（青海橋頭鋁電股份有限公司，青海 西寧 810100）

0 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高以及鋁合金加工技術(shù)的進(jìn)步，鋁合金箔材的應(yīng)用范圍及用量也越來(lái)越大，因而對(duì)鋁箔材質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。目前，用來(lái)加工生產(chǎn)鋁箔的鋁合金通常是1 系、3 系和8 系，其中，用量最大的是1 系鋁合金。1 系鋁合金又稱為工業(yè)純鋁。

鋁箔坯料的生產(chǎn)方式有兩種，一種是將各種工業(yè)純鋁熔鑄成扁錠，然后通過(guò)均勻化處理、銑面、加熱、熱軋開坯、冷軋、中間退火、箔軋以及終退等工序加工成所需規(guī)格的鋁箔材；另一種是通過(guò)鑄軋方法，先將工業(yè)純鋁加工成6～8 mm 厚度的鑄軋板，然后在通過(guò)冷軋、中間退火、箔軋以及終退等工序加工成所需規(guī)格的鋁箔材。無(wú)論采用哪一種方式加工，鋁合金的熔鑄質(zhì)量對(duì)于最終箔材質(zhì)量都是非常重要的。本文將對(duì)1 系鋁合金熔鑄工藝過(guò)程進(jìn)行分析和討論。

1 1 系鋁合金的化學(xué)成分、相組成及熔鑄工藝特點(diǎn)

1.1 1 系鋁合金的化學(xué)成分

常見(jiàn)1 系鋁合金的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

由表1 可以看出，工業(yè)純鋁中以Si、Fe 為主要合金元素，除1100 和1A20 合金有意添加Cu 元素或Cu、Mn 元素外，其余元素均可以認(rèn)為是以雜質(zhì)形式存在于其中。

1.2 1 系鋁合金的相組成

根據(jù)合金元素含量的不同，通常工業(yè)純鋁中的主要相為：α(Al)、α+FeAl3、Al12Fe3Si 和α+Al12Fe3Si[1]。此外，在熔體含有一定量Cu、Mn 的情況下，還可能出現(xiàn)CuAl2和FeMnAl6相[2]。當(dāng)合金中的Fe、Si 相對(duì)含量即ω(Fe)/ω(Si)比值控制不當(dāng)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)β-Fe 相(Fe2Si2Al9)。

1.3 1 系鋁合金的熔鑄工藝特點(diǎn)

1)1 系鋁合金鑄錠或鑄軋板主要用于生產(chǎn)鋁箔材料，其加工成品的厚度非常薄(目前已經(jīng)達(dá)到0.005 5～0.006 5 mm)。只有當(dāng)熔體中的氫含量及夾雜物含量足夠低時(shí)才可以實(shí)現(xiàn)，即熔體要具有很高的潔凈度。

2)由表1 可以看出，1 系鋁箔用鋁合金鑄錠或鑄軋板中的Ti 含量很低，通常為0.03%，最高只有0.05%，最低僅為0.01%。因此，在熔鑄過(guò)程中，要想通過(guò)向熔體中添加Al-5Ti-1B 晶粒細(xì)化劑的方法來(lái)獲得細(xì)小的等軸晶粒，難度相當(dāng)大，形成粗大晶粒的可能性比較高，熔鑄產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋、疏松缺陷的可能性大。此外，合金組織中存在FeAl3、α-Fe 相、β-Fe 相以及FeMnAl6相等金屬間化合物。它們很硬，而且具有很大的脆性，且形貌多為針狀或板條狀，在其尖角處應(yīng)力容易集中，從而導(dǎo)致鑄錠或鑄軋板開裂；在軋制過(guò)程中，也會(huì)由于它們的存在而導(dǎo)致箔材產(chǎn)品的針孔和裂紋缺陷增多。

2 1 系鋁合金熔鑄工藝過(guò)程控制

2.1 爐料質(zhì)量控制

由于1 系鋁合金主要用于加工生產(chǎn)鋁箔，對(duì)爐料的質(zhì)量要求比較高。主要從以下幾個(gè)方面控制爐料質(zhì)量：

2.1.1 電解鋁液的質(zhì)量控制

在使用電解鋁液直接配料生產(chǎn)1 系鋁合金鋁箔坯料的短流程工藝中，電解鋁液的添加量通常為爐料總量的60%～70%。因此，電解鋁液的質(zhì)量對(duì)于高品質(zhì)鋁箔坯料的生產(chǎn)非常重要。當(dāng)所生產(chǎn)坯料的化學(xué)成分(主要是Fe、Si 含量)確定之后，由電解槽向真空抬包中抽取電解鋁液時(shí)，應(yīng)根據(jù)每個(gè)電解槽中電解鋁液的預(yù)分析結(jié)果，選擇性地抽取鋁液。基本原則是：電解鋁液中的Fe、Si 含量應(yīng)比鋁箔坯料所要求的Fe、Si 含量低一些。因?yàn)橐坏╇娊怃X液中的Fe、Si 含量高于所生產(chǎn)鋁箔坯料中的Fe、Si 含量，在配料和熔煉過(guò)程中，熔體中的Fe、Si 含量將不好控制，甚至必須采取沖淡措施。沖淡措施涉及的不僅是Fe、Si 含量，合金中的所有元素含量都必須考慮，這將會(huì)使熔煉變得非常復(fù)雜。而采用Fe、Si 含量較低的電解鋁液時(shí)，如果合金熔體中的Fe、Si 含量低于坯料成分規(guī)定的Fe、Si 含量，可以根據(jù)爐前化學(xué)成分分析結(jié)果，通過(guò)向熔體中添加Fe 劑和Si劑，實(shí)現(xiàn)Fe、Si 含量的準(zhǔn)確控制。

此外，電解鋁液具有雜質(zhì)含量(如Fe、Si、Na 和各種非金屬夾雜物)高和氫含量高的特點(diǎn)[3]，也就是說(shuō)，電解鋁液非常“臟”。對(duì)于外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋁箔坯料來(lái)說(shuō)，直接將很臟的電解鋁液注入熔煉爐進(jìn)行配料生產(chǎn)鑄錠或鑄軋板，很難保證所生產(chǎn)坯料的質(zhì)量。因此，在電解鋁液入爐前，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。通過(guò)預(yù)處理，將電解鋁液中的各種非金屬夾雜物、溶解氫和Na、K、Li、Ca 等堿金屬除去。電解鋁液預(yù)處理所使用的精煉劑為無(wú)水氟化鋁(AlF3)，使用的精煉氣體為高純氬氣[4]。

2.1.2 電解鋁液入爐方式控制

如何將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的電解鋁液轉(zhuǎn)入熔煉爐，即電解鋁液的轉(zhuǎn)注方式對(duì)于有效減少合金熔體中夾雜物(主要是Al2O3)含量和氫含量以及改善熔體質(zhì)量很重要。常用的“小瀑布”轉(zhuǎn)注方式不僅在轉(zhuǎn)注過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的Al2O3夾雜物，而且會(huì)將大量氫卷入熔體中。因此，在鋁箔坯料熔鑄生產(chǎn)中，理想的電解鋁液轉(zhuǎn)注方式應(yīng)該是采用虹吸管裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)注[5]。采用這種方式，在轉(zhuǎn)注過(guò)程中，電解鋁液將會(huì)在熔池內(nèi)鋁液的次表層下流動(dòng)，避免電解鋁液與熔池底部及熔體表面發(fā)生強(qiáng)烈碰撞而造成鋁液氧化和強(qiáng)烈吸氫。

2.1.3 固體爐料的質(zhì)量控制

固體爐料主要包括重熔鋁錠和回爐料。在鋁箔坯料熔鑄過(guò)程中添加固體爐料，不僅可以使高溫電解鋁液降溫，而且還可以增加合金熔體中非自發(fā)晶核數(shù)量，有利于合金坯料獲得細(xì)小的等軸晶粒。

固體爐料的質(zhì)量控制應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：1)固體爐料存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)用篷布遮蓋，避免爐料長(zhǎng)期暴露于空氣中產(chǎn)生比較厚的氧化層并吸附較多的水分，減少粉塵對(duì)爐料的污染，因?yàn)榉蹓m通常含有較多的SiO2，而SiO2進(jìn)入熔體中，勢(shì)必會(huì)造成熔體中Si含量增加，不利于熔體化學(xué)成分的準(zhǔn)確控制；2)在配料時(shí)，應(yīng)控制帶氣孔、疏松、裂紋以及含粗晶組織(包括粗大晶粒、羽毛晶和光亮晶)爐料的添加量，因?yàn)殇X合金爐料具有純度遺傳和組織遺傳效應(yīng)[6]。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，為減少熔鑄產(chǎn)品中氣孔、疏松、裂紋及粗晶組織出現(xiàn)的幾率，工藝廢料添加量應(yīng)控制為爐料總量的15%～20%[7]。此外，在鋁箔坯料熔鑄生產(chǎn)中，應(yīng)盡量避免使用輕薄料，因?yàn)檩p薄爐料具有較大的比表面積，在熔煉過(guò)程中很容易被氧化造渣，使溶蝕中夾雜物含量上升。

2.2 化學(xué)成分控制

化學(xué)成分控制對(duì)于高品質(zhì)1 系鋁箔坯料的熔鑄十分關(guān)鍵。1 系鋁箔坯料的化學(xué)成分控制主要是合金熔體中Fe、Si 含量控制。合適的Fe、Si 含量及Fe、Si 相對(duì)含量對(duì)于優(yōu)化合金組織中金屬間化合物的組成、改善鑄造性能、降低鋁箔坯料的裂紋和疏松傾向非常關(guān)鍵。通常，應(yīng)控制ω(Fe)＞ω(Si)，且ω(Fe)/ω(Si)＞1，才能避免在合金凝固過(guò)程中生成有害作用更大的β-Fe 相(Fe2Si2Al9)，而變?yōu)樯捎泻ψ饔幂^小的α-Fe 相(Al12Fe3Si)[1-2，8-9]。β-Fe 相在鋁合金中呈粗大針片狀，在凝固過(guò)程中可以長(zhǎng)得很長(zhǎng)，具有很大的脆性，對(duì)鋁基體有嚴(yán)重的割裂作用，是鑄造和后續(xù)壓力加工過(guò)程中的裂紋源。它們的存在會(huì)迅速降低鋁合金的塑性和強(qiáng)度。此外，粗大針片狀β-Fe 相在凝固過(guò)程中會(huì)堵塞枝晶間的補(bǔ)縮通道，從而導(dǎo)致鋁合金組織產(chǎn)生顯微疏松缺陷，并在后續(xù)壓力加工過(guò)程中造成箔材針孔、裂紋甚至斷裂缺陷的增加[9-10]。因此，通過(guò)控制Fe、Si 含量及ω(Fe)/ω(Si)比值改變合金中的相組成，以達(dá)到減少有害相的產(chǎn)生，是高品質(zhì)箔材坯料生產(chǎn)的有效工藝途徑。

2.3 熔煉及精煉工藝控制

由于鋁箔坯料質(zhì)量要求比較高，合金熔煉極為重要。熔煉工藝對(duì)合金熔體質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在熔煉工具處理、熔煉溫度和熔煉時(shí)間控制、攪拌方式選擇、爐內(nèi)停留時(shí)間和爐內(nèi)精煉控制等方面。

2.3.1 熔煉工具處理

2.3.1.1 鐵質(zhì)工具的處理

鋁合金熔煉過(guò)程中會(huì)使用到一些鋼質(zhì)工具，如渣鏟、扒渣工具、精煉管等。由于鋼質(zhì)工具在鋁合金熔體中的腐蝕溶解速度很快，這些工具在使用過(guò)程中會(huì)造成鋁合金熔體的鐵含量增加，影響箔材坯料的化學(xué)成分準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響鋁制品的性能。因此，在使用這些工具前，應(yīng)認(rèn)真清理其表面(必要時(shí)用砂布打磨)，然后用鈦白粉(主要成分TiO2)或氮化硼涂料對(duì)其表面進(jìn)行涂刷，并進(jìn)行干燥處理。

2.3.1.2 耐火材料表面處理

鋁合金熔煉過(guò)程中，鋁合金熔體通過(guò)溜槽由熔煉爐進(jìn)入保溫爐，然后進(jìn)入在線除氣箱和在線過(guò)濾箱，最后經(jīng)過(guò)澆注溜槽進(jìn)入結(jié)晶器。而這些溜槽和箱體內(nèi)襯通常都采用Al2O3-SiO2系耐火材料砌筑而成。由于機(jī)械碰撞和鋁熔體的沖刷，這些耐火內(nèi)襯在使用一段時(shí)間后，都會(huì)出現(xiàn)不同程度的破損。如果不及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)處理，必然會(huì)對(duì)鋁熔體產(chǎn)生SiO2污染，不僅導(dǎo)致熔體中夾雜物含量增加，而且會(huì)導(dǎo)致熔體硅含量增加，影響鋁箔坯料的冶金質(zhì)量。因此，在使用這些溜槽和箱體前，應(yīng)對(duì)耐火內(nèi)襯破損處進(jìn)行修補(bǔ)和打磨，然后用鈦白粉(主要成分TiO2)或氮化硼涂料對(duì)其表面進(jìn)行涂刷，并進(jìn)行干燥處理。

2.3.2 熔煉溫度與熔煉時(shí)間控制

在1 系鋁合金(工業(yè)純鋁)熔煉中，熔煉溫度很重要。如果熔煉溫度低，熔煉速度就慢，鋁合金在爐內(nèi)的停留時(shí)間就長(zhǎng)，不僅會(huì)影響熔鑄工序生產(chǎn)率，而且會(huì)造成熔鑄產(chǎn)品出現(xiàn)粗晶缺陷，同時(shí)還會(huì)增加熔體吸氣的幾率；如果熔體溫度過(guò)高，雖然能加快熔化速度，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致熔體的燒損程度加重，造成熔體中氧化夾雜物含量和氫含量增加，還會(huì)增加粗大晶粒出現(xiàn)的幾率。1 系鋁合金熔煉時(shí)，理想的熔煉溫度是在鋁合金液相線溫度的基礎(chǔ)上增加50～100 ℃，通常控制其熔煉溫度在700～750 ℃[11]。熔化完成后，為避免因熔體過(guò)熱而造成晶粒粗大現(xiàn)象發(fā)生，熔體在爐內(nèi)的停留時(shí)間最好不要超過(guò)2 h[1]。

2.3.3 熔體攪拌方式選擇

鋁合金熔煉過(guò)程中的熔體攪拌可分為人工攪拌、機(jī)械攪拌和電磁攪拌三種方式。

2.3.3.1 人工攪拌

人工攪拌是依靠操作人員手持鋼制攪拌工具對(duì)熔池內(nèi)的鋁熔體進(jìn)行攪拌。由于這種攪拌方式對(duì)操作人員的身體健康傷害較大，攪拌時(shí)間長(zhǎng)，攪拌過(guò)程中熔體表面的氧化膜遭到破壞，且不能保證攪拌后熔體化學(xué)成分和溫度的均勻性，熔體中的氧化夾雜物含量和氫含量也會(huì)增加，并且由于攪拌工具為鐵質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間在鋁熔體中游弋，還會(huì)造成鋁熔體的鐵含量小幅增加。因此，目前除個(gè)別小型熔鑄廠外，這種攪拌方式已經(jīng)被淘汰。

2.3.3.2 機(jī)械攪拌

機(jī)械攪拌是利用扒渣車前端的扒渣板在熔體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攪拌。采用這種攪拌方式時(shí)，雖然攪拌效果(熔體溫度與化學(xué)成分的均勻性)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于人工攪拌，但由于扒渣板的面積比較大，即使以很慢的速度進(jìn)行攪拌，也很有可能造成熔池內(nèi)鋁熔體的強(qiáng)烈翻騰，導(dǎo)致熔體中氧化膜遭到破壞、氫含量劇增，同時(shí)，因機(jī)械攪拌而產(chǎn)生的鐵含量增加也比人工攪拌大得多。

2.3.3.3 電磁攪拌

電磁攪拌是一種新興的鋁熔體攪拌技術(shù)，通過(guò)安裝在熔煉爐底部的電磁攪拌器對(duì)熔體進(jìn)行非接觸式攪拌。通過(guò)調(diào)整電流強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)電磁攪拌力的強(qiáng)度，可以將因攪拌引起的熔體翻騰波峰高度控制在6 mm 以內(nèi)，整個(gè)攪拌過(guò)程中熔體表面的氧化膜不會(huì)遭到破壞，因此，不會(huì)造成熔體中夾雜物含量和氫含量增加。電磁攪拌可以在較短的時(shí)間(15 min)內(nèi)實(shí)現(xiàn)熔體化學(xué)成分和溫度的均勻性(熔體表面和底部的最大溫差不超過(guò)5 ℃，各部位合金元素濃度偏差不超過(guò)10%)，并且由于電磁攪拌是非接觸式攪拌，攪拌過(guò)程不會(huì)造成熔體鐵含量增加從而影響熔體化學(xué)成分的穩(wěn)定性[12-16]。因此，電磁攪拌是1 系鋁合金熔體的首選攪拌方式。

2.3.4 熔煉爐內(nèi)熔體預(yù)精煉工藝控制

為了將“干凈”的1 系鋁熔體轉(zhuǎn)注進(jìn)入保溫爐，在爐料熔化并達(dá)到735 ℃后，在熔煉爐內(nèi)對(duì)熔體進(jìn)行預(yù)精煉。具體方法是，將提前用四氯化碳(CCl4)溶液浸泡過(guò)的耐火磚(通常為8 塊)放置于熔煉爐熔池底部的不同位置，利用CCl4分解產(chǎn)生的Cl2與熔體中的堿金屬元素和溶解氫發(fā)生反應(yīng)，生成堿金屬氯化物和HCl 氣體，從而達(dá)到除堿和除氫的目的。

與此同時(shí)，Cl2還與金屬鋁發(fā)生反應(yīng)生成不溶解于鋁液的氯化鋁氣體。

熔體中未參與反應(yīng)的Cl2和反應(yīng)生成的HCl、AlCl3以氣泡形式存在于鋁液中，并隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上浮。在上浮過(guò)程中，溶解氫進(jìn)入氣泡，而熔體中的夾雜物則吸附于氣泡表面，隨氣泡上浮至熔體表面而除去。當(dāng)熔池底部的精煉磚不再有氣泡冒出時(shí)，就表明預(yù)精煉過(guò)程完成。此后，對(duì)鋁熔體進(jìn)行約10 min 的靜置處理，然后扒渣、分析成分并轉(zhuǎn)爐。

2.3.5 保溫爐內(nèi)熔體精煉

2.3.5.1 爐底透氣磚精煉

熔體轉(zhuǎn)入保溫爐并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)溫處理(溫度不低于735 ℃)后，將高純氬氣由爐底透氣磚通入鋁液中，利用高純氬氣氣泡的吸附作用和分壓差原理對(duì)熔體進(jìn)行除氫和除渣處理。

2.3.5.2 載氬噴粉精煉

在進(jìn)行爐底透氣磚精煉的同時(shí)，以高純氬氣為載體將粉狀無(wú)鈉精煉劑噴入熔體中，利用精煉管在鋁液中的移動(dòng)將精煉劑均勻噴灑在熔體中。噴粉精煉溫度不低于735 ℃，精煉時(shí)間不少于15 min。精煉后，靜置、扒渣并用無(wú)鈉覆蓋劑對(duì)熔體進(jìn)行保護(hù)。

2.3.5.3 靜置時(shí)間控制

通常，合金熔體精煉完成后，除氫效果和除渣效果并不是立即就能達(dá)到最好，熔體中的氫含量和渣含量逐漸降低，需要靜置一定時(shí)間才能使熔體中的氧化夾雜物上浮至液面。靜置時(shí)間設(shè)定既要能夠保證熔體質(zhì)量，又要能夠提高熔鑄生產(chǎn)效率。靜置時(shí)間過(guò)短，不利于精煉后熔體的澄清；而靜止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則除了對(duì)熔鑄生產(chǎn)效率產(chǎn)生不利影響外，還會(huì)造成熔體的再吸氫和再氧化，使熔體中的氫含量和氧化夾雜物含量上升，導(dǎo)致熔體質(zhì)量惡化，無(wú)形中增加了生產(chǎn)線上在線凈化裝置的負(fù)擔(dān)。

張忠華等人[17]的試驗(yàn)表明，熔體凈化后，如果不立即扒去鋁液表面浮渣，需要的靜置時(shí)間就相對(duì)較長(zhǎng)，一般為10～12 min；如果精煉后立即扒去鋁液表面的浮渣，最佳靜置時(shí)間相對(duì)較短，一般只需要5～6 min 即可進(jìn)行鑄造。然而，丁華國(guó)[18]認(rèn)為，經(jīng)過(guò)靜置爐內(nèi)精煉后，鋁熔體的靜置時(shí)間與氫含量的關(guān)系表現(xiàn)為：一開始?xì)浜肯陆担o置約2 h 后，鋁熔體又開始吸氫。一般情況下，從鑄造開始到結(jié)束，鋁熔體在靜置爐內(nèi)的停留時(shí)間都會(huì)超過(guò)2 h，特別是采用鑄軋法生產(chǎn)鋁箔鑄軋坯料時(shí)，其停留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2 h。因此，即使取消靜置時(shí)間，熔體在靜置爐內(nèi)的停留時(shí)間也會(huì)接近或超過(guò)2 h。而在靜置期間，熔體溫度通常為700～730 ℃，在高溫下延長(zhǎng)熔體的爐內(nèi)停留時(shí)間，實(shí)質(zhì)上會(huì)消耗能源和加重金屬燒損程度，增加熔體的氧化和吸氫量。因此，不應(yīng)該取消靜置時(shí)間，但在生產(chǎn)安排許可的情況下，可以將靜置時(shí)間壓縮至10 min 以內(nèi)。

2.4 在線處理工藝控制

2.4.1 在線添加晶粒細(xì)化劑

由于1 系鋁箔坯料中的Ti 含量很低(通常為0.03%～0.05%，最低的僅為0.01%)，必須嚴(yán)格控制晶粒細(xì)化劑的加入量。同時(shí)，因?yàn)楣に噺U料中也含有一定的Ti，回爐料的加入量也必須控制，否則會(huì)造成Ti 含量超標(biāo)。如果能夠?qū)⑸a(chǎn)工序組織緊湊，使熔煉至鑄造(鑄軋)結(jié)束的總時(shí)間不超過(guò)2 h，那么可以通過(guò)在保溫爐內(nèi)添加Al-4Ti 或金屬鈦劑對(duì)熔體進(jìn)行晶粒細(xì)化處理。然而，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，要在2 h 內(nèi)完成整個(gè)熔鑄生產(chǎn)是不可能的，因此，在保溫爐內(nèi)添加晶粒細(xì)化劑的方法不可行，否則會(huì)因?yàn)槿垠w保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成晶粒細(xì)化效果衰退，導(dǎo)致鋁箔坯料出現(xiàn)粗大晶粒組織。

理想的晶粒細(xì)化劑添加方法是，在放流鑄造(鑄軋)開始后，在線除氣裝置入口處，用喂絲機(jī)逆流將高品質(zhì)Al-5Ti-1B 細(xì)化劑添加到溜槽中，控制添加溫度為730～740 ℃，便可獲得令人滿意的晶粒細(xì)化效果。

2.4.2 在線除氣

目前，在鋁合金熔鑄生產(chǎn)中普遍采用封閉式在線除氣裝置。將高純氬氣通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸孔通入鋁熔體中，石墨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將氬氣打碎成大量細(xì)小的氣泡，使其彌散分布于熔體中，然后利用分壓差原理使熔體中的氫進(jìn)入氣泡，而懸浮于熔體中的氧化夾雜物則在物理吸附原理作用下吸附于氣泡表面，最后通過(guò)氣泡上浮將氫和夾雜物帶至熔體表面而除去，從而達(dá)到在線凈化熔體的目的。通常，在線除氣的工藝參數(shù)為：氬氣純度＞99.996%，氬氣流量為1.5～2 m3/h，工作壓力為0.15 MPa，石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為340 r/min。

2.4.3 在線除渣

在線除渣是鋁箔坯料熔鑄生產(chǎn)中的最后一道熔體凈化工序，對(duì)于鋁箔坯料的內(nèi)在質(zhì)量有非常重要的影響。根據(jù)鋁箔制品的質(zhì)量要求，采用30ppi/50ppi 或40ppi/60ppi 的雙級(jí)過(guò)濾陶瓷泡沫過(guò)濾板孔目搭配，可獲得較為理想的熔體過(guò)濾效果。

2.5 鑄造/鑄軋工藝控制

鑄造工藝參數(shù)對(duì)1 系鋁合金鑄錠質(zhì)量的影響很大，其核心是在熔體成分和工藝裝備確定的條件下，通過(guò)合理搭配鑄造溫度、鑄造速度和冷卻強(qiáng)度，生產(chǎn)出表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的鑄錠。鑄造工藝裝備不同，鑄造工藝參數(shù)存在較大的差異。對(duì)于1 系鋁箔坯料生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，由于熔體中的細(xì)化劑元素的Ti 含量很低，僅僅依靠微量Ti 的添加，要想獲得具有細(xì)小等軸晶組織的鋁箔坯料非常困難，因此，在鑄造(鑄軋)時(shí)，應(yīng)采用較大的冷卻強(qiáng)度。

對(duì)于鋁箔用1 系鋁合金鑄軋坯料來(lái)說(shuō)，鑄造工藝參數(shù)控制相對(duì)于鑄錠生產(chǎn)要復(fù)雜得多。1 系鑄軋板的鑄造工藝參數(shù)包括鑄軋區(qū)長(zhǎng)度、鑄軋溫度、前箱液面高度、冷卻條件、鑄軋速度、軋制力以及鑄嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)等[19]。除了表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量外，鋁箔用1 系鑄軋板還有一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)，即板形控制。板形控制是指鑄軋坯料橫向各部位是否產(chǎn)生波浪和瓢曲，對(duì)鋁箔的針孔和斷帶等缺陷的影響很大。

因此，應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行工藝參數(shù)控制[20]：1)控制前箱液面高度在40±0.5 mm；2)控制前箱鋁液溫度(即澆注溫度或鑄軋溫度)在695～700 ℃；3)為確保鑄嘴內(nèi)部化學(xué)成分、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均勻分布，采用三級(jí)分配的鑄嘴結(jié)構(gòu)；4)控制鑄軋區(qū)長(zhǎng)度在55～60 mm；5)控制嘴輥間隙在0.45～0.50 mm；6)確保軋輥冷卻強(qiáng)度不小于0.25 MPa；7)在冷卻強(qiáng)度一定的情況下，將鑄軋速度控制得相對(duì)低一些(1 000～1 050 mm/min)。

3 結(jié)束語(yǔ)

1 系鋁合金是變形鋁合金中最為常見(jiàn)的一個(gè)合金系列。從表面上看，由于其所含的元素以Fe 和Si為主，熔鑄工藝控制似乎比較簡(jiǎn)單，但是由于Fe、Si含量以及Fe、Si 相對(duì)含量(即鐵硅比)對(duì)鋁合金凝固過(guò)程中形成的第二相化合物的類型、形貌影響很大，而第二相化合物的類型、形貌會(huì)嚴(yán)重影響合金的鑄造性能以及裂紋和疏松等缺陷的產(chǎn)生，進(jìn)而影響鋁箔軋制過(guò)程中的針孔、裂紋、斷帶等。因此，必須了解和掌握1 系合金的特性和熔鑄工藝特點(diǎn)，通過(guò)有機(jī)結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝和人員操作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行準(zhǔn)確的1 系鋁合金熔鑄工藝過(guò)程控制，才能生產(chǎn)出高品質(zhì)的1 系箔用鋁合金扁錠和鑄軋板。