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，僅該日期對應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)余能資源評價方法GB/T1196重熔用鋁錠GB/T3190變形鋁及鋁合金化學成分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用能單位能源計量器具配備和管理通則GB/T17432變形鋁及鋁合金化學成分分析取樣方法GB24789用水單位水計量器具配備和管理通則GB/T27677鋁中間合金GB/T39091工業(yè)余熱梯級綜合利用導則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原鋁液貯運安全技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語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配料、熔化、精煉、細化等工序形成，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、除氣過濾裝置、連鑄連軋機、卷曲設備、軋機潤滑系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和剪切設備等裝置。4.1.2所有熱處理設備應配有符合工藝控制要求的溫度、時間控制裝置及記錄儀，記錄儀應能正確反映時間、溫度控制情況，澆鑄機、軋制機速度應可控，并可存儲數(shù)據(jù)以備查閱。4.1.3企業(yè)在生產(chǎn)過程中使用的設備宜符合節(jié)能、節(jié)水產(chǎn)品要求，用能設備宜優(yōu)先選用節(jié)能設備。4.2熔保爐應配有連續(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、氮氣或氯氣。4.3.3除氣裝置的氣體流量可根據(jù)工藝要求精準調(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除氣裝置應能有效防止鋁熔體氧化及吸氫。4.3.6除氣裝置應根據(jù)空置時間長短設定預熱曲線。4.4過濾裝置4.4.1過濾裝置的鋁熔體靜態(tài)溫升不宜小于30℃/h。4.4.2過濾裝置的鋁熔體靜態(tài)溫差宜小于40℃。4.4.3過濾裝置從室溫預熱到800℃的時間不宜大于5h。4.5連鑄連軋機4.5.1澆鑄機澆鑄機用于將熔融金屬轉(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點鐘至8點鐘方向采用四周冷卻方式，鋼帶覆蓋了一個大于180°的運行角度，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3由多個三輥或雙輥軋機機臺組成，通過一個交流單電機驅(qū)動，直接耦合至軋機變速器上。將坯料經(jīng)過多個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收線設備將軋機軋出的線坯繞成所需重量的線盤。4.7分析儀器和檢驗裝置根據(jù)檢驗項目不同分為日常檢驗用儀器、裝置和定期檢驗用儀器、裝置，具體如表1所示。表1分析儀器和檢驗裝置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)成分見附錄A。5.2原材料要求5.2.1電解原鋁液純度應不小于99.50%，其他雜質(zhì)化學成分及含量應符合表2的要求。表2電解原鋁液化學成分V 5.2.2電解鋁液溫度為750℃~900℃。重熔用鋁錠化學成分應符合GB/T1196的規(guī)定，重熔用精鋁錠化學成分應符合YS/T665的規(guī)定，主要原材料見附錄A中表A.1。5.2.3重熔鋁合金回爐料按質(zhì)量分為三級：——一級回爐料：化學成分合格的廢鑄件、澆道等；——二級回爐料：排溢系統(tǒng)，如渣包等；——三級回爐料：金屬屑、碎小廢料、坩堝底料及被污染的渣包等；——四級回爐料：化學成分不清晰的廢料。一級廢料可不限比例添加使用；二級廢料使用比例小于等于30%；三級廢料使用比例不宜超過10%。45.3輔料要求5.3.1根據(jù)產(chǎn)品牌號及生產(chǎn)工藝需要，為保證產(chǎn)品成分均勻、雜質(zhì)元素含量低，原鋁液中應配入一定數(shù)量的中間合金、凈化鋁溶體用溶劑，如細化劑、覆蓋劑和精煉劑等，見附錄A中表A.2。5.3.2添加的輔料不易蒸發(fā)、無腐蝕性、無毒性，便于貯存，應有明顯的標識，熔融態(tài)鋁中間合金化學成分應符合GB/T27677的規(guī)定，凈化鋁溶體用溶劑應符合YS/T491的規(guī)定，鋁及鋁合金成分添加劑應符合YS/T492的規(guī)定。5.3.3除氣介質(zhì)的使用應符合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，鼓勵企業(yè)優(yōu)先通過安裝光伏發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源利用設施或就近區(qū)域外購綠色電力等方式，以綠色電力直供的方式作為電力消費的首選途徑，提高企業(yè)可再生能源使用比例。6.1.2宜按照GB/T39091、GB/T1028等標準的要求，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余壓余熱等采取回收和再利用措施，加強能源梯級利用。6.1.3企業(yè)應按照GB17167和GB24789要求配備、使用和管理能源、水及其他資源的計量器具和裝置。6.1.4根據(jù)企業(yè)實際需求，宜部署園區(qū)級、企業(yè)級智慧化管理平臺，原則上應采用行業(yè)推薦的自動化、智能化設備和操作系統(tǒng)。6.1.5為保證生產(chǎn)過程可追溯，應保留各工序相應的生產(chǎn)記錄，安全生產(chǎn)過程應符合YS/T1016的規(guī)6.2生產(chǎn)工藝流程成品檢驗繞線、打捆軋制剪切過濾靜置及細化澆鑄精煉及成品檢驗繞線、打捆軋制剪切過濾靜置及細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)者應根據(jù)各自的設備狀況、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應的原輔材料，通過配料計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成分應符合GB/T3190的規(guī)定，牌號為8A07和8030的電工原鋁桿化學成分應符5合GB/T3954的規(guī)定。需方對化學成分有特殊要求時，由供需雙方約定。7.1.2對于從電解車間使用鋁液抬包運來的原鋁液，要確定其入鋁順序，進行排包作業(yè)，原鋁液的安全儲運應符合YS/T1184的要求。7.1.3加入電解鋁液前，應將工具上的殘余雜質(zhì)清除干凈，進行涂料防護處理。7.1.4熔煉之前應做好各項準備工作，包括烘爐、洗爐及清爐，煤氣爐或天燃氣爐應進行煙道清掃。7.1.5將所需熔煉爐、熔煉工具等使用前充分預熱。熔煉工具預熱溫度為500℃~600℃,保溫時間2h以上；熔煉爐預熱溫度為500℃~600℃,保溫時間2h以上。7.1.6裝料前，固體爐料的表面應先進行清潔、干燥前處理。7.1.7熔煉時，裝入爐料的順序應合理。根據(jù)熔煉爐容量，應先加入熔融態(tài)電解鋁液，并分批裝入一定量的固體爐料，固體爐料應先裝小塊或薄塊料，鋁錠和大塊料在中間，最后中間合金，進行均勻攪拌。7.1.8取樣前應充分攪拌后進行爐前快速分析，取樣溫度宜730℃~760℃?；瘜W成分分析取樣方法應符合GB/T17432的要求。7.1.9化學成分應符合相應產(chǎn)品標準要求，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，配料計算和核驗應防止混淆。7.1.11生產(chǎn)入料時應合理規(guī)劃每包原鋁液走向，以免混淆。7.2精煉及扒渣7.2.1使用氮氣或氬氣保持精煉罐干燥，將精煉劑裝在精煉罐內(nèi)，將通入氮氣和精煉劑的精煉管深入熔體按一定規(guī)則移動以保證精煉充分，調(diào)節(jié)氮氣壓力和精煉劑流量，精煉時間控制在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，用氮氣吹煉5min以上。7.2.3使用扒渣車或人工對熔體表面浮渣進行清理，將浮渣緩慢扒入渣箱內(nèi)，目測鋁液表面無浮渣。7.2.4使用取樣勺對鋁液進行二次取樣分析，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，將金屬熔體轉(zhuǎn)注到靜置爐，出爐后進行清爐。7.3靜置及細化7.3.1除氣處理后，對熔體進行過濾除渣處理，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)束的時間間隔不宜超過6h，其他除氣按YS/T601的規(guī)定執(zhí)行。7.3.3凈化除渣后，應進行熔體爐前檢驗，宜包括熔體溫度、化學成分、含氫量和含渣量檢測，檢驗要求應符合GB/T40809中熔體質(zhì)量爐前檢驗方法的規(guī)定。7.3.4熔體成分不合格時，應重新計算、補料、熔體處理、檢測，直至化學成分檢驗合格。氫含量和渣含量不合格時，應重新除氣、精煉，直至檢驗合格。7.4過濾宜采用陶瓷過濾板、氧化鋁過濾球或其他過濾裝置對熔體進行過濾操作，過濾前應預熱至300℃7.5澆鑄7.5.1澆鑄前應打磨結(jié)晶輪表面，除去油污、雜質(zhì)，鋼帶的接口宜磨平。7.5.2待鋁液達到規(guī)定靜置時間，鋁液溫度保持在730℃~760℃（溫度需要根據(jù)實際情況進行制定）時，打開爐眼，通過調(diào)節(jié)澆鑄溫度、澆鑄速度、冷卻水壓和溫度等設備參數(shù)使鋁液經(jīng)溜槽、過濾箱、除氣箱等設備進行澆鑄。7.5.3結(jié)晶輪的油棉紗定時加少量潤滑油以順利脫模。按照工藝要求調(diào)整澆鑄速度、冷卻水壓、水溫、6乳液冷卻與潤滑。7.6剪切入軋機的坯料不應有飛邊、毛刺、裂紋等缺陷，檢測合格后進行剪切作業(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）后進行軋制，應配備作業(yè)指導書或設備參數(shù)等相關記錄。7.8繞線、打捆7.8.1軋制出鋁線后，應保證繞線均勻、無扭結(jié)。7.8.2每盤鋁盤使用鋼帶或鋁線桿纏繞，以保證正常提吊和吊運，對電工圓鋁桿上下線頭封口打印，放至指定地點。7.9成品檢驗檢驗規(guī)則、試驗方法和檢驗結(jié)果的判定應符合GB/T3954的規(guī)定。7.10廢舊鋁材料的處理生產(chǎn)過程中