摘要：熔炼铸造工艺是变形铝合金生产过程中的关键工序，同时也是重要工序之一。熔炼铸造工艺的使用直接影响坯料的合格率，对变形铝合金的生产效率和生产成本也有至关重要的影响。因此，对变形铝合金的熔炼铸造工艺进行综合分析，可以在一定程度上降低生产成本，提高生产效率，节约资源消耗。在对变形铝合金的熔炼铸造分析过程中，主要是对变形铝合金不同的熔炼铸造工艺特点进行对比分析，为变形铝合金在生产过程中的容量铸造工艺选择提供一定的参考，对变形铝合金的熔铸工艺的发展有一定的促进作用。
关键词：变形铝合金；熔铸工艺；熔炼工艺；研究分析
前言
目前，铝材在社会生产生活很多领域都已经得到广泛应用，特别是随着铝加工业的不断改进和发展，铝材的应用范围也在不断扩展。而对军工材料、轨道交通、航空航天、乘用车辆以及民用产品的不断开发，更是扩展了铝材的应用市场，并且这些领域对铝材的质量要求更高。而在铝材生产过程中熔铸是第一道工序，主要作用是生产优质的锭坯，进而满足铝材的轧制、锻造、挤压生产需求。如果锭坯的冶金质量没有达到要求标准，就会对铝材的生产质量产生严重的不良影响。因此，必须对锭坯的生产质量进行严格控制，使用先进的合适的熔铸工艺才能保证铝材产品的质量，同时满足后续生产工序的需求。
一、变形铝合金熔铸分析
变形铝合金的熔铸过程是使用入炉原料，包括电解铝液、重熔铝锭、返回废料、中间合金等，经过高温熔化、保温、精炼等过程铸造成锭，然后对铸锭进行锯切以及铣面处理成为下一道生产工序所需要的坯锭，或者直接铸压成为板锭。熔铸工艺的主要流程包括：熔炼、熔体处理、铸造。这三个主要工序之间的联系比较紧密，并且存在一定的制约关系，只有这三道工序之间相互配合才能保证顺利完成熔铸过程。因此，对熔铸过程进行研究分析，提高熔铸工艺水平，能够节约能耗，提高生产效率，进而促进铝材生产加工行业的进步和发展。
二、变形铝合金熔炼分析
变形铝合金的熔炼过程的主要作用是为了维持熔体内部的成分和温度均匀，在这一过程中要选择合适的搅拌技术。经过相关的实践研究发现使用电磁搅拌能够有效减少炉内各部位熔体的温度差，并且能够保证熔体内部成分均匀。另外，因为电磁搅拌能够在一定程度上提高热的传输速度和效率，所以，还能够减少能耗，也会使产生的炉渣率下降。
对熔体进行合金化、净化以及细化处理的过程就是铝熔体处理过程。其中合金化处理的主要作用是提高锭坯的强度，在进行合金化处理时，还要充分了考虑加工技术的先进性、锭坯的抗蚀性、耐磨性以及液态金属的流动性等性能。而净化处理实际上就是精炼过程，主要是通过使用一些措施手段将铝熔体中存在的一些气体与固体物质减少到可控范围内，借此保证材料的性能能够达到要求标准。通常是对材料中的氢及氧化铝进行处理，使其含量尽可能降低至要求标准以下。而进行细化处理的主要目的是为了保证铸锭的晶粒组织的均匀细小，一般情况下，主要使用的是控制凝固温度的方法进行细化处理。例如使冷却速度加快或者降低浇注温度等。并且还要向熔体中添加适量的特殊物质，促进熔体内部铸锭组织的细化。
三、变形铝合金的铸造工艺分析
铝合金铸造其实就是铝合金熔铸过程中的塑型过程，就是将检验合格的铝熔体浇注到带有冷却设施的模具中，然后在重力场或者外力场的作用将熔体充型、冷却、凝固成为铝锭坯的过程。其中外场作用有很多，包括电磁力、离心力、惯性力等。变形铝合金的主要铸造工艺有铸轧、半连续铸造以及连铸连轧三种工艺。变形铝合金铸造主要有半连续铸造、铸轧、连铸连轧三种铸造工艺。而半连续铸造是一种静模铸造工艺，而铸轧工艺与连铸连轧工艺都属于动模铸造。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据现阶段的变形铝合金熔铸工艺的发展来看，动模铸造工艺是变形铝合金熔铸工艺的主要发展方向。主要是因为动模铸造工艺能够将液体金属一次加工成材，具有对节能减耗、提高生产效率的优势。
一般将动模铸造分为四类，分别是：（1）辊间铸造。就是将液体金属经过流动到相向转动的轧辊之间冷凝成形，然后被被压延成为板材，连续铸轧技术就是一种典型的辊间铸造工艺。（2）轮间铸造。金属流入到带有定型槽沟的环形轮以及钢带组成的结晶器中，然后铸轮同时运行，在铸轮和钢带的分离位置，将熔体凝结成锭坯。与此同时以铸轮周边速度相同的线速度拉出锭坯。（3）带间铸造。主要由两条平行的履带式钢板模组成。（4）无接触铸造。铸造方式主要有气化层铸造、电磁铸造等。本文主要对变形铝合金的三种主要铸造工艺进行对比分析，分别是：
1、半连续铸造工艺
现阶段，我国大部分铝材生产企业使用的半连续铸造机主要是直接水冷立式半连续铸造机，这种铸造机能够生产出各种铝合金牌号、各种规格的扁锭以及实心圆铸锭和空心圆铸锭。在半连续铸造过程中，绿叶重量直接压在引锭座上，所以对结晶器内壁的侧压力较小，与结晶器壁的摩擦阻力也相对较小。半连续铸造工艺的牵引力比较稳定能够保证铸造速度在一定的水平上，并且铸锭的冷却比较均匀的同时也比较容易控制。总的来说，半连续铸造工艺是一种优点较为明显的熔铸工艺。
2、铸轧工艺
铸轧工艺其实是琨间铸造工艺的一种，与琨间铸造工艺的原理相同，主要流程是经过净化处理的铝熔体流入到能够控制液面高度的前箱内。然后通过前箱底侧的横浇道流入供料嘴中，熔体再从供料嘴中流入以相反方向旋转的铸轧辊中间，最后铸轧辊使液体金属快速结晶。目前使用的铝带坯连续铸轧技术的工序比较简单，能够极大的提高变形铝合金的熔铸效率，提高铝材的生产速度。
3、连铸连轧工艺
连铸连轧工艺的工艺设备比较紧凑，要在连续铸造机后紧密配置热连轧机组，是一种比较紧凑的生产线。但是连铸连轧工艺能够一次性完成金属液体到板带材连续生产过程。因此，连铸连轧工艺与连续铸轧工艺大不相同：在连铸连轧工艺中，铝熔体主要是通过铸造前箱与铸嘴流入运行中的双钢带水冷模腔内。铸造前箱的液体高度主要是铸造速度传感器反馈控制的。并且铸嘴上设置小孔，能够在小孔中通入低压惰性气体等，保证这些惰性气体能够均匀地分布在钢带和铝液之间，确保铝液和钢带间的热传递情况，从而促使流入到钢带口的铝液凝固均匀，避免钢带间的热胀冷缩情况，保证铝板带表面的平整度。因此，连铸连轧工艺更加节省生产时间，同时还能够保证生产出来的板锭的质量。
四、结语
根据对变形铝合金铸造工艺的分析对比可以得出连铸连轧工艺在生产过程中的优势比较突出，但是这并不意味着在变形铝合金的熔铸过程中都使用连铸连轧工艺，而是要根据企业对变形铝合金产品的定位，以合理配置熔炼铸造工艺为基础，选择最佳的熔铸工艺，才有利于促进企业的发展和进步。除此之外，还要充分考虑产品的产能灵活性和可靠性，从这一方面讲，显然选择普通热轧工艺更为合适。总之，一定要根据实际情况选择最佳铸造工艺，实现节约能耗，提高生产效率，控制生产成本的目的。
参考文献
[1]王美琪.变形铝合金熔铸工艺分析[J].中国科技博览,2014:22-22.
[2]谢晓会,冀中年,李素娟.变形铝合金熔铸工艺综合分析[J].轻合金加工技术,2013,41(8):22-25.
[3]周霞.4032变形铝合金熔铸生产工艺研究[J].铝加工,2016(4):24-26.
[4]中国有色金属工业协会组织编写,王立娟,张万金,等.变形铝合金熔炼与铸造[M].中南大学出版社,2010.
论文作者:陈文汉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
标签：工艺论文; 铝合金论文; 铸锭论文; 过程论文; 铝材论文; 工序论文; 连铸论文; 《基层建设》2017年第24期论文;