铝铸轧工艺及质量研究

第一章铸轧的基本原理第一节铸轧原理的简单介绍连续铸轧工艺是液体铝连续通过旋转的结晶器（铸轧机）制成毛坯同时轧制成为板带的一种金属铸轧方法。

铝带坯连续铸轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺连续铸轧即铸造和轧制的过程，通过供料嘴从铸轧辊的一侧源源不段地供应液体金属铝，经过铸轧辊的连续冷却，铸造，轧制，从铸轧辊的另一侧铸轧出铸轧板，同时进，出铸轧区的金属量始终保持平衡，使之达到连续铸轧的稳定过程，具体内容如下。

液体金属铝通过供料嘴进入到铸轧区时，立即与两个相转动的铸轧辊相遇，液体金属铝的热量不段从垂直于铸轧辊辊面的方向传递到铸轧辊中，使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降，因此，液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶，凝固。

随着铸轧辊的不段转动，液体金属铝的热量继续向铸轧辊中传递，并不段被铸轧辊中的冷却水带走，晶体不段向液体中生长，凝固层随之增厚。

液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触，同时结晶，其结晶过程和条件相同，形成凝固层的速度和厚度相同，当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加，并在两个铸轧辊中心线以下相遇时，即完成了铸造过程，并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用，并给以一定的轧制加工率，使液体金属铝被铸造，轧制成铸轧板，这就是连续铸轧的基本原理。

第二节铸轧的工艺流程铝水→静置保温炉→除气箱→过滤箱→供流系统→铸轧机→喷涂系统→剪床→卷取。

1.2.1 熔炼铝锭装入圆炉中，加以高温融化，待熔融后有一定温度时在其中加入金属溶剂并搅拌，使金属溶剂达到一定的含量既可倒炉，将铝水倒到静置炉内。

1.2.2 保温静置炉内的液态铝并不是马上就进入下一道工序需要一点点流过去，因此在静置炉内保温。

1.2.3 除气铝水从静置炉流出在除气箱内除气保温，继续流往下一工序。

除气箱有两个腔体，一个是除气用一个是加热或保温。

1.2.4 过滤过滤是在过滤箱内完成的，过滤箱腔中安装有过滤片，有来过滤，此工序的质量直接关系铸轧板的质量，过滤彻底则无夹渣，不彻底则会有质量问题。

浅谈铝业公司铸轧工作的流程和技术2023年，铝业公司的制造业生产水平将进一步提高，铸轧工作流程和技术也将得到改进和完善。

在这篇文章中，我们将深入探讨铝业公司的铸轧工作流程和技术。

铝业公司的铸轧工作是一个非常重要的生产环节，旨在生产高质量且具有一定规范性铝合金材料。

首先，在铝合金的生产工艺中，必须通过精细的铸造工艺来确保所生产出来的铝合金材料具有优良的力学性能和良好的化学稳定性。

而铸轧工作就是其中一项重要的工艺环节。

铸轧工作涉及到铸造和轧制两个环节，主要流程包括原料处理、熔炼、铸造、轧制、表面处理和成品制备等。

具体内容如下：1. 原料处理和熔炼铝业公司的铸轧工作首先需要进行原料处理和熔炼，以确保所生产出来的铝合金材料的化学成分符合相关的标准规定。

在这个环节中，铝业公司用专门的设备对铝材进行熔炼和加工，以获得所需要的化学成分、物理特性和力学性能。

2. 铸造接下来是铸造环节，铝材在特定的熔炼设备中加热并沥青然后铸造成所需要的形状或大小。

这个环节中主要需要考虑铝材的化学成分、熔点、流动性、凝固速度等因素。

3. 轧制然后是轧制环节。

顾名思义，铝材需要通过轧辊等设备进行轧制，以获得所需要的产品规格和外观要求。

轧制环节中较为关键的是轧制温度和轧制速度，这两个因素将影响铝材的外观和性能特点。

4. 表面处理在铝材被轧制成所需的形状和尺寸之后，需要进行表面处理，主要包括酸洗、氧化、喷雾油、切割等。

这个环节中的表面处理措施的主要目的是增加铝材的抗腐蚀性和美观度，以提高铝材的整体质量。

5. 成品制备最后是成品制备环节，也是铸轧工作的最后一个环节。

在这个环节中，铝材被切割成所需的大小和尺寸。

这个过程不仅需要考虑产品规格和外观，还要考虑整体质量和成本。

综上所述，铝业公司的铸轧工作流程和技术相当复杂和精细，需要用先进设备和管理方法来保证产品质量。

未来，铝业公司的铸轧工作将继续发展和完善，将会更加多样化，并将继续保持其技术和管理领先地位，为行业市场的需求提供优质的铝合金材料。

铝合金铸轧工艺研究作者：张海平来源：《科学导报·学术》2020年第41期摘; 要：铝合金是一种性能非常优异的材料，在诸多领域得到广泛应用。

铸轧是铝合金生产中的重要工艺，对该工艺加以了解和掌握，有助于提高铝合金的生产效率及质量。

文章从铝合金及铸轧的特点分析入手，在此基础上，论述了铝合金铸轧工艺的操作要点。

关键词：铝合金;铸轧;工艺1铝合金及铸轧的特点铝合金是一种以铝作为基材，添加其他金属元素形成的合金，归属于轻金属材料的范畴。

铝合金的比强度和比刚度较高，具有良好的铸造性、塑性、导电和导热等性能，耐腐蚀，可焊接，应用领域非常广泛。

铸轧通常是指无锭轧制，也被称之为连续铸轧，是液态金属直接轧制成型的工艺。

该工艺在铝合金生产中的应用较为广泛，节能是铸轧工艺较为突出的特点，通过铸轧生产铝带可以降低30-50%左右的能耗，节能效果非常显著。

2铝合金铸轧工艺的操作要点2.1铸轧参数2.1.1优选机型铝合金铸轧工艺中，铸轧机的选择较为重要，直接关系到生产效率和质量。

目前，常用的铸轧机有以下两种形式，一种是水平式，另一种是倾斜式，前者的牌坊架与水平方向相垂直，后者的牌坊架与垂直方向成15°角[1]。

倾斜式铸轧机能够对前箱液位进行有效地控制，铸嘴的结构更加简单，上下辊热传导的均匀性更好。

因此，在铝合金铸轧中，可将倾斜式铸轧机作为首选。

2.1.2工艺参数铝合金铸轧中，工艺参数的确定是关键环节，若是某个参数设置的不合理，则会对铸轧效率和质量造成影响。

因此，必须确保所有工艺参数的合理性。

①铸轧区长度。

铸轧区具体是指铸嘴与上下辊中心线之间的距离，铝合金的铸轧过程在该区域内完成。

可以将铸轧区细分为三个区域，即冷却区、铸造区和变形区。

决定铸轧区长度的因素包括轧辊直径、冷却条件、加工变形率。

正常情况下，轧辊的直径与铸轧区长度成正比，即直径越大、长度越长;当铸轧区的长度比较长时，所需传递的热量会随之增多，因轧辊内冷却水流量无法超过限定值，从而使铸轧区的长度受限。

再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术随着环境保护意识的增强和资源回收利用的重要性日益凸显，再生铝合金铸造工艺作为一种节约资源、降低碳排放的环保技术逐渐受到人们的关注和应用。

然而，再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术是保证产品质量且实现工艺优化的关键。

本文将对再生铝合金铸造工艺中的质量控制与检测技术进行探讨，并介绍其在提高铸件质量、减少废品率和优化工艺参数方面的应用。

一、质量控制技术1. 原料筛选与预处理在再生铝合金铸造工艺中，合适的原料选择和预处理对于保证铸件质量至关重要。

首先，对废铝进行严格的筛选，去除杂质和掺杂物，以减少不良杂质对于铸件性能的影响。

其次，对筛选后的废铝进行预处理，如除氧、脱气、脱渣等，以提高铝合金的纯度，降低夹杂物含量，从而减少井号和气孔等缺陷的产生。

2. 熔炼与浇注控制再生铝合金铸造的熔炼与浇注过程中，需要控制熔炼温度、保持合金液的均匀和正常浇注等因素，以保证铸件的致密性、干燥性和灵敏性等关键性能指标。

其中，采用先进的熔炼设备和技术可以提高熔炼效果，降低合金液中的夹杂物含量；而且采用恰当的浇注工艺参数，如浇注温度、浇注速度和浇注角度等，可以有效地防止缺陷的产生，提高铸件的完整性和表面质量。

二、检测技术1. 成分分析与合金验证再生铝合金铸造的质量控制离不开对合金成分的分析与验证。

常用的分析方法包括光谱分析、电感耦合等离子体发射光谱分析（ICP-AES）、X射线荧光光谱仪（XRF）等，用于检测成分偏差、非金属元素和杂质含量等。

同时，合金验证技术可以对铸件进行成分及性能检测，确保合金达到设计材料要求。

2. 缺陷检测与评估合金铸造中常见的缺陷包括夹杂物、井号、气孔等，这些缺陷对铸件的力学性能和可靠性产生重要影响。

因此，采用适当的缺陷检测与评估技术是质量控制的重要环节。

常用的方法包括X射线检测、超声波检测、电子显微镜等，能够对铸件进行非破坏性检测，提高缺陷的发现率和评估准确性。

铝带连续铸轧工艺的现状及研究进展高性能铝板带材广泛用于航天、交通运输、信息、包装、印刷、建筑等领域,市场需求巨大.铝板带材坯料主要生产方式为热轧和连续铸轧<1> .热轧产品深加工性能好,可轧制各系铝合金,其最先进的方式是热连轧,但投资巨大,我国尚无铝热连轧生产线,已有的最好的生产方式为双机架热轧,在产品精度、性能上均有一定局限.相比热轧,连续铸轧投资大幅减少,流程短、能耗低.二十世纪八十年代以来在我国迅速发展,成为我国主要的铝板带材坯料生产方式.但是常规铸轧板组织不均匀、深加工性能差,可铸轧的合金品种少,主要用于铝箔毛料和对深加工性能要求不高的部分薄板.我国高性能铝板带材仍需大量进口.1 连续铸轧工艺所面临的关键问题铝带坯连续铸轧是一种低投入、低成本、节能型的短流程生产工艺,其铸轧区的熔体受到激烈的冷却,冷却速度可达10 2～1 0 3℃s,比常规水冷半连续铸锭约高2个数量级<1> .它的组织具有快速凝固与定向结晶的特点,晶体生长的方向性很强.目前用这种方法生产的铝板带各向异性严重,深加工性能远比热轧板差,这就限制了铸轧板的使用范围.连续铸轧是一个很复杂的过程,金属一方面连续散热与凝固,另一方面还受到轧制,而不是铸造过程与热轧过程的简单混合,它们互相影响着.在连续铸轧过程中金属凝固涉及到的学科有材料学、热力学、动力学、振动理论、流体理论、晶体生长理论等问题.它们涉及到两个重大科学问题:(1)铝在连续轧制过程中的凝固规律;(2 )金属凝固过程中的晶体生长与控制.金属凝固过程主要由两部分组成,一是形核过程,它对金属材料晶粒的大小起着至关重要的作用.受金属熔体结构复杂性以及人们对其认识程度的限制,形核理论与控制形核过程的手段还没有达到人们所想象的程度,故金属凝固中的形核问题仍然是金属凝固行为研究的前沿课题之一.金属凝固过程中另一个重要问题是形核后的晶体生长,它关系到凝固后金属组织组成物的形态.由于组成金属材料的晶体形态直接与金属材料的性能有关,如何控制晶体生长,已经成为控制金属材料性能的一个重要手段<2> .因此研究在铸轧过程中铝溶液的晶体凝固规律,对提高铝带材的组织性能与机械性能都具有非常重要的意义.铝带坯连铸技术作为冶金及材料研究领域内的一项前沿技术,目前在工业化应用方面面临的一个主要间题是薄带的质量较差和质量不稳定.其中,薄带的凝固组织对薄带的质量有非常重要的影响,但目前国内外还不能定量阐明工艺因素变化对薄带凝固组织的影响.由于双辊薄带连铸过程中工艺参数间的匹配较复杂,如果采用实验的方法来研究工艺因素变化对薄带凝固组织的影响,则难度高、工作量大.而采用数值模拟的办法,则可以大幅度减少工作量.此外,双辊薄带的凝固组织结构(晶区的几何特征)以及不同晶区内晶粒的几何特征还在很大程度上决定着薄带的工艺性能和使用性能.因此,对双辊薄带凝固组织的数值模拟和薄带凝固组织中各晶区的分布特征、晶区内晶粒几何特征的尺寸表征展开研究具有重要的理论意义和实用意义.2国内外研究现状195 1年,美国亨特—道格拉斯(Hunter-Douglas)公司首次铸轧成了铝带坯,制成了双辊式连续铸轧机.随后,法国彼西涅(Pechiney)公司研制的3C水平式双辊铸轧机也获得成功,从那以后,铝带坯双辊连续铸轧技术和设备得到了迅速的发展.根据Frishchknecht和Maiwald统计目前世界上约有20 %的铝带材的坯料由双辊连续铸轧法生产,大约有1 70多台双辊铸轧机正在工业上应用,其中约有60 %是在北美和欧洲<3> .在2 0世纪70年代以前,铸轧机多为标准型,铸轧辊直径为Φ60 0～70 0mm ,铸轧带坯厚度7mm 左右,铸轧速度小于1 .5m min .80年代以后出现了超型铸轧机,铸轧辊直径可达1 0 0 0mm ,带坯厚度5～1 2mm ,铸轧速度3m min左右,铸轧合金已有纯铝扩大到3 0 0 0系列、5 0 0 0系列软合金.90年代初出现了改进型超型铸轧机,铸轧带坯厚度3mm ,铸轧速度5mm min .由于铸轧带坯尺寸薄和铸轧速度快能进一步发挥快速凝固的特点,使铸轧带坯的晶粒细化,从而获得更好的冶金质量,使这一生产方式为人类带来更大的效益.从90年代以来,国际上开展了对快速超薄铸轧技术的研究<4～6> ,主要有意大利的法塔—亨特(Fata-Hunter)公司、法国的彼西涅(Pechiney )公司、英国的戴维(Davy)公司以及挪威的海德洛(Hydro)公司,他们共同的做法是先在研究开发中心与大学合作进行小型试验,在取得一定成果和经验后,进行中试和大型工业试验,英国Davy公司和牛津(Oxford)大学合作,于1991年推出了第一台快速超薄铝带坯铸轧试验机.1 996年以来,意大利Fata -Hunter 公司、英国Davy公司以及法国Pechiney公司都相继研制出超薄铸轧工业样机<7> ,能铸轧出1mm厚的铸带坯,铸轧速度达1 5m min ,应该说,这是铸轧技术发展中的又一次飞跃.但是由于各国(美国、英国、法国、意大利、挪威) 对快速超薄技术的研究均处于工业试验阶段,试验条件(如装备参数、功能、工艺环境条件等)各不相同,所得结果也有差别,甚至相反,如:Fata-Hunter的试验与Hydro-Lauener公司的试验,对快速超薄铸轧的组织与性能的认识与结果几乎完全相反;在快速超薄铸轧的铸轧机型选择上也存在不同的主张:如Fata-Hunter 采用二辊铸轧机型,英国Davy公司则采用四辊铸轧机型,同时各试验铸轧机的工艺环境条件、设备参数及其范围的确定也不一致(力学参数、辊径、有无外部冷却、铸轧区长度、大小、铸咀开口度大小等).在主要技术规律上尚未形成共识.我国铝带坯连续铸轧技术研究开发工作始于2 0世纪60年代<16 > ,1 964年初进行了双辊下注式铝带坯连续铸轧模拟实验,并于同年铸轧出厚8mm ,宽 2 5 0mm和40 0mm的铝板,1 965年铸轧出宽70 0mm的铝带坯,1 971年由东北轻合金加工厂研制成我国第一台80 0mm水平式下注式双辊铸轧机,1 975年,用铝带坯生产的冷轧板基本上满足了一般深冲制品和箔材毛料的性能要求.1 979年由华北铝加工厂研制成65 0mm×1 3 0 0mm我国第一台亨特式倾斜铸轧机,并于1 981年和1 983年相继研制成65 0mm×1 60 0mm和980mm×1 60 0mm 铸轧机,并通过部级鉴定,标志着我国铸轧技术进入成熟阶段.1 984年中日诼神有色金属加工专用设备有限公司成立,并于1 993年诼神公司为其母公司华北铝业有限公司试制成功我国第一台仿3C 960mm×1 5 5 0mm超型铸轧机.至此国产铸轧机发展成为具有标准型和超型这两种机型,而且铸轧机逐步实现标准化、系列化.随着我国微电子、信息、机械、食品、包装、建筑产业的迅猛发展,我国已成为铝材生产及消费大国,如何提高铝材生产率、降低生产成本、提高我国铝材质量、扩大铝材使用范围已成为迫在眉睫的问题.而快速超薄铸轧的冷却速度远高于现有常规铸轧,铸坯结晶组织的晶粒度和枝晶间距将明显减少,溶质元素在固熔体中的过饱和度提高,因此板带的深冲性能和机械性能得到改善,可生产出具有优良冶金组织和表面质量的优质板带材;同时,可铸轧合金范围也可拓展(如30 0 0系列等铝合金) ,可使铸轧产品的应用市场范围扩大.例如:高精度PS版基,计算机硬盘的铝质基板,高层建筑幕墙板,高精烟箔以及空调箔等.另外,由于铸轧板厚度减薄后,不仅大大减轻了对后面工序———冷轧的压力,解放冷轧机的生产力,大大节省了铝箔生产的投资和能源,而且提高了生产效率,增加了产品的市场竞争力.我国科技界和国际铝加工同行一样已认识到快速超薄铸轧代表了新一代铝加工发展的重要方向和铝加工技术的制高点,我国必须加入到这一研究领域中去.由国内学者钟掘院士担纲技术指导的“铝及铝合金铸轧新技术及设备研制开发”作为国家计委的重大科研项目于1999年初启动,经过以钟掘为首的科研课题组经过一年多的攻关,于2 0 0 0年7月在实验机上成功地铸轧出铸速为1 3 .2m min ,厚度为2mm的铸坯,并开发了铜基合金新型辊套材料、具有在线布流控制技术的新型铸咀、新型复合外冷润滑技术等一系列相关的新技术、新装置、新材料,这些都标志着我国在快速超薄铸轧技术领域已经达到世界领先水平,填补了国内空白.目前用连续铸轧法生产的铝板带在国内已占铝板带生产总量的70% ,在国际上约占铝板带生产总量的40 %左右<7> .国内的连续铸轧设备已由十多年前的3 0多台套,增至目前的5 0多台套.但是,常规的连续铸轧生产工艺目前还只局限于1 系列和3 系列、8 系列的一部分,连续铸轧板带的深拉性能明显地低于热轧开坯板带.这是目前连续铸轧生产工艺必须解决的技术难题.显然,能突破这一难题,将使铝带坯的生产结构发生根本型变化,带来巨大的社会效益与经济效益.对金属凝固规律,国内外都已进行了比较多的研究,如50年代初Tiller,Jackson和Rutter提出的成分过冷理论<8> ,首次将传质和传热因素耦合起来分析凝固过程的组织形态问题,以后发展起来的理论有Jacks on和Hunt提出的枝晶和共晶合金凝固过程扩散场的理论解,Flemings提出局部溶质再分配方程等理论模型,这些理论为控制金属组织奠定了基础,20世纪60年代以来形成了快速凝固技术、定向凝固技术、半固态铸造等先进铸造工艺和技术<9> .3国内开展相关研究的基础与条件据统计,我国现有的铝带坯连续铸轧生产线已超过1 1 0条,总生产能力超过90万吨/年.其中有引进的生产线1 2条,合计生产铝箔毛料质量的重要性和技术标准要求铝箔毛料质量的重要性和技术标准要求Technology Standard and Qualitative Importance of Aluminium Foil Stock黄金法张学平HUANG Jin-fa ZHANG Xue-ping（兰州铝业股份有限公司西北铝业加工有限公司，甘肃陇西748111）摘要：从四个方面阐述铝箔毛料质量对生产高质量铝箔的重要性；指出了在订购铝箔毛料时应提出的技术要求内容。

铝材冷轧过程工艺控制及产品表面质量的实验研究铝材冷轧过程工艺控制及产品表面质量的实验研究王录1，孙建林1，马艳丽1，高雅1( 1北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要：铝板冷轧过程中，对轧制油中添加剂的含量及种类加以控制，可以改善铝板表面质量。

本次实验中初选出几种复合添加剂用来轧制相同厚度的铝板，并对轧后铝材表面质量进行分析。

结果显示轧制润滑可以减小摩擦，提高生产效率；同时又使得轧后铝板表面粗糙度降低，表面质量明显改善。

当润滑状态处于边界润滑时，添加剂会发挥其作用；添加剂不同，其在铝材轧制过程中发挥的作用也不同。

综合比较可以看出，复合添加剂比单独加入一种添加剂的油膜强度高，混合醇型与醇酯型添加剂的油膜强度相当，但醇酯型添加剂无论在减摩降压效果，还是成品表面质量改善上都能产生更好的效果。

关键词：铝材；轧制；表面质量；添加剂Experimental study on cold－rolling process control and Surface Quality of aluminumWang Lu1, Sun Jian-lin1, Ma Yan-li1, Gao Ya1(1 School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083)Abstract:In the processing of cold rolling aluminum, the content and species of rolling oil within different additives can be controlled to improve the quality of aluminum. It was used in this experiment for rolling the same thickness aluminum by adopting combination additives selected primarily. A deep analysis and evaluation of surface quality has been done on investigation data of this experiment. The results indicate that, rolling with lubrication can reduce friction and improve production efficiency. The surface roughness and quality of aluminum after rolling are also decreased at same time. Lubrication additives will have donetheir work when the lubrication states are mainly in boundary lubrication. Different lubricants exert their own function in the rolling process. The comparison results show that the oil-film strength of compound additives is superior to that of single additives, and the oil-film strength of additives with alcohol-ester is equivalent to that of mixed alcohol. Nevertheless, the additive containing alcohol-ester can produce better effect, both in the aspects of antifriction and the improvement of surface quality. Key words:aluminum, cold rolling, surface quality, lubrication additive自国务院节能减排方案的提出，人们愈加意识到“十一五”期间降低能源消耗和减少污染排放的重要性，迫切需要一种“节能减排型”润滑剂，因而需要润滑剂不仅具有合适的粘度、良好的退火清洁度等性能，还要能够有效地减小轧后产品表面粗糙度、降低能源和减少环境污染等。