论-浅谈6201铝合金电工圆铝杆在连铸连轧设备生产中的工艺控制

要】 本文就 ６ ２ ０ １ 铝合金电工圆铝杆生产过程中的化学成分设计、 合金化处理、浇铸温度、轧制温度 、 轧制过程的润滑冷却、淬火与时效
处理等工 艺控制要点进行了详细的分析探讨 。对使用连铸连轧设备生产 ６ ２ ０ １ 铝 合金电工 圆铝杆具有 一定参考借鉴意义。 键词 】 浇铸温度 开轧温度 抗压力 润滑 终轧温度 自然失效 中图分类号：Ｔ Ｆ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ － ２ ９ ９ － ０ ２ ６ ２ ０ １铝合金导线具有 良好的导电性能、 焊接性能 、 耐蚀性能 、 导 电容量大 、抗拉 强度 高、质量轻 、弧垂特性好等一系列 的优点 ，常常 被用作架空大跨越钢芯铝合金绞线或铝合金绞线 中的输 电导线 。国内 外对其加工工艺进行 了大量 的研究 ，取得了丰硕 的成果 。 目前国外的 铝 合金导线的生产工艺 和配套设备经过不断的完善 和改进 ，已 日趋成 熟 。而 目前我 国在这一领域的整体技术水平较 国外还有一定差距 ， 虽 然 国内已有不少厂家在这一领域取得一定成果 ，但整体产 品性能不是 十分理 想。 本文就某公 司采用连铸连轧生产线生产 ６ ２ ０ １ 合金杆过程 中 的若干要 素进行分析 ， 并介绍了合理 的工艺控制参数 ， 供 同行业参考 。 每小时 ５ ． ０ ＿ ７ ． ０ 吨时 的浇铸温度控制在 ６ ９ ｏ 。 ｃ ． ７ １ Ｏ 生产 出的产 品内部 组织 和表质量较好 。在对锭坯截面取样 检测发现 ，锭坯 内部无缩孔 ， 且晶粒 均匀 。 ２ ． ４ ． ２ 轧制温度 的控制 轧制温度 的控制 至关重 要 ，直接关 系到 电工杆的成型和最终产 品 的性能 。影响到轧制温度 的因素有 浇铸温度 ，生产速度 。 轧制温度是指锭坯进入 第一个 轧机机架时的温度 ，也叫 “ 开轧温 度 ”。离开最后一个轧机机架 的温度 叫 “ 终轧温度” 。锭坯在逐道次 轧制的间隙里散热降温 ，但 又受压 ，变形 ，摩擦而产生热量。这些热 量部分散失 ，部分被锭坯 吸收，部分被乳化液吸收。一般情况下 ，整 个轧制过程中散热｜ 足 于吸热 ，所 以终轧温度低于开轧 温度 。 在生产 １ 系 电工杆 时的锭 坯开轧温度 常控制在 ４ ４ ＆Ｃ 以上 ，终轧 温度为 ３ ０ ０ — ３ ５ ０ ℃ 。在生产一些高抗拉强度 、低延伸率 的电工杆时 ， 都采用较低的开轧温度和终轧温度 ，生产低抗拉强度 、高延 伸率的电 工杆 ，都采用较 高的开轧温度和终轧温度。 在生产 ６ ２ ０ １ 电工 杆时 ， 若仍采用 ４ ４ ０ ℃左右 的开轧温度 ，就不 能 保证锭坯 的顺利开 轧。由于 ６ ２ ０ １的主要合金元素是 Ａ ｌ 、Ｍ ｇ 、ｓ ｉ ，随 着Ｍ ｇ 、ｓ ｊ 含量的增加 ， 锭坯 的强度及变形抗力增加 ， 其 变形抗 力远 大 于ｌ 系锭坯 的变形抗 力。因此就需要更高的开轧温度 ，利用热Ｊ Ｊ ｎ － ｒ 金 属变形抗力低 、变形 大的特点 ，来降低锭坯 的变形抗力 。 根据某公 司近两 年的生 产经验得出 ： ６ ２ ０ １ 锭坯 的开轧温度 比 １ 系 电工杆锭坯 的开轧 温度高 ５ ０ ℃以上都 能保证轧机进行正常轧制 ， 只是 根据最终 电工杆 的抗拉 强度 和延 伸率需 求 ， 对锭坯 的开轧温度进行 细 节控制 。 ２ ． ４ ． ３ 乳化液的润滑 、冷却效果控制 锭坯在轧机 中进行连续 轧制 时 ， 锭坯 与轧辊相接触 ，接触面上作 用压力和摩擦力不断产生热 量 ， 并 将热量传给轧辊 ，使轧辊的温度升 高 ，增加 了轧辊的粘铝现象 产生 。 高温锭坯在压力作用下 与轧 辊发生局部粘结 ，称之为压力焊 。当 两者脱离时 ，这些焊合点被拉脱 ，粘结不牢的在接触界面上拉脱 ，粘 结牢 固的在铝 的皮下拉脱 ，剩下 的铝粘于辊面上 。在不断的重复接触 过程中 ， 又重复产生新铝粘结在轧 辊表面 ， 不脱落的粘结点逐渐增多 ， 最后连接成片 。 粘结点越多 ， 锭坯与轧辊脱离越 困难 ， 严重时可能发生锭坯缠辊 ， 造成事故。重新粘 回锭坯 的铝 ，与基体间 的结合力弱 ，可能就是拉制 时脱落而产生银白色灰浆的来源 。 辊 温高时粘结较容易 。轧制使锭坯的表面积增加 ，产生的新鲜表 面很清洁 ，这有利与粘结 。而锭坯与轧辊表面的氧化、夹杂 、污垢和 吸附物会 对粘结也有影响 。 乳化 液为乳 白色的油 、水混合物。使用时间较 长的乳 化液也会呈 灰色 ，主要是液体中有大量铝粉悬浮物。在轧制过程中 ，乳化液可以 起 到对锭坯 和轧辊的润滑 ，在乳化液中的润滑剂作 用下 ， 锭坯 和轧辊 之间形 成一层 很薄的隔离层 ， 减少摩擦 ， 减 少粘铝 ， 冲刷 轧辊。同时 ， 由于乳化 液的使用 温度远低于锭坯温度 ，还可以起 到对锭坯 和轧辊的 冷却。 乳 化液的使 用效果与其浓度 、清洁度有很大关系 。浓度过高 ，会 增强润滑效果 ，降低冷却效 果，造成轧辊工作温度过高 ；浓度 过低 ， 会 降低 润滑效 果 ，增强冷却效果 ，增加轧辊与锭坯问 的摩擦力 ， 粘 铝 现象增 加。乳化液的清洁度 降低 ，主要是 由于轧辊 与锭坯粘 结后再分 离过程 中一些细小的铝粒或铝屑脱 落进入乳化液 中。在 电工 杆生产过 程中 ，这一过程不问断进行 ，就造 成乳化液 中铝 粉含量增加 ，降低乳 化液的清洁度 ，最终影响到乳化液 的润滑冷却效果 。经 常性 的对乳化 液进行 过滤有 助于改善其清洁度 。 在生产 ｌ 系纯铝杆 和生产 ６ 系合金杆的乳化液浓度（ 下转第３ ０ １ 页）
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由于某公司是采用电解铝液直接进 行电工杆生产 ，电解铝液 自身 温度较 高 ， 所 以在入铝 前先往炉 内添加 １ ０ — ３ ０ ％左右 的废料 ，然后将 电解 铝液倒入熔炼炉后进行一次打渣 ，取一次样分析 ，根据分析结果 添加金属合金 。Ｆ ｅ 是 添加含 Ｆ ｅ 量７ ５ ％铁剂 ，ｓ ｉ 是直接添加金属硅 ， 添加 温度在 ７ ５ ０ ￣ Ｃ 左 右。Ｍ ｇ 的添加要在其它合金添加完成 ， 最后再添 加 ，添加 温度不 易过高 ，温度过高会增加 Ｍ ｇ的氧化烧损 ，添加温度 过低则会 影响到铸 造温 度控制 。合金添加完毕后进行充分搅拌 ，取二 次样进行分析 ，符合设计要求后 ，将铝液导入保温炉进行二次精炼扒 渣 。精炼工艺一般都是 以氮气为载体 ，将精 炼剂吹入铝液底部进行喷 粉式精炼 。 ２ ． ３ 在线除气和过滤 ２ ＿ ３ ． １ 在线除气 除气设备通过旋转喷吹方式将 Ｎ ２ 或Ａ ｒ 和Ｃ Ｌ ２ 混合气体喷入铝和 铝合金熔体 ，喷嘴将气体剪切成气泡使得熔融金属饱和 ，随着工艺气 体 的气泡上升到熔融铝表面 ，溶解的氢气从 熔融金 属中释放出来。向 工 艺气体中添加少量的氯气 （ 通常小于等于 ０ ． ５ ％） 来破坏铝和所 有不 浸湿 杂质的联结 ，而使上升的气体气 泡与杂 质相结 合并上 浮熔融铝表
患。
生 产专 门机构 和人 员会 造成经济不合理 ，可以与中介 机构签订安全生
产技术服务合 同的形式 ，由中介机构为其提供专业化的安全生产技术
服务 ，提升企业安全生产管理水平 。同时 ， 政 府也可以组织 中介机构 的专业人员或者企业安全专家进行安全检查或诊断 ， 掌握企业安全管 理状况。
１ ．生产设备
１ ． Ｉ 、蓄热式燃气 加热 １ ． ２ 、电阻式加 热炉 １ ． ３ 、在线除气装置 １ ． ４ 、过滤装置 １ ． ５ 、连铸连轧生产线
２ ．工艺过程控制
２ ． Ｉ 化学成分 （ 质量分数 ） （ ％）
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科 学 论 坛
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定本单位安全 生产投入 的长远规划 和年度计划 ，要设立专 门的帐 户或 者科 目，专款专用 ，不得根据生产经 营的需要随意挪用安全生产投入 的资金 ，并且要定期 召开有关安全生产 的会议 ，听取有关职能部 门安 全生产工作 的汇报 ，对反映 的安全 问题认真组织 研究 ，制定切实可行 的安全措施 。 企业必须 为从业 人员提供符合国家标准或者行业标 准的劳动防护 用品 ，并监督教 育从 业人员 按照使用规则佩戴 、使用动 防护用 品。在 安全生产 中，生产设 备及其 体系的安全运转是十分重要 的。在工 伤事 故 中 ，因为设备本身不 安全 导致 的工伤事故不在少数 ，应定期对设备 的转动部分 、各种安全 装置进 行检修 。购买新设备时 ，必须 同时购买 与其配套的安全 防护装 置，必须对安全设备进行经常性维护 、保养 、 并定 期检测 ，保证正常运转 ，维护 、保养 、检测要做好记录 ，并 由有 关人员 签字。经常组织安全检查 ，对检查中发现的安全问题或者事故 隐患 ，指 定专人 负责 ，并在人 、财 、物上予以保证 ，及时消除事故隐
面。
２ ． ３ ． ２在线 过滤 过滤装置内部可安装 ４ ０ Ｐ Ｐ Ｉ 陶瓷过滤板 。 陶瓷过滤板要充 分预热。 Fra Baidu bibliotek若过 滤板 没有经过充分的预热 ， 会使熔 融金属 不能通 过过 滤板 ， 造成 生产 失败。
２ ． ４ 铸轧工艺过程控制 ２ ． ４ ． １ 合金浇铸 （ 进入结晶轮温度 ） 温度 浇铸温度直接影响到铸轧坯料的成型及 内部结 晶状况 。如果浇铸 温度 过高 ，金属进入到轧制 区时 ，熔体未完全凝 固，造成轧 机轧 制辊 粘铝 ，电工杆无法成型 ；同时会使锭坯 内部形成缩孔 ，且 晶粒粗大 ， 在后 续轧制及拉拔过程 中容易拉断 ，还将影响导线最终 的导 电性 能 ； 如果 浇铸温度过低 ，使锭坯变形抗力增加 ，造成轧机能耗增加或轧机 无法轧制锭坯， 致使轧机停止工作， 损伤设备。 在经过反复的试验后 ， 我们总结出：在冷却水温度、流量、压力不变的情况下，铸轧速度为
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Ⅶ
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浅谈 ６ ２ ０ １铝合金 电工圆铝杆 在连铸连轧设备生产中的工艺控制
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（ 河南中孚铝合金有限公司 河南
巩义 ４ ５ １ ２ ０ ０ ）
（ 六） ． 积极参加注册安 全工程师培训 ， 认 真开展 职业安全健康管 理体系认证 活动 企 业的安全工作要靠安 全技术人员去做一个企业的安全生产工作 开展得 怎么样 ，其安全如何 ，对 于危险源的控制如何 ，除了与企业 主 要负责直接相关 ，安全技术 管理人员首先要加强对安全生产 专业知识 的系统学 习。近期 ，国家安全生产监督管理局和人事部共同发文 ，开 始在我 国实行注册安全工程师制度 ，这一制度的实施无 疑将对 提高我 国安全技术人员的素质起到 巨大 的作用 。企业要积极组织安技人员参 加注册安全工程师的培训 、考核和注册工作。 随着全球经济迈向一体化 ，企业将越来越 多地参与 国际市场 的竞 争 ，要 自由地 国际贸易 ，就应遵守共同的 “ 游戏规则 ”与时俱进 。因 此， 企业应在包括 职业 安全健康在内的多方 面开展与 国际接轨的活动 ， 如果我们不积极开展 职业安会健 康工作 ，很多 国家和国际组织就把职 业 安全健康 和贸易挂 钩 ， 将会 以我们的产 品不符合安全生卫标准或 以 我们在 劳动者 的安全卫生方 面投入 少为由设置障碍 ，形成贸易壁垒 ， 从 而使我们失去参与 国际市场竞争 的机会 。 职业安全健康管理体系作为一种系统化 、程序化、同时具有 高度 自 我约束 、自我完善机制的现代安全管理方法和手段 ，其管理思想最 能体现 “ 预防为主 ，标本兼治” ，又具有可操作性和规 范性 的特点 ， 要求企业建立预防为主 ，持续改进的管理模式 ， 遵 守各项安全生产法