维普资讯 http://www.cqvip.com 科技论坛 丽 民营科技 丽 浅议铝材生产工艺流程及质量控制措施 张国祥 （东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００６０） 摘要：介绍了铝材退火炉的机理与片材生产工艺及质量分析，并提出了电气控制措施。 关键词：铝材生产线；工艺流程；质量控制 Ｉｌｈ，保温ｌｈ，出炉出冷）。 ４９．２按ｂ 工艺制度，能够生产出和热轧卷同样表面质量好、力学性能优异、 铝材退火炉是铝材加工工艺中的—个重要生产设备。对于铝材退火，其 ２，工艺路线和温度的控制都是重要的环节．铝材在升温和保温阶段退火炉内加 电导率合格的干式变压器用铝带，而且铝材的各项性能和厚度精度都能满足 ｌ 铝材退火炉生产的机理 热器都将保持全功率以及低功率进行热业传递。￣－ＪＪＮ热器加热条件下，由于 用户的使用要求。 铝材内部没有热源，铝材热量的吸收将随着加热时间和表面热气流进行热交 ３ 销合金挤压材表面麻 质量分析 换。故铝材结构中形成较大的热梯度，而外界对铝材产生的附加热应力与温 ３．１铝合金挤压材表面麻 质量现象。铝合金挤压生产中，无论是挤压管材、 度、重力等荷载作用所产生的机械应力叠加，从而影响铝材局部或总体的承 棒材、型材、在铝材表面经常出现麻点现象。从现象上看，麻点经常是集团产 的形状呈头部小，尾部大，严重时用手摸可感觉麻 载能力。同时在炉内高温和热应力作用下，铝材局部或总体产生过大的变形， 生，间隔一段有一团，麻Ｊ使得铝材结构刚度下降，在几种因素的综合作用下，严重时容易导致铝材退 火失效，因此，解决铝材结构热问题，是各个生产厂家在退火加工设计中不容 忽视的重要任务，也是退火加工产品的关键技术之一。 如下图所示，退火炉主要是由炉顶的循环风机、炉体两侧加热器和两侧 的导热板、气动炉门、冷却装嚣等部件组成，铝卷通过载有料架的小车缓慢沿 炉外轨道驶进炉膛内，并与料架一同放人炉内加热退火。退火升温阶段，循风 机在炉顶对热风进行均热对流，通过加热区两侧导流板孑Ｌ隙和条形间隙中带 有一定压力吹出，从而对铝材两侧端面同时对流加热。 ２ １０６０型合金铝带生产合生生产 点尾部有硬质点。 ３２铝合金挤压材料点缺陷产生原因分析。经分析研究认为，在２Ａ１２铝合 金挤压过程中，挤压模具工作带出口端存在“粘铝”是造成挤出铝材表面产生 “麻点”缺陷的主要原因。这是因为２Ａ１２铝合金的挤压过程是在３２０．，．．４５０￣Ｃ 的高温下进行，如果加上变表热、磨擦热的作用，金属在流出模孑Ｌ时的温度会 更高，当铝材流出模孑Ｌ时，其表面含与模子工作带出口端存在的“粘铝”发生 接触而产生局部粘结。解决办法是严格按铸造工艺操作，采用先进的过滤设 备，加强过滤，尽可能地减少铝材非金属夹杂物的存在，提高铸锭质量，从而 降低铝材“麻点”缺陷产生。 工艺 ４ 铝箔精整设备控制措施 ２．１试验方案 随着铝箔应用领域的不断扩大，应用技术的不断提高，对铝箔精整设备 ２．１．１化学成分：１０６０合金的化学成分 的成品质量要求越来越严格，推动了铝加工设备设计、制造技术的发展。因 控制贾求见相关资料 此，为了提高铝箔生产过程中的成品质量，人们在铝加工设备设计、制造过程 ２．１．２坯料规格：厚度：７．０ｒａｍ、８．５ｍｍ， 中采用了各种方法，其中面压控制已经成为铝箔展平、控制铝卷卷绕的松紧 宽度：８３０ｍｍ。 程序，改善箔卷端面质量等提高成品质量的有效方法之一。 ２．１．３试验工艺流程：铸轧坯料——冷 ５ 卷取轴的布置形式 轧——精整矫直——音Ｊ要剪切一 铝箔精整设备如分卷剪切机、厚箔剪切机、薄箔剪切机等的整体结构形 成品退火。 式，国内外多种多样：或是立式、或是卧式、或是上过桥式、或是下过桥式，但 ２．１．４技术质量指标：根据用户所需的 无论怎样它们成品料卷的卷取部分即卷取饥的卷取轴的布置形式，可以根据 干式变压器用铝带材厚度及生产工 在正常生产过程中卷取轴的位置是否移动以及移动的轨迹形状来划分，大致 艺确定材料状态及技术质量指标。 可以归类到以下三种形式之一。 ２．１５退火软化试验方案：取佯先在实验室进行小样退火试验，退火温度： ａ卷取轴固定式。ｂ卷宗取轴摆臂式；ｕ卷取轴水平移动式。 ２００￣Ｃ，２２０＂Ｃ，２４０＇１２，２６０＇１２，２８０＇１２，３ｏ０ ，３２ ，３４０＂１２，３６ｏ。ｃ，３８０￣２；保温时 下面以水平移动式设备的一个卷取轴为例介绍铝箔卷取机面压控制系 间：１ｈ。 统。 ２．２试验和检验结果 面压控制系统的设汁及其工作原理。该面压控制系统主要由供油泵站、 ２．２．１化学成分。铸轧坯料实际化学成分。 控制阀站、油缸及电控装置等组成。 ２２２退火软化性能：成品不同温度退火的三向力学性能，屈强比及电导率结 （１）供油系统及其控制回路的 十。系统具有三种工作状态：ａ卷取轴整 果。 体前进或后退，这种工作状态主要是卸料时使用。ｈ卷取轴单侧移动，主要工 ２．２．３工业性（ｄ，－／ｔｔ：量）试验结果。 作于同步ｌ生调整检查和需要操作侧单独移动的工作睛况。ｃ卷取轴面压控制 ２．９２．４根据所取样最终确定工业ｌ生批量试验的化学成分。 工作状态，这是实现卷取过程中面压恒定自动控制的关键。 ２．２５根据试验室试验结果确定小批量成品退火工艺：成品退火制度，炉气定 （２）电控系统的设汁。触摸屏采用西门子公司的Ｔｔ￣２８、７０，ＰＬＣ采用西门 温３℃，加热ｌ１ｈ，保温１ｈ，出炉空冷。 子公司的￥７－３００，二者之间以ＭＰ１方式通讯，触摸屏用于面压的给定、实际 ２２．６小批量生产性能结果：力学性能：抗拉强度（盯ｈ）：８３－９２ｍｐａ；延仲率（８） 面压值的显示和相应的逻辑操作及状态显示等，ＣＰＵ用于完成数学和逻辑运 ３２％－－３４％；电导率：３５．７４ｍｔｏ￣ｍｍ－＇ｏ 算，选用ｃＰＵ３１５．２ＤＰ．ＤＩ模块用于接收现场状态和操作按钮信号，ＤＯ模块 ２．３分析和讨论 的输出用于对换向阀进行控制。触摸屏上给定的＿匝压值，经ＣＰＵ计算通过 ２３．１数据分析：从表中看出随着退火温度的不断变化，３２０＇１２时材料拉仲性能 ＡＯ模块输出，ＡＯ模块通过放大板财比阀进行控制（有时放大板集成在比例 都已达到预期的目标。从表巾电导率的对比分析可以看出，８．５ｍｍ厚的铸轧 阀内部）。 坯料轧制成品比７．０ｍｍ厚的坏料轧制的成品电导率高，这是由于生产８．５ｍｍ 结束语：除电控系统的控制精度及其自身的特Ｅ￡夕 ，整个面压系统（包括 的铸轧卷相对过冷度减小，铸轧后所获得的过饱和固溶体浓度相对降低，金 机械、液压、电气）固有特性：如响应时问、机械精度及卷取轴两锥头机械结构 属产生的晶格畸变减小，所以电导率相对增加，从而这到了降低成本的目的。 的对称性和（或）钢性联接的程度、卷取轴与面压辊的平行度、卷取轴与套简 ２３．２组织分析：随着温度的升高内部组织由塑性变形纤维组织向再结晶组织 的平直度、套简的壁厚均匀性及卷取过程中形成的成品料卷的椭圆度等，都 转变。从偏光照片中可以看出金相组织在３００℃全部变为均匀细小的再结晶 将影响面压控制精度。 组织。在温度３４ ＿二铝材表层的品粒开始 大，在温度达到３８Ｏ℃时品粒急剧 长大。成品退火温度选择在晶粒长大阶段，因为晶粒大品界相对减少，金属内 的晶格畸变相对减小，电子运动的阻力相对Ｎｚ！－．，因此电导率相对提高。 ２．４综合上述试验结果得出以下结论： ２，４ｌ铸轧１０６０合金０状态的干式变压器用铝带生产工艺确定为：８．５ｍｍ坯 ４ｅ４￣．ｑｌ＿—冷轧＿陋弯矫直——剪切—一成品退火（炉气定温３９０￣Ｃ￣１热 参考文献 【１ｌ李建平基于热源镜像法的铝材退火炉内传热的研究 ，Ｉ 【２１夏建奎．２Ａ１２铝合金挤压材表面庥点形成原因及解决方法『Ｊｌ黑龙江科技 信息．２００Ｚ 【３１孟繁平．干式变压器用驻扎１０６０合金铝带材生产工艺研究啪，民营科技， ２００７（９），