摘要：采用电解铝液生产电工圆铝杆是节约能源，降低生产成本的工艺技术，因电解铝液杂质含量高、含氢量高等缺陷，需在具体的生产过程中，采取有效的管理和控制措施，可确保直接用电解铝液生产电工圆铝杆的工艺符合要求。本文主要浅谈了如何更好的应用电解铝液来进行生产电工圆铝杆，提出了工艺要求和具体的工艺流程。
关键词：直接用电解铝液；电工圆铝杆；工艺
前言
目前，大部分企业在在应用电解铝液生产电工圆铝杆的过程中，还是频繁的发生质量问题，生产的方式还可继续改进，所以，明确直接用电解铝液生产电工圆铝杆的工艺流程，也是非常有必要的。
1直接用电解铝液生产应用现状
在电解铝厂铸造车间生产的产品中，以往大多数都为普通铝锭，近年来，各铝厂致力于改变传统作法，为适应市场需要，提高经济效益，生产的产品中除普通铝锭外，还有各种铝材生产所必须的坯料，如:合金圆锭、扁锭、线杆等。在电解铝厂用电解铝液直接生产铝材坯料是一种比较简便的方法，它能避免铝锭的二次重熔，节约能源，降低成本，因此有较高的社会效益和经济效益。但是由于电解铝液处于高度过热状态，势必对产品质量造成不良影响，是电解铝厂在生产铝材坯料时遇到的问题，如何对电解铝液进行必要的处理，选择什么样的炉型也是电解铝厂目前面临的需要解决的技术问题。
2电解铝液化学成分影响
铝液中的V、Cr、Ti多以离子状态存在，很难用一般方法除掉，因此在进料时要特别注意控制V、Cr、Ti含量，其总和应不超过0.02%。
Si、Fe是铝液中含量较多的元素，Si在铝中的溶解度比较小，如其含量过高(大于0.12%)就会以游离态存在。因其脆性使电工铝杆的脆性增大、铸条产生裂纹，导致生产困难和产品在进一步的拉丝过程中出现断线现象。
当Si含量大于Fe时，铝杆中的Si、Fe和Al生成复杂的β(A19Fe2Si2)相，属硬脆相，会使铝杆产生裂纹，降低抗拉强度和延伸率；当Si小于Fe时，产生α(Al3Fe3Si)相，该相虽同属硬脆相,但与β相相比,变形性能要好的多，因此生产中要求Si小于Fe。
Si、Fe含量的不同，对铝杆的抗拉强度有很大影响，为了满足用户对产品抗拉强度的不同要求，就要对铝液中的Si、Fe含量进行调整，一般将Fe含量控制在0.16-0.18%之间，Si含量控制在0.06-0.09%之间，Fe:Si控制在1.5-2.5之间，Fe含量决定铝杆的强度，要求抗拉强度低时取下限，要求抗拉强度高时取上限。
3杂质影响
电解铝液中含有杂质元素和非金属氧化物,其中杂质元素主要有K、Na、Si、Fe等,非金属杂质有Al2O3、H2等,Fe和Si是影响电工圆铝杆质量的主要杂质元素,其存在直接影响到材料的力学性能、加工使用性能等。不同的铝电解槽铝液成分波动大,而电工圆铝杆的成分要求比较严格,所以用电解铝液直接生产电工圆铝杆,电阻率常常偏高,抗拉强度较高。当Si含量大于Fe时,铝杆中的Si、Fe和Al生成复杂的β(Al9Fe2Si2)相,属脆硬相,会使铝杆产生裂纹,降低抗拉强度和伸长率;当Si小于Fe时,产生a(Ah2Fe3Si2)相,a相比β相变形性能要好的多,因此生产中要求Si小于Fe。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了满足用户对产品抗拉强度的不同要求,就要对铝液中的Si、Fe含量进行调整,一般将Fe含量控制在0.16%~0.30%之间,Si含量控制在0.06%~0.16%之间,Fe/Si要控制在1.5~2.5之间,Fe含量决定铝杆的强度,要求抗拉强度低时取下限,要求抗拉强度高时取上限。但铝液中太低的Si、Fe含量会使生产铝液成本升高,所以当铝液中Si、Fe含量较高时加入含硼变质剂使电工圆铝杆的导电性能提高。铝液中的杂质元素如V、Ti、Mn、Cr必须严格控制,否则对电工圆铝杆有很大的影响。
4直接用电解铝液生产电工圆铝杆的工艺措施
4.1铝导体中夹渣、气孔和缩孔的存在严重的割裂基体，不仅降低力学性能，而且减少了导体的有效通电面积，间接降低了电阻率和抗拉强度，所以应净化去除。常用的净化方法有熔剂(粉或饼)精炼法，单管喷吹气体(氮气、氩气、氯气或混合气)法，石墨转子旋转喷吹气体法，气体、熔剂联合喷吹法，过滤网、陶瓷过滤板、深床过滤法等复合净化工艺。实践证明，炉内精炼+单管吹惰性气体+在线石墨转子旋转喷吹惰性气体+泡沫陶瓷过滤板过滤综合净化处理工艺，对于电工圆铝杆生产是行之有效的，不仅可控制缺陷产生，还能防止其引起的电阻率偏高现象。
4.2优质铸坯料的获得是铝杆生产的关键环节，必须综合考虑各项因素，合理调配浇温、速度、冷却量等工艺参数，才可能获得晶粒均匀细小、无异常组织、无缩孔、无裂纹及表面缺陷的铸坯。在铝液铸造结晶过程中，如果结晶状况不好，造成晶粒粗大和不均匀，也是影响抗拉强度的原因之一，从金属学中知道，晶粒愈细、晶界愈多，材料的抗力指标愈高。所以，在铸造过程中，获得良好的结晶组织对提高抗拉强度是有益的。根据生产经验一般控制铸造工艺：铸造温度680-700℃，铸造速度13-15m/min，冷却水温度20-30℃，冷却水压力0.3MPa。
4.3轧制中控制入轧温度、轧制速度、乳化液温度、乳化液量调配、出轧速度等工艺参数，对铝杆的三项性能影响很大。轧制速度快，抗拉强度低，伸长率高；轧制速度应根据铝杆性能进行调节；轧制温度由锭坯进轧温度、轧制速度及乳化液温度所决定；乳化液温度应保持在一定范围内，因为温度过高，容易造成铝杆表面和轧辊工作表面粘结。合理匹配轧制工艺有着一定的意义，根据生产经验一般控制轧制工艺：进轧温度500-520℃，乳化液温度40-50℃，出线速度5-6 m/s，终轧温度一般控制在250-280℃。
5结束语
综上所述，电解铝液直接生产电工圆铝杆，需控制铝液的化学成分；调整合理的净化处理工艺，降低杂质的含量；严格控制电工圆铝杆坯料的铸造质量，消除部分杂质的影响；铝杆轧制时，合理控制轧制工艺。总之，做好直接用电解铝液生产电工圆铝杆的工艺研究，将能够提高工艺的水平及稳定产品质量。电解铝液的生产方法比较多，只有采取了科学有效的工艺流程及方法，才能够保证技术更加符合要求。
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论文作者:常征
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/12
标签：抗拉强度论文; 含量论文; 电工论文; 工艺论文; 电解铝论文; 杂质论文; 坯料论文; 《基层建设》2017年第8期论文;