广西百金铝业有限公司 530045
摘要：本文通过对电解铝厂生产的铝母线在铸造过程中存在的缺陷以及缺陷成因做了简明剖析，并对铝母线在加工过程中如何保证质量进行更一步的研究讨论，进而使铝母线在半成品安装上的合格率得到有效提高，将铝母线的安装质量从最开始就的到保障。
关键词：铝母线；产品检测；标准；
电解生产的电力输送主要就是依靠铝母线来完成的，铝母线的质量对电解铝的能耗和生产效益起到直接的影响作用。生产铝母线时如直接使用电解铝液，相较重熔铝液，其氧化后杂质较多、氢含量偏高，这在铸造时容易出现各种各样的缺点。为了保证铝母线生产时能够达到质量标准，对铝母线产品在生产时的检测标准进行深入的研究与探讨，是有着十分的必要性及一定意义的。
1铝母线的铸造缺陷及成因
1.1铝母线内部夹杂物
铝液中夹杂着一部分杂质，这些杂质是由于铝从电解槽出来时所带入的一些电解质、炉衬被腐蚀的杂质、及一些其他原料在管理时没有正确保管使其混入混料、配料及补料从而产生杂质，还有就是当液态铝接触到氧和水蒸气时就会产生化学变化，这些杂质的产生在铝母线铸造时留存在铝母线中，从而影响产品质量。
1.2 铝母线内部气孔
在熔化的电解铝中所含有的主要气体H2、O2、CO、N2等，占85%[2]以上的是H2。电解铝在生产时主要产生氢，再有就是铝液将空气中的水分吸收进去、还有对铝液使用未经干燥的工具，再有就是在对铝液进行浇筑时，浇筑流量掌握不好使气体卷入，导致铝母线出现气孔，质量不达标。
1.3裂纹
在生产铝母线的过程中，铝液的成分不是铝母线生成时产生裂纹的主要原因，裂纹的形成有一大部分原因是由铸造速度和冷却速度等工艺参数决定的。当铝液中Fe、Si的含量超过一定数值后，并且含Si量大于含Fe量时，就会产生低熔点物质，这些物质的存在容易导致裂纹出现；并且，过高的铸造速度会导致结晶器内的液穴加深，从而升高铝母线中心的温度，铝母线外围凝固成型后，轴向内部中心位置还处于高温状态，慢慢冷却后由于热胀冷缩原理发生收缩，而外围早于内部已形成坚硬外壳，造成内部中心收缩受阻，由于这种原因导致中心产生长度5～ 10 mm，呈“﹞”形、呈“Y”形裂纹，裂纹有时会在整根母线上全部产生，如裂纹过多影响使用，就需暂停生产，调整工序。
1.4表面冷隔、拉痕或拉裂
在铸造所需温度与冷却需要温度固定的条件下，对于铸坯速度与有效冷却宽度的合理设置，就可以使做出的铝母线表面光滑不会有裂纹出现。冷却宽度值偏大，就会导致偏析瘤或间有拉痕出现；冷却宽度值偏如果偏小，则会出现冷隔，严重情况下还有可能出现拉裂等缺陷。对于冷却宽度的选择，已经确定的铸速，并且冷却水温固定、其他条件无更改的前提下，铝母线表面光滑又不会有裂纹出现是可以保证的。如作为冷却用的水压偏高，就会使冷隔出现在铝母线的表面，严重情况下出现拉裂，冷却时间过长就会导致析瘤和拉痕产生还有可能出现漏铝。如铸造时使用的温度偏低，同样会导致出现冷隔，而铸造的温度如果偏高又会粗化铝母线内部晶粒。
1.5其他缺陷
对母线生产的流程中，由于未将结晶器及导流板的下沿与铸造机底座保持在同一水平线上，或者铸造及在传送时 发生异常反应，这些原因会使铝母线在生产过程中出现弯曲或是形成水波纹样铝母线。结晶器表面是否光滑，导流板表面光滑程度，均会对母线表面造成影响。
2取样
（1）取样并做标记（编号）。根据生产时间等各方面因素对样品按7位数字码编码，编码顺序为炉号、生产日期、班次、样品数量四部分依次组成。以1号炉为例6月12日白班（班次：夜班1：白班2：中班3）；生产那么编号为106122-1；杠后为检验样品编码，样品编码根据送检时间依次编写。对于样锭上的砸号也须按标准砸样：在样锭端面依次砸入炉号、生产日期、班次、样品数量编号，砸号应清晰可见；所砸数字大小工整排列有序，间隔相同。
（2）取样分类：取样后可将样品分为分析样品及预分析样品两类。
（3）样品采集处：样品的采集点为混合炉炉膛也可在混合炉出铝口溜槽处进行采样。在混合炉中取样时应根据炉内的铝液总量平均分为三个点，每个点取预分析样品一份。至于出铝口溜槽处取样需在溜槽拐角处提取分析样品。
（4）取样间隔时间与取样量。在混合炉中取预分析样品时，首先按铝液入炉配铝情况提取样品，根据炉内情况将铝液平均分为三个点，每个点均取样品一份；在炉口溜槽处取分析样品时，根据铝的出炉情况每间隔30分钟提取一次样品，样品的编号根据顺序增加。
3铝母线质量检验
（1）铸造铝母线时，应保证表面的光滑度，铝母线表面不应该有夹渣、气孔、粗大铸瘤这些缺陷存在。如偶有瑕疵也应在规定范围内：铸造垂直于铝母线输送电流方向与冷隔深度应为＜1.5mm，冷隔长度应＜300mm。应允许修补棱角部分的冷隔，可修补的深度在＜2mm范围内。裂纹应为平行于铝母线输送电流方向，＜3mm，＜1mm这是裂纹的允许深度与宽度；裂纹不可过长如＞300mm则不符合规定：如铝母线长度≤500mm，裂纹可累计的长度为＜600mm；如铝母线长度＞5000mm，这时裂纹的累计长度应是不达到铝母线的10%，并≤1200mm；
（2）铝母线的在制造过程中应全程保证组织细密、分布均匀、无气孔及夹渣物存在、裂纹少或无裂纹。国家现行标准《铝线锭》（ＧB1197）中1—4级中有对晶粒度的规定。
（3）对铝母线进行切片检查晶粒度时，应在以下范围内：相同的熔炼号的铝母线为一批，每一批次的切片最少1个；应从铝母线端部进行切片，切片厚为30mm；如所取切片检验时未达到标准，应再次在同一铝母线任意一端取1520mm厚切片进行二次复检，如复检仍不符合标准，该批次铝母线定为不合格产品。
（4）根据下列规定制定铝母线的尺寸以及铝母线形状：铝母线偏差范围在-2-+4mm为截面高、宽尺寸；这里包含了偏差-4-0mm的阳极母线截面高、宽尺寸；在长度偏差上0-5mm为铝母线≤5000mm时，0-10mm为铝母线＞5000mm时；在对铝母线端头进行切割时，应使用机械锯进行切割，切面必须与铝母线纵轴垂直，在垂直度上可以有±2mm的偏差；应保证铝母线平直，没有弯曲，平直度以米为标准，每米偏差在±2mm，整根铝母线平直度偏差在±10mm；不可将铝母线扭转，平面同样可以存在偏差，长度≤5000mm的铝母线，平面偏差每米在±2mm范围内，总长度的偏差在±10mm，长度＞5000mm的铝母线，平面偏差在±3mm范围内，总长度偏差范围为±20mm；
（5）铝母线的物理性能执行标准。在铝母线的铸锭过程中，所要达到的质量标准，应参照表一要求；如对设计方面无特殊标准时，所使用铸铝母线的铝其纯度应在≧99.70%，并要求3＞Fe/Si＞1.5的含量比。
表1 铝母线铸锭质量
表2 铝导杆规格
4.2技术条件
（1）铝导杆直线度为3mm；
（2）铝导杆长度方向尺寸允许偏差0-5mm；
（3）铝导杆截面宽、高尺寸偏差0-2mm;
（4）铝导杆内部组织应致密、均匀，表面应平整，不能有裂纹、裂陷、夹渣等缺陷；
（5）铝导杆端头应采用机械锯切，其切面应垂直于铝导杆纵轴线，垂直度允许偏差为±2mm;
4.3铝导杆物理性能指标
表3 铝导杆应具有如下化学成份的材质：（Fe/Si≥1）
5产品标识
铝母线的编号、以及生产日期、所截面的规格、该铝母线长度还有检测质量等均用红漆分别在每根铝母线的小面距离端头50mm处进行标示。产品编号由字母表示，加入样品编码组成新的编号，例“M106122”，这里的“M”代表铝母线；“106122”为产品编号。当班生产日期作为铝母线的生产日期，其余如产品所截面的规格以及长度和质量标识均已当班所检测的质量标准作为依据。
6结语
归根结底，铝母线产品的检测必须依照严格的检测标准来执行。在进行检测工作的过程中需认真将铝母线在生产过程中出现的瑕疵进行合理分析，并通过检测中所得到的数值制定符合要求的检测标准。并尽力将此标准推行使用，使其发挥作用，成为以后铝母线生产过程中的执行标准。当以后的工作中发生相同的问题时，数据的采集工作一定要做到位，例如，浇铸前后的母线温度，还有浇铸母线相邻母线温度和压降。
参考文献：
[1]唐定骧,王成辉.我国独具特色的稀土电工铝和铝稀土合金[J].四川有色金属,2003,(02):19-24.
[2]梁蓓,梁义田.利用电解铝液直接生产铝合金热轧铸锭[J].铸造技术,2007,28(5):683-685.
作者简介：张宗贤（1982.10-），男，大学本科，广西百色人，助理工程师。
论文作者:张宗贤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：母线论文; 裂纹论文; 样品论文; 偏差论文; 标准论文; 长度论文; 表面论文; 《基层建设》2018年第24期论文;