電解原鋁液連鑄連軋電工圓鋁桿工藝規(guī)范

1電解原鋁液連鑄連軋電工圓鋁桿工藝規(guī)范本文件規(guī)定了電解原鋁液連鑄連軋生產(chǎn)電工圓鋁桿設(shè)備要求、主要工藝材料、工藝流程和生產(chǎn)工藝要求。本文件適用于電解原鋁液連鑄連軋法生產(chǎn)電工圓鋁桿，僅適用于電解原鋁液組成≥50%。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1028工業(yè)余能資源評(píng)價(jià)方法GB/T1196重熔用鋁錠GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分GB/T3954電工圓鋁桿GB/T4842氬GB/T8979純氮、高純氮和超純氮GB11984氯氣安全工程GB17167用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則GB/T17432變形鋁及鋁合金化學(xué)成分分析取樣方法GB24789用水單位水計(jì)量器具配備和管理通則GB/T27677鋁中間合金GB/T39091工業(yè)余熱梯級(jí)綜合利用導(dǎo)則GB/T34640.2變形鋁及鋁合金廢料分類、回收與利用第2部分：廢料的回收GB/T34640.3變形鋁及鋁合金廢料分類、回收與利用第3部分：廢料的利用GB/T40809鑄造鋁合金半固態(tài)流變壓鑄成形工藝規(guī)范YS/T491鋁及鋁合金用熔劑YS/T492鋁及鋁合金成分添加劑YS/T601鋁熔體在線除氣凈化工藝規(guī)范YS/T665重熔用精鋁錠YS/T1004熔融態(tài)鋁及鋁合金YS/T1016鋁及鋁合金線坯及線材安全生產(chǎn)規(guī)范YS/T1184原鋁液貯運(yùn)安全技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1原鋁液primaryaluminumsolution2從電解槽抽取的高溫鋁液。[來(lái)源：YS/T1184-2017，3.1]3.2熔融態(tài)鋁液moltenliquidaluminum由原鋁液和重熔鋁錠為原料通過(guò)配料、熔化、精煉、細(xì)化等工序形成，適用于鑄軋生產(chǎn)鋁及鋁合金產(chǎn)品的鋁液。4設(shè)備要求4.1基本要求4.1.1生產(chǎn)線宜配備熔保爐、除氣過(guò)濾裝置、連鑄連軋機(jī)、卷曲設(shè)備、軋機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和剪切設(shè)備等裝置。4.1.2所有熱處理設(shè)備應(yīng)配有符合工藝控制要求的溫度、時(shí)間控制裝置及記錄儀，記錄儀應(yīng)能正確反映時(shí)間、溫度控制情況，澆鑄機(jī)、軋制機(jī)速度應(yīng)可控，并可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以備查閱。4.1.3企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中使用的設(shè)備宜符合節(jié)能、節(jié)水產(chǎn)品要求，用能設(shè)備宜優(yōu)先選用節(jié)能設(shè)備。4.2熔保爐應(yīng)配有連續(xù)加料、供熱、保溫裝置，主要用于鋁錠、固體料的熔煉、配料、精煉、靜置等。4.3除氣裝置4.3.1除氣裝置的鋁熔體靜態(tài)溫升不宜小于20℃/h，除氣裝置的鋁熔體靜態(tài)溫差宜小于40℃。4.3.2除氣裝置的除氣介質(zhì)宜為氬氣、氮?dú)饣蚵葰狻?.3.3除氣裝置的氣體流量可根據(jù)工藝要求精準(zhǔn)調(diào)控。4.3.4旋轉(zhuǎn)噴頭的轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)控，轉(zhuǎn)速誤差小于2%。4.3.5除氣裝置應(yīng)能有效防止鋁熔體氧化及吸氫。4.3.6除氣裝置應(yīng)根據(jù)空置時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)定預(yù)熱曲線。4.4過(guò)濾裝置4.4.1過(guò)濾裝置的鋁熔體靜態(tài)溫升不宜小于30℃/h。4.4.2過(guò)濾裝置的鋁熔體靜態(tài)溫差宜小于40℃。4.4.3過(guò)濾裝置從室溫預(yù)熱到800℃的時(shí)間不宜大于5h。4.5連鑄連軋機(jī)4.5.1澆鑄機(jī)澆鑄機(jī)用于將熔融金屬轉(zhuǎn)變成連續(xù)的固體鑄坯。將熔融鋁液傾倒在旋轉(zhuǎn)的銅模內(nèi)，模的表面由鋼帶封閉，鋼帶被張緊并緊貼銅模。鋼帶利用定位輪、張緊輪和壓緊輪繃緊，隨銅模一起旋轉(zhuǎn)。從銅模的0點(diǎn)鐘至8點(diǎn)鐘方向采用四周冷卻方式，鋼帶覆蓋了一個(gè)大于180°的運(yùn)行角度，足夠保證鋁液凝固且在銅模內(nèi)冷卻成合適的固態(tài)鑄坯。4.5.2軋機(jī)3由多個(gè)三輥或雙輥軋機(jī)機(jī)臺(tái)組成，通過(guò)一個(gè)交流單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，直接耦合至軋機(jī)變速器上。將坯料經(jīng)過(guò)多個(gè)道次的軋制最終生產(chǎn)出φ9.5mm/φ12mm/φ15mm等不同尺寸規(guī)格的鋁及鋁合金桿。4.6收線設(shè)備將軋機(jī)軋出的線坯繞成所需重量的線盤(pán)。4.7分析儀器和檢驗(yàn)裝置根據(jù)檢驗(yàn)項(xiàng)目不同分為日常檢驗(yàn)用儀器、裝置和定期檢驗(yàn)用儀器、裝置，具體如表1所示。表1分析儀器和檢驗(yàn)裝置5主要原輔材料5.1常規(guī)組成生產(chǎn)電工圓鋁桿的常規(guī)組成主要包括：配制熔融態(tài)鋁液用材料（包括電解原鋁液、重熔用鋁錠、重熔用精鋁錠、重熔鋁合金回爐料，以上可一種或多種組合）、鋁及鋁合金用熔劑、鋁及鋁合金成分添加劑和鋁中間合金等，常規(guī)成分見(jiàn)附錄A。5.2原材料要求5.2.1電解原鋁液純度應(yīng)不小于99.50%，其他雜質(zhì)化學(xué)成分及含量應(yīng)符合表2的要求。表2電解原鋁液化學(xué)成分V 5.2.2電解鋁液溫度為750℃~900℃。重熔用鋁錠化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T1196的規(guī)定，重熔用精鋁錠化學(xué)成分應(yīng)符合YS/T665的規(guī)定，主要原材料見(jiàn)附錄A中表A.1。5.2.3重熔鋁合金回爐料按質(zhì)量分為三級(jí)：——一級(jí)回爐料：化學(xué)成分合格的廢鑄件、澆道等；——二級(jí)回爐料：排溢系統(tǒng)，如渣包等；——三級(jí)回爐料：金屬屑、碎小廢料、坩堝底料及被污染的渣包等；——四級(jí)回爐料：化學(xué)成分不清晰的廢料。一級(jí)廢料可不限比例添加使用；二級(jí)廢料使用比例小于等于30%；三級(jí)廢料使用比例不宜超過(guò)10%。45.3輔料要求5.3.1根據(jù)產(chǎn)品牌號(hào)及生產(chǎn)工藝需要，為保證產(chǎn)品成分均勻、雜質(zhì)元素含量低，原鋁液中應(yīng)配入一定數(shù)量的中間合金、凈化鋁溶體用溶劑，如細(xì)化劑、覆蓋劑和精煉劑等，見(jiàn)附錄A中表A.2。5.3.2添加的輔料不易蒸發(fā)、無(wú)腐蝕性、無(wú)毒性，便于貯存，應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)，熔融態(tài)鋁中間合金化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T27677的規(guī)定，凈化鋁溶體用溶劑應(yīng)符合YS/T491的規(guī)定，鋁及鋁合金成分添加劑應(yīng)符合YS/T492的規(guī)定。5.3.3除氣介質(zhì)的使用應(yīng)符合YS/T601的規(guī)定。6工藝流程6.1一般要求6.1.1在保證安全、質(zhì)量的前提下，鼓勵(lì)企業(yè)優(yōu)先通過(guò)安裝光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源利用設(shè)施或就近區(qū)域外購(gòu)綠色電力等方式，以綠色電力直供的方式作為電力消費(fèi)的首選途徑，提高企業(yè)可再生能源使用比例。6.1.2宜按照GB/T39091、GB/T1028等標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余壓余熱等采取回收和再利用措施，加強(qiáng)能源梯級(jí)利用。6.1.3企業(yè)應(yīng)按照GB17167和GB24789要求配備、使用和管理能源、水及其他資源的計(jì)量器具和裝置。6.1.4根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求，宜部署園區(qū)級(jí)、企業(yè)級(jí)智慧化管理平臺(tái)，原則上應(yīng)采用行業(yè)推薦的自動(dòng)化、智能化設(shè)備和操作系統(tǒng)。6.1.5為保證生產(chǎn)過(guò)程可追溯，應(yīng)保留各工序相應(yīng)的生產(chǎn)記錄，安全生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)符合YS/T1016的規(guī)6.2生產(chǎn)工藝流程成品檢驗(yàn)繞線、打捆軋制剪切過(guò)濾靜置及細(xì)化澆鑄精煉及成品檢驗(yàn)繞線、打捆軋制剪切過(guò)濾靜置及細(xì)化澆鑄精煉及扒渣原輔材料配料及熔化圖1電解原鋁液連鑄連軋法生產(chǎn)電工圓鋁桿工藝流程7生產(chǎn)工藝要求7.1配料及熔化7.1.1生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)各自的設(shè)備狀況、產(chǎn)品的不同類型、工藝操作狀況以及產(chǎn)品性能要求（或客戶訂單要求選取對(duì)應(yīng)的原輔材料，通過(guò)配料計(jì)算確定各種入鋁原料質(zhì)量及雜質(zhì)含量。熔融態(tài)鋁液生產(chǎn)電工原鋁桿常用合金化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T3190的規(guī)定，牌號(hào)為8A07和8030的電工原鋁桿化學(xué)成分應(yīng)符5合GB/T3954的規(guī)定。需方對(duì)化學(xué)成分有特殊要求時(shí)，由供需雙方約定。7.1.2對(duì)于從電解車間使用鋁液抬包運(yùn)來(lái)的原鋁液，要確定其入鋁順序，進(jìn)行排包作業(yè)，原鋁液的安全儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)符合YS/T1184的要求。7.1.3加入電解鋁液前，應(yīng)將工具上的殘余雜質(zhì)清除干凈，進(jìn)行涂料防護(hù)處理。7.1.4熔煉之前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，包括烘爐、洗爐及清爐，煤氣爐或天燃?xì)鉅t應(yīng)進(jìn)行煙道清掃。7.1.5將所需熔煉爐、熔煉工具等使用前充分預(yù)熱。熔煉工具預(yù)熱溫度為500℃~600℃,保溫時(shí)間2h以上；熔煉爐預(yù)熱溫度為500℃~600℃,保溫時(shí)間2h以上。7.1.6裝料前，固體爐料的表面應(yīng)先進(jìn)行清潔、干燥前處理。7.1.7熔煉時(shí)，裝入爐料的順序應(yīng)合理。根據(jù)熔煉爐容量，應(yīng)先加入熔融態(tài)電解鋁液，并分批裝入一定量的固體爐料，固體爐料應(yīng)先裝小塊或薄塊料，鋁錠和大塊料在中間，最后中間合金，進(jìn)行均勻攪拌。7.1.8取樣前應(yīng)充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)行爐前快速分析，取樣溫度宜730℃~760℃。化學(xué)成分分析取樣方法應(yīng)符合GB/T17432的要求。7.1.9化學(xué)成分應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，不符合則調(diào)整成分。7.1.10根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求確定需添加合金元素的用量，配料計(jì)算和核驗(yàn)應(yīng)防止混淆。7.1.11生產(chǎn)入料時(shí)應(yīng)合理規(guī)劃每包原鋁液走向，以免混淆。7.2精煉及扒渣7.2.1使用氮?dú)饣驓鍤獗３志珶捁薷稍?，將精煉劑裝在精煉罐內(nèi)，將通入氮?dú)夂途珶拕┑木珶捁苌钊肴垠w按一定規(guī)則移動(dòng)以保證精煉充分，調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫途珶拕┝髁?，精煉時(shí)間控制在20min以上。7.2.2按照有利于鋁液成分均勻的方式使用攪拌工具沿不同方向推拉，用氮?dú)獯禑?min以上。7.2.3使用扒渣車或人工對(duì)熔體表面浮渣進(jìn)行清理，將浮渣緩慢扒入渣箱內(nèi)，目測(cè)鋁液表面無(wú)浮渣。7.2.4使用取樣勺對(duì)鋁液進(jìn)行二次取樣分析，如果不符合成分要求，則調(diào)整至滿足要求為止。7.2.5待溫度合適時(shí)，將金屬熔體轉(zhuǎn)注到靜置爐，出爐后進(jìn)行清爐。7.3靜置及細(xì)化7.3.1除氣處理后，對(duì)熔體進(jìn)行過(guò)濾除渣處理，除渣后靜置10min~30min。7.3.2凈化處理后的熔體自除氣凈化至生產(chǎn)結(jié)束的時(shí)間間隔不宜超過(guò)6h，其他除氣按YS/T601的規(guī)定執(zhí)行。7.3.3凈化除渣后，應(yīng)進(jìn)行熔體爐前檢驗(yàn)，宜包括熔體溫度、化學(xué)成分、含氫量和含渣量檢測(cè)，檢驗(yàn)要求應(yīng)符合GB/T40809中熔體質(zhì)量爐前檢驗(yàn)方法的規(guī)定。7.3.4熔體成分不合格時(shí)，應(yīng)重新計(jì)算、補(bǔ)料、熔體處理、檢測(cè)，直至化學(xué)成分檢驗(yàn)合格。氫含量和渣含量不合格時(shí)，應(yīng)重新除氣、精煉，直至檢驗(yàn)合格。7.4過(guò)濾宜采用陶瓷過(guò)濾板、氧化鋁過(guò)濾球或其他過(guò)濾裝置對(duì)熔體進(jìn)行過(guò)濾操作，過(guò)濾前應(yīng)預(yù)熱至300℃7.5澆鑄7.5.1澆鑄前應(yīng)打磨結(jié)晶輪表面，除去油污、雜質(zhì)，鋼帶的接口宜磨平。7.5.2待鋁液達(dá)到規(guī)定靜置時(shí)間，鋁液溫度保持在730℃~760℃（溫度需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行制定）時(shí)，打開(kāi)爐眼，通過(guò)調(diào)節(jié)澆鑄溫度、澆鑄速度、冷卻水壓和溫度等設(shè)備參數(shù)使鋁液經(jīng)溜槽、過(guò)濾箱、除氣箱等設(shè)備進(jìn)行澆鑄。7.5.3結(jié)晶輪的油棉紗定時(shí)加少量潤(rùn)滑油以順利脫模。按照工藝要求調(diào)整澆鑄速度、冷卻水壓、水溫、6乳液冷卻與潤(rùn)滑。7.6剪切入軋機(jī)的坯料不應(yīng)有飛邊、毛刺、裂紋等缺陷，檢測(cè)合格后進(jìn)行剪切作業(yè)，合格后方可軋制。7.7軋制根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，確定并調(diào)整鑄軋參數(shù)（如入軋溫度、乳液溫度、乳液壓力、電流等）后進(jìn)行軋制，應(yīng)配備作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或設(shè)備參數(shù)等相關(guān)記錄。7.8繞線、打捆7.8.1軋制出鋁線后，應(yīng)保證繞線均勻、無(wú)扭結(jié)。7.8.2每盤(pán)鋁盤(pán)使用鋼帶或鋁線桿纏繞，以保證正常提吊和吊運(yùn)，對(duì)電工圓鋁桿上下線頭封口打印，放至指定地點(diǎn)。7.9成品檢驗(yàn)檢驗(yàn)規(guī)則、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)結(jié)果的判定應(yīng)符合GB/T3954的規(guī)定。7.10廢舊鋁材料的處理生產(chǎn)過(guò)程中