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屬于熱加工工藝。是電工用鋁加工的第一道生產工序，也是公司生產中的重要生產工序。它的主要生產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)。鋁連鑄連軋生產共分為9個生產工序，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標，必須使Fe含量大于Si含量，其中Fe含量和Si的比例應控制在1.3?2.0之間。配方2.1若鋁錠中Fe含量和Si含量比例達不到1.3或Fe含量小于Si含量時，在盡量少降低鋁導電率的條件下為了保證鋁線的強度，應對鋁進行控鐵處理，在鋁中加入適當?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微量元素雜質對導電率的影響。另外硼的加入可以起細化晶粒的作用。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，使硅與稀土結合形成化合物，減少游離硅對鋁組織結構的危害，提高鋁桿的導電性能與機械性能。2.4對優(yōu)質產品的化學成分應控制為：FeV0.15%,SiV0.12%,CuV0.01%。雜質總和小于0.29%。開始上料時，應連續(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果以及生產實踐經驗，可以采用一種或幾種處理方法，以保證取得最佳的技術經濟效果。設備主要技術參數(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形成鋁液中夾渣，直接影響鋁桿質量。技術參數(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?？刂埔c2.1盡量避免水分與鋁液接觸，與鋁水接觸的進出口、出水口、流槽等各類工具都應涂上涂料并用火烤干，各類原料、工具應保持干燥。2.2裝料熔化時，在爐內維持小火的情況下，迅速裝料至滿爐，以減少空爐燒損時間，待料裝滿后，關閉爐門，并適當關閉煙道閘門，使爐內形成正壓，正常熔化火焰為桔紅色，爐內溫度在1200°C左右，爐內保持微還原性，減少燒損比。三、精煉部分目的：除氣、除渣以及均勻其化學成分，從而提高產品的質量。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，成分不同的調配料，熔化后成分不均勻，因此精煉過程中要充分進行攪拌，使其均勻。精煉形式：精煉分為化學精煉和物理精煉兩種。化學精煉是依靠精煉劑產生的吸附作用來達到去除氧化夾渣、氣體的結果，也稱吸附精煉；物理精煉是依靠物理作用達到精煉目的的精煉方法。連鑄連軋生產工藝中多采用化學精煉法。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，在精煉的過程中要進行充分的攪拌，以保證鋁液成分的均勻性，使精煉劑與鋁液中的雜質充分接觸反應，然后靜置鋁液20分鐘以上，便于的雜質與鋁液分離。保溫爐技術參數(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，產生氮氣氣泡后，由于存在分壓差，鋁液內的氫氣向氮氣泡擴散，隨著氣泡在鋁液中上升，將鋁液內的氫氣帶出鋁液表面，達到除氣的目的。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越快，會使鋁液質量下降，因此應防止鋁液過熱，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。注意事項：盡量避免水分與鋁液接觸，氮氣及精煉劑應保持干燥。保溫爐鋁水裝滿后，加精煉劑精煉，精煉劑應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，快速進行爐前化學分析，符合標準后，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工具必須涂上涂料。8.3涂料應隨用隨配，防止變質，配料時，先將所有涂料篩分，再將水預熱到60?80C，緩慢加入水玻璃并攪拌均勻，然后加粉料仔細攪拌均勻即可使用。8.4涂覆時，將清理工具預熱至200?250C，溫度過高，噴涂時會起粒子，溫度過低，則涂料不干，會產生流痕，涂不均勻，預熱后，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。在生產中可采用網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到分離排除目的。五、連續(xù)澆鑄工序設備組成及技術參數(shù)1.1連續(xù)澆鑄工序設備包括流槽、過濾器、中間煲、液面控制器、結晶輪、張力裝置、壓輪、鋼帶、內外冷卻裝置、送錠引橋、剔錠器及鋼帶涂油裝置。1.2技術參數(shù)結晶輪直徑：1500mm結晶輪截面積：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，鑄錠結晶組織越細小，這對于保證連鑄連軋的生產質量有著非常重要的作用。澆鑄速度與冷卻速度應配合一致，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流槽流入澆煲，經過濾器過濾，浮動的塞頭控制流量，鋁液從下澆煲水平澆鑄到由結晶輪和鋼帶組成的模膛內，冷卻水噴射到鋼帶上從而使鋁液逐漸冷卻并鑄成鋁錠，結晶輪上已結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，可以獲得十分細密的連續(xù)柱狀晶體組織及極細微的等軸晶體組織。澆鑄溫度及速度對結晶組織也有很大的影響。通常過低的澆鑄溫度易獲得細小的結晶組織；過高的澆鑄溫度易獲得粗大的的結晶組織。澆鑄速度對于結晶組織的影響如下：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時處于不穩(wěn)定狀態(tài)的鑄條，保證軋制出的鋁桿質量穩(wěn)定。并可以使鑄條端頭被壓成利于咬入軋機的形狀。設備技術參數(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入軋機前，由于剛開始澆鑄，流槽、澆煲、結晶器、冷卻水等處于不穩(wěn)定狀態(tài)，鑄條質量不穩(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，進入軋機的鑄條溫度應在480?520°C，溫度過低不能進入軋機。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)、安全保護裝置、收線系統(tǒng)。連軋機由15架三輥Y型機架構成。偶數(shù)架供七付，奇數(shù)架8付左右交替布置，Y型連軋機的孔型結構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衛(wèi)裝置，奇數(shù)架入口導衛(wèi)為滾動式，偶數(shù)架入口導衛(wèi)為滑動式。這種結構使金屬在軋制過程中處于三向壓縮狀態(tài)。在連軋機中，導衛(wèi)裝置的主要作用是：正確的誘導軋件連續(xù)地進、出軋輥孔型，進行穩(wěn)定的軋制，并防止一旦軋件產生堆擠現(xiàn)象時，不致使其進入機架軋輥內部。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。軋制金屬每秒鐘內通過各機架的量（體積）應該是常數(shù)，也就是說，連軋各機架在每秒內所軋制的金屬流量應保持相等，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，即在兩機架間產生張力。在實際生產中由于設備、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)軋制進行的關鍵。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，前兩道要采用負張力一即堆擠，因為鑄件一旦有輕微的裂紋，可以進行壓合，其它道次采用正張力，由大逐漸變小。設備參數(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繞桿頭轉速調節(jié)范圍：80?200r/min收線框外徑：1800mm收線框內徑：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，并同時迅速壓下導向輪，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入鋁桿繞線框內。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，即保證產品延伸率。連鑄連軋在完成鋁桿成圈后即結束連鑄連軋工序生產。連鑄連軋工藝過程中應注意事項：烘爐應遵循“逐步升溫，適當保溫，內外干透”的原則。每升溫100C