工序的作用是把鋁錠通過加熱熔化成鋁液。鋁錠熔化后鋁液的溫度控制在720°C?740°C，不大于760°C。溫度過高，鋁液大量吸氣，氣體與鋁液在高溫下反應(yīng)形成鋁液中夾渣，直接影響鋁桿質(zhì)量。技術(shù)參數(shù)爐膛腔直徑：1400mm有效高度：7.14m有效容積：10.8m3熔爐總高：7.78m熔化標(biāo)稱速度：5T/h天然氣用量：130m3/h鋁金屬燒損：最佳狀態(tài)0.5%?1.0%，平均值約為0.7%，最大燒損在3%以內(nèi)?？刂埔c2.1盡量避免水分與鋁液接觸，與鋁水接觸的進(jìn)出口、出水口、流槽等各類工具都應(yīng)涂上涂料并用火烤干，各類原料、工具應(yīng)保持干燥。2.2裝料熔化時，在爐內(nèi)維持小火的情況下，迅速裝料至滿爐，以減少空爐燒損時間，待料裝滿后，關(guān)閉爐門，并適當(dāng)關(guān)閉煙道閘門，使?fàn)t內(nèi)形成正壓，正常熔化火焰為桔紅色，爐內(nèi)溫度在1200°C左右，爐內(nèi)保持微還原性，減少燒損比。三、精煉部分目的：除氣、除渣以及均勻其化學(xué)成分，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因為在熔化過程中，如氧化、吸氣、混入夾渣等都會造成鋁桿機械性能和電性能變壞，成分不同的調(diào)配料，熔化后成分不均勻，因此精煉過程中要充分進(jìn)行攪拌，使其均勻。精煉形式：精煉分為化學(xué)精煉和物理精煉兩種?；瘜W(xué)精煉是依靠精煉劑產(chǎn)生的吸附作用來達(dá)到去除氧化夾渣、氣體的結(jié)果，也稱吸附精煉；物理精煉是依靠物理作用達(dá)到精煉目的的精煉方法。連鑄連軋生產(chǎn)工藝中多采用化學(xué)精煉法。精煉在保溫爐中完成。保溫爐由兩個分別獨立的爐體組成。精煉方法：采用噴吹精煉裝置。以氮氣為載體，將精煉劑粉末均勻吹入到熔體內(nèi)，在精煉的過程中要進(jìn)行充分的攪拌，以保證鋁液成分的均勻性，使精煉劑與鋁液中的雜質(zhì)充分接觸反應(yīng)，然后靜置鋁液20分鐘以上，便于的雜質(zhì)與鋁液分離。保溫爐技術(shù)參數(shù)熔池底面尺寸：3240X1940=6.29m2爐壁厚度：580mm最大盛鋁深度：490mm爐膛平均高度：1.32m熔鋁最大允許容積：3m3X2最大容量8TX2熔鋁池長寬比：1.67：1精煉原理：用噴吹式精煉裝置將氮氣吹入鋁液中，產(chǎn)生氮氣氣泡后，由于存在分壓差，鋁液內(nèi)的氫氣向氮氣泡擴散，隨著氣泡在鋁液中上升，將鋁液內(nèi)的氫氣帶出鋁液表面，達(dá)到除氣的目的。保溫爐溫度：鋁液溫度越高，氫在鋁液中溶解度就越大，鋁液含氣量就越高，同時溫度過高，鋁液和爐襯相互作用反應(yīng)越快，會使鋁液質(zhì)量下降，因此應(yīng)防止鋁液過熱，保溫爐鋁液的溫度一般控制在730°C?750°C。以保證后續(xù)工序的生產(chǎn)。注意事項：盡量避免水分與鋁液接觸，氮氣及精煉劑應(yīng)保持干燥。保溫爐鋁水裝滿后，加精煉劑精煉，精煉劑應(yīng)加熱到鋁液的每一個角落，充分精煉后，上下左右均勻攪動，將鋁液表面浮渣扒出，扒渣一定要干凈，不允許有殘留，然后靜置，靜置后的鋁水不允許攪動，防止浮渣浮起，造成渣子進(jìn)入鋁液，軋制或拉絲時斷桿、斷線。清渣靜置到規(guī)定時間后，快速進(jìn)行爐前化學(xué)分析，符合標(biāo)準(zhǔn)后，即可放入鋁水澆鑄軋桿。常用的涂料組成及配比8.1滑石粉（3MgO?4SiO2,H2O）：22%水玻璃（Na2SiO3）：3%水（H2O）:75%8.2所有與鋁水接觸的鐵質(zhì)工具必須涂上涂料。8.3涂料應(yīng)隨用隨配，防止變質(zhì)，配料時，先將所有涂料篩分，再將水預(yù)熱到60?80C，緩慢加入水玻璃并攪拌均勻，然后加粉料仔細(xì)攪拌均勻即可使用。8.4涂覆時，將清理工具預(yù)熱至200?250C，溫度過高，噴涂時會起粒子，溫度過低，則涂料不干，會產(chǎn)生流痕，涂不均勻，預(yù)熱后，要迅速均勻地涂覆。四、過濾工序過濾的作用：主要是清除鋁液中部分氧化鋁及其它雜質(zhì)。在生產(chǎn)中可采用網(wǎng)狀過濾器和塊狀過濾器過濾。該工序在連續(xù)澆鑄工序中的中間煲完成。原理：鋁水通過中性或活性材料制成的過濾器，使鋁水中處于懸浮狀態(tài)的夾雜物受到機械阻隔而達(dá)到分離排除目的。五、連續(xù)澆鑄工序設(shè)備組成及技術(shù)參數(shù)1.1連續(xù)澆鑄工序設(shè)備包括流槽、過濾器、中間煲、液面控制器、結(jié)晶輪、張力裝置、壓輪、鋼帶、內(nèi)外冷卻裝置、送錠引橋、剔錠器及鋼帶涂油裝置。1.2技術(shù)參數(shù)結(jié)晶輪直徑：1500mm結(jié)晶輪截面積：244mm2鑄錠截面積：2420mm2澆鑄速度：7.6?15m/min冷卻水水壓：0.2?0.3Mpa冷卻水水量：60t/h（內(nèi)冷40t/h，外冷20t/h） 鋼帶最大長度：10.6m厚度：1.9?2.0mm寬度：120?125mm 含碳量為0.3%的低碳鋼澆鑄工藝參數(shù)澆鑄溫度應(yīng)在690°C?720°C。澆鑄溫度在保證能正常澆鑄條件下越低越好，因為澆鑄的鋁水溫度越低，鑄錠結(jié)晶組織越細(xì)小，這對于保證連鑄連軋的生產(chǎn)質(zhì)量有著非常重要的作用。澆鑄速度與冷卻速度應(yīng)配合一致，保證鑄錠離開引橋后的溫度在480C~520C之間，同時澆鑄速度與軋制速度匹配。冷卻一區(qū)水量（中）二區(qū)水量（最大），三區(qū)（大），四區(qū)（隨鋁錠調(diào)節(jié)）。循環(huán)水初溫：25?40C，終端：35?50C。澆鑄原理熔化的鋁液從保溫爐經(jīng)流槽流入澆煲，經(jīng)過濾器過濾，浮動的塞頭控制流量，鋁液從下澆煲水平澆鑄到由結(jié)晶輪和鋼帶組成的模膛內(nèi)，冷卻水噴射到鋼帶上從而使鋁液逐漸冷卻并鑄成鋁錠，結(jié)晶輪上已結(jié)晶的鋁錠由剔錠器剔出，并沿引橋送入丫形連軋機。影響因素冷卻速度對于金屬及合金的結(jié)晶組織有決定性影響。如果冷卻速度速度很小，則所獲得的結(jié)晶組織必然是粗大的等軸晶體；冷卻速度增加，就會出現(xiàn)柱狀晶體；冷卻速度越大，柱狀晶體的公布范圍也越廣。如果冷卻速度極大，可以獲得十分細(xì)密的連續(xù)柱狀晶體組織及極細(xì)微的等軸晶體組織。澆鑄溫度及速度對結(jié)晶組織也有很大的影響。通常過低的澆鑄溫度易獲得細(xì)小的結(jié)晶組織；過高的澆鑄溫度易獲得粗大的的結(jié)晶組織。澆鑄速度對于結(jié)晶組織的影響如下：較低的澆鑄速度易獲得具有顯著方向性的結(jié)晶組織；過高的澆鑄速度易獲得過分發(fā)育的致密性較差的樹枝狀晶體。六、 鑄條剪頭工序目的鑄條剪頭工序是通過油壓剪剪掉剛生產(chǎn)時處于不穩(wěn)定狀態(tài)的鑄條，保證軋制出的鋁桿質(zhì)量穩(wěn)定。并可以使鑄條端頭被壓成利于咬入軋機的形狀。設(shè)備技術(shù)參數(shù)最大剪切力：12000kgf最大剪切行程：65mm最大剪切面積：2600mm2工藝控制要點鑄條在進(jìn)入軋機前，由于剛開始澆鑄，流槽、澆煲、結(jié)晶器、冷卻水等處于不穩(wěn)定狀態(tài)，鑄條質(zhì)量不穩(wěn)定，因此剛開始的7米左右要剪掉，并回爐重熔，斷口要整齊，不能錯扭，箭頭完畢后，用鐵錘對頭部不規(guī)則部分打成規(guī)則形狀，利于咬入軋機，鑄條飛邊必須鏟除，進(jìn)入軋機的鑄條溫度應(yīng)在480?520°C，溫度過低不能進(jìn)入軋機。七、 連續(xù)軋制工序目的屬于一種熱加工工藝，它的目的是使線材變形，并改變鑄造組織。軋制是金屬塑性加工方法之一。軋制過程是借助于旋轉(zhuǎn)軋輥與軋件間的接觸磨擦，將軋件帶入輥縫間隙中，在軋輥壓力作用于下，使軋件在長、寬、高三個方向上產(chǎn)生塑性變形。軋制方式分為三種：縱軋、斜軋和橫軋。根據(jù)軋件的溫度狀態(tài)分為熱軋和冷軋。鋁連鑄連軋軋制方式屬于縱軋方式。根據(jù)溫度狀態(tài)屬于熱軋。熱軋不但有大的加工量，而且在熱軋過程中，鑄造組織中的縮孔、疏松、空隙、氣泡等缺陷得到壓密和焊合，能有效提高組織的均勻性，改善金屬的強度和韌性。連續(xù)軋制工序設(shè)備主要包括三輥Y型連軋機、傳動系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置、收線系統(tǒng)。連軋機由15架三輥Y型機架構(gòu)成。偶數(shù)架供七付，奇數(shù)架8付左右交替布置，Y型連軋機的孔型結(jié)構(gòu)一般采用弧三角一圓孔型系統(tǒng)，每付機架前后分別裝有導(dǎo)衛(wèi)裝置，奇數(shù)架入口導(dǎo)衛(wèi)為滾動式，偶數(shù)架入口導(dǎo)衛(wèi)為滑動式。這種結(jié)構(gòu)使金屬在軋制過程中處于三向壓縮狀態(tài)。在連軋機中，導(dǎo)衛(wèi)裝置的主要作用是：正確的誘導(dǎo)軋件連續(xù)地進(jìn)、出軋輥孔型，進(jìn)行穩(wěn)定的軋制，并防止一旦軋件產(chǎn)生堆擠現(xiàn)象時，不致使其進(jìn)入機架軋輥內(nèi)部。軋制基本原理：一根軋件同時在兩個或兩個以上的機架中軋制時稱為連續(xù)軋制，也稱為連軋。在連過程中，任何一機架的軋制條件都要受到相鄰機架的軋制條件的影響。軋制金屬每秒鐘內(nèi)通過各機架的量（體積）應(yīng)該是常數(shù)，也就是說，連軋各機架在每秒內(nèi)所軋制的金屬流量應(yīng)保持相等，即秒流量體積不變。F1V1=F2V2=……=FnVn=Fn+1Vn+1=常數(shù)F—金屬截面積 V—軋制速度實際上，在生產(chǎn)中是保持不了秒流量體積不變的原則，而是同時存在著三種狀態(tài)：（1） 自由軋制狀態(tài)：Vn=Vn+1，第n道軋制速度等于第n+1道的咬入速度，在連軋中不存在速度差，稱無速差軋制。（2） 推力軋制狀態(tài)：Vn>Vn+1，n道的軋出速度大于n+1道的咬入速度，即在兩機架間產(chǎn)生堆料現(xiàn)象。（3） 張力狀態(tài)軋制：Vn<Vn+1的咬入速度，即在兩機架間產(chǎn)生張力。在實際生產(chǎn)中由于設(shè)備、工藝、軋件、孔型等因素的變化，因此在連續(xù)軋制過程中三種狀態(tài)是在交替變換下進(jìn)行的，而后兩種軋制狀態(tài)的堆、拉值，即張力系數(shù)（或稱堆拉系數(shù)），是保證連續(xù)軋制進(jìn)行的關(guān)鍵。如果堆拉值超過允許值，則會造成擠線或拉斷軋件情況，破壞了正常軋制狀態(tài)。軋輥孔形設(shè)計時對張力系數(shù)的選擇要保證在1?2%之間，前兩道要采用負(fù)張力一即堆擠，因為鑄件一旦有輕微的裂紋，可以進(jìn)行壓合，其它道次采用正張力，由大逐漸變小。設(shè)備參數(shù)機架數(shù)：15架 軋輥名義尺寸：255mm 相鄰機架傳動比：1：1.25軋制中心高：902.5mm潤滑油溫度：35?45°C繞桿頭轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍：80?200r/min收線框外徑：1800mm收線框內(nèi)徑：800mm收線框高度：1400mm工藝規(guī)程6.1鋁條從引橋出來以后，要對鋁條進(jìn)行打頭，打頭的目的是減小咬入角，便于軋機咬入。鋁條要保持平直，無開裂，無飛邊，打頭結(jié)束后，由4?5人將鋁條抬平，不允許彎曲，把頭部喂入機架，一齊用力將鋁條推入第一軋孔內(nèi)，并同時迅速壓下導(dǎo)向輪，并觀察鋁桿是否順利通過各機架，直到鋁桿從繞桿機穿管中進(jìn)入鋁桿繞線框內(nèi)。6.2乳化液濃度一般為20%，水與乳化液比例為4：1，流量大小的規(guī)則是：前三個機架及后三個機架流量大，中間4-6小些，7-10偏小，目的是便于軋桿，保證鋁桿溫度控制在300?330°C左右，即保證產(chǎn)品延伸率。連鑄連軋在完成鋁桿成圈后即結(jié)束連鑄連軋工序生產(chǎn)。連鑄連軋工藝過程中應(yīng)注意事項：烘爐應(yīng)遵循“逐步升溫，適當(dāng)保溫，內(nèi)外干透”的原則。每升溫100C