摘要：本文通过对影响铝液熔体质量主要因素的分析，从生产实践中总结了在电解槽中如何保持原铝液熔体质量的几种措施，通过对电解槽中原铝液中熔体质量的有效控制，简化了铸造工艺中单独进行铝液熔体质量控制的工序，更有利于铝液下游的生产作业控制，对简化工艺和降低生产成本有着较大的意义。
关键词：原铝液熔体质量 因素 措施 合金化生产
正文
随着铝生产工业的不断发展，加之世界和国内全面实行工业绿色生产化，铝电解工业生产也在不断的适应新的发展需求，在不断地改善和优化生产工艺控制，作为铝液的生产上游，也要不断地满足下游客户的需求，稳定保持电解槽中原铝液熔体质量也是满足铝液下游客户的一个重要的指标。
一、铝液熔体质量的概念
电解系列生产中原铝液熔体质量主要是指液态铝中铁、硅、铜、镓、镁、锌、钒、钠等微量元素的含量要在较低范围保持，同时避免微量元素含量的大幅波动，尽可能通过工艺生产条件的稳定控制，来控制好电解槽炉底、炉膛稳定，生产出稳定微量元素含量的液态铝。
一般电解系列生产中原铝液中微量元素控制范围：
表1 原铝液中微量元素控制范围
二、影响铝液熔体质量的因素
铁、硅、铜、镓、镁、锌、钒、钠等微量元素和氧化物是铝及其合金中危害最大的金属夹杂物，是引起铝板表面起皮起泡的主要原因。所以去除或稳定铝液中的气体和氧化夹杂物，是提高铝液熔体质量的关键。
三、在电解生产系列中保持电解槽内原铝液熔体质量的措施
（一）原铝液溶体质量对下游合金生产影响的几种表现
1、原铝液熔体质量不好会导致下游生产合金产品的过程中出现钛含量衰减增大。一般合金生产中钛衰减在10 ～20%之间，属于正常范围；但原铝液溶体质量变差时，钛衰减会达到30 ～50%之间。
2、原铝液熔体质量不好会导致下游生产合金产品的过程中出现表面瑕疵，俗称“熊猫眼”，如某合金厂生产的5052A合金。
图1 5052A合金表面“熊猫眼”
3、原铝液熔体质量不好会导致下游生产合金产品的过程中出现板带深加工时的断带，尤其是1235双零箔坯料拉伸时出现断带现象。
（二）电解系列生产中对原铝液溶体质量的控制措施
1.1电解系列生产中分子比的稳定控制
某电解系列对下游合金生产造成影响时，对于当期系列分子比也发生了较大幅度的波动，其它生产技术条件未见明显波动。
尤其是4月和8月分子比明显波动较大，对应生产的原铝液对下游合金生产的影响较大，造成板带表面裂纹明显。由于分子比高，电解质体系中的钠含量会升高，导致初晶温度高，过热度偏低，电解质粘度大，铝液和电解质分离不好，造成原铝熔体质量不好。
该电解系列及时采取降低分子比的措施，1个月后合金生产厂反馈，板带表面裂纹减少，并逐步趋向正常。
1.2分子比稳定控制的措施
电解质分子比每周取样分析分子比数值，根据分析数值合理设定槽控系统中自动添加氟化铝添加量，自动添加氟化铝量不宜大幅变动；电解系列分区应每周对自动添加氟化铝的下料点进行检查，及时消除卡堵及下料点下方的炉底沉淀，提高氟化铝在电解质中的溶解度和溶解速度；定期分析电解质体系的过热度（过热度保持在10～20℃之间），偏低及时加大氟化铝投量，偏高适当减小氟化铝投量。
2.1电解系列生产中炉底的稳定控制
铝水平偏低时，会导致炉底过热，炉底结壳、沉淀熔化，当中的杂质（金属和非金属）元素返熔，导致铝液中悬浮杂质物较多，造成原铝熔体质量不好。
2.2电解槽炉底状况稳定控制的措施
电解系列铝水平要根据系列容量大小、槽阴极结构和运行槽龄等合理确定生产工艺技术标准，并严格按照标准范围保持；利用日常生产换极操作时检查炉底状况，结合出铝端、烟道端炉底状况摸查情况判断槽内在产铝量，在产铝量保持在系列槽型控制范围内；电解系列分区应每周对系列槽炉底压降进行测量监控，对单槽上升较大和整体变化趋势要准确掌握，及时检查炉底沉淀、结壳等变化情况，采取生产处理措施进行控制。
3.1电解系列生产中电解质中碳渣的处理与控制
电解槽在生产过程中如出现炭渣多的情况，一方面组织人员加大炭渣打捞力度，减少槽内电解质中炭渣悬浮含量。另一方面通过缩短阳极周期减少掉渣几率，防止炭渣聚集较多造成阳极局部过烧，使阳极凸台表面手冲刷后加剧掉渣。同时对阳极炭块中微量元素，尤其关注钒含量，钒含量超过300ppm时阳极在电解槽内的掉渣铝会明显加剧。
碳渣增多后会使电解槽槽温升高，尤其是在电解质表面形成结壳层后，聚集在阳极周围或底掌下方形成阳极长包，导致电解槽局部温度过高，熔化局部炉底结壳或沉淀，炉底杂质返熔到铝液中对原铝液熔体质量造成影响。4.1铝液下游合金化生产中常见的缺陷及控制要点
（1）循环水不清洁会造成合金产品外观发乌，不银亮，需及时对循环水池进行清理，或安装循环水过滤装置。
（2）铝液浇铸温度高低也会影响合金产品质量，合金铸造温度要符合技术规范，一般保持在720℃。
（3）铸坯内气孔含量较多时，可能导致轧制过程中断线或缠卷过程中被拉断，形成气孔的主要原因是铝液温度过高，导致含氢量过高，在浇铸过程中冷却水产生大量的水蒸气没有及时散去，部分融入铝液形成气孔，应降低铝液温度，在浇铸前安装除气装置等。
（4）内部夹渣可能导致断坯或断线，主要是由于没有进行有效的精炼处理，铝液温度过高，产生较多的氧化浮渣，铝液在溜槽转注过程中没有使用浮漂，使铝液不断冲刷，造成渣滓融入铝液中，应保持铝液精炼并保证静置时间，控制好炉内温度在标准范围，铸前使用陶瓷过滤板、浮漂，使铝液氧化膜下层流动，液面平稳，避免将氧化渣冲入铝液中。
（5）元素化学成分也会影响合金质量，例如B、Mn、Cr、V等影响合金电导率，需铸造前按照工艺标准添加一定比例的精炼剂，否则适得其反。
（6）合金夹渣呈暗灰色的群集或单个分布在铸件上部水平面，或盲端和铸件内部，合金内部夹渣主要原因是合金液中的熔渣及其他非金属氧化物未排干净，合金液进入型腔的速度过大，氧化膜和熔渣卷入型腔，精炼后扒渣清理不完全静置时间不够或在高温下搅拌合金液太多造成再次氧化，浇铸时断流，双级过滤板过滤速度慢铸造工赶时间人为损坏过滤板造成夹渣，溜槽壁破损未及时修补等。
四、小结
总之，要保持稳定的原铝液熔体质量，主要是对电解系列槽的技术条件、技术参数稳定保持，同时对日常的生产操作要精细，保持系列槽况长期稳定运行，并加以关注生产原料（阳极、氧化铝、氟化铝等）的微量元素，及时调整控制，不仅能够稳定保持原铝液熔体质量，也能给下游铝液合金化生产单位提供生产便利。更主要的是铝液合金化生产要严格按照工艺生产标准控制生产过程。
参考文献：
【1】刘业翔 李劼.现代铝电解.冶金工业出版社.2008.8
【2】催步光. 浅议影响铝合金产品质量的原因及预防措施.科学论坛.2012
论文作者:王林
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/28
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