青銅峽鋁業(yè)公司通過對國產(chǎn)連鑄連軋機組進行適當改進，合理選擇生產(chǎn)工藝參數(shù)，生產(chǎn)出各項性能指標符合國家標準的電工圓鋁桿產(chǎn)品。近年來公司對四條連鑄連軋生產(chǎn)線的相關工序進行技術改進，使產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率穩(wěn)步提高，抗拉強度均在95～100MPa，電阻率在0.0281Ω？mm2／m以下，伸長率在14％以上，年產(chǎn)量遠遠超過機組設計產(chǎn)能，并利用15架連鑄連軋機組開發(fā)生產(chǎn)出稀土電工圓鋁桿，產(chǎn)品市場十分廣闊，成為公司的主要利潤增長點。 　　 　　一、電工圓鋁桿連鑄連軋生產(chǎn)工藝 　　連鑄連軋生產(chǎn)工藝及工藝過程連鑄連軋生產(chǎn)是在連鑄機后面配以連軋機組成連鑄連軋機組，使連鑄機鑄出的鑄坯不經(jīng)再次加熱，直接軋制成線材。因連鑄連軋機組設備的總投資及占地面積不大，可節(jié)約能耗，減輕工人勞動強度，產(chǎn)品成品率和生產(chǎn)率比較高，所以在世界各地得到普遍發(fā)展和應用。 　　工藝過程是電解鋁液→加固體冷料→精煉→取樣→保溫靜置→過濾→澆鑄→冷卻鑄坯→入軋→軋制→繞線→打捆→檢驗→入庫 　　二、電工圓鋁桿連鑄連軋設備 　　青銅峽鋁業(yè)公司第一條電工圓鋁桿連鑄連軋生產(chǎn)線1985年購置，安裝于一期電解系列鑄造車間，次年購置了第二條連鑄連軋生產(chǎn)線并安裝于二期電解系列鑄造車間，這兩條不同生產(chǎn)廠家的電工圓鋁桿連鑄連軋生產(chǎn)線，均采用了法國塞西姆（Secim）式的輪帶式連鑄設備與13個機架的Y型三輥連軋機，區(qū)別是前者采用了立式線籠收線法（以下簡稱13架連鑄連軋機組A），后者采用了臥式繞線成圈（以下簡稱13架連鑄連軋機組B）。在全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程期間，公司又先后投資600余萬元，在二期電解系列鑄造車間新增了兩條連鑄連軋生產(chǎn)線，一條是于2000年安裝完成、2001年正式投產(chǎn)的LGZ－1500／Y型連鑄連軋機組（以下簡稱15架連鑄連軋機組），另一條是2004年安裝完成的UL＋Z－1500＋255／14型鋁鎂硅連鑄連軋機組（以下簡稱14架連鑄連軋機組），這兩條連鑄連軋生產(chǎn)線為同一生產(chǎn)廠家制造，前者的連鑄機部分與原13架連鑄連軋機組相同，連軋機部分亦采用了15個機架的Y型三輥連軋機，收線部分與13架連鑄連軋機組A型的形式相同；后者采用了五輪式連鑄機，連軋機上配有14個機架，其中第一、第二個機架為兩輥式，分別為水平配置與豎直配置，其余12個機架均為Y型三輥式，亦采用線筐收線，在繞線裝置上設有專門的牽引成圈機構。 　　1、連鑄機這4條電工圓鋁桿生產(chǎn)線的連鑄機全部采用輪帶式連鑄機，直流電機調(diào)速控制，是所有連鑄設備中出坯速度最快的一種。 　?。?）塞西姆式連鑄機公司13架與15架連鑄連軋機組的連鑄機均采用法國塞西姆式連鑄機，由一根鋼帶和兩個大直徑轉(zhuǎn)輪組成，上輪為張緊導向輪，下輪為鑄造用輪，鑄造輪與鋼輪包絡部分組成結晶腔。金屬液進入結晶腔內(nèi)，隨鑄輪和鋼帶同步運行，經(jīng)內(nèi)外測冷卻水強制冷卻，在鋼帶和鑄輪分離處，金屬凝結成坯，并與鑄輪周邊相同的線速度鑄出坯。 　?。?）五輪式連鑄機14架連鑄連軋機組選用五輪式連鑄機與美國南方線材公司的SCR連鑄機類似，這種方法不存在出坯與鋼帶相遇的問題，它改變了兩輥式連鑄機出坯受扭的狀態(tài)，澆注系統(tǒng)也不像兩輥式連鑄機那樣受鋼帶空間的限制，除可生產(chǎn)鋁桿外，還可生產(chǎn)其它鋁合金品種。 　?。?）改進應用在連鑄機運行過程中，針對實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，采取了多種措施對其進行改進完善。如調(diào)整張緊輪的水平與豎直位置，擴大澆注區(qū)域，實現(xiàn)平穩(wěn)供流；鋼帶改型與改變焊接方式，延長鋼帶使用壽命；在小壓輥前設置調(diào)直鋼帶的導向平輥，防止鋼帶跑偏扭轉(zhuǎn)；仿形輥滾壓修復結晶輪內(nèi)槽尺寸與現(xiàn)場車修結晶輪，保證脫坯順利；內(nèi)外冷卻裝置采用三區(qū)段控制冷卻強度，每區(qū)冷卻強度都由各區(qū)閥門單獨控制等。改進后順利地實現(xiàn)了連續(xù)鑄坯。 　　2、連軋機連軋機多為Y型三輥式，可將鑄好的鋁坯直接軋制成不同直徑規(guī)格的鋁桿。其三輥互為120°，使鑄坯沿軋輥外圓弧連續(xù)軋制，促使軋件均勻延伸，在無扭曲微張力的條件下進行軋制，保證內(nèi)部組織及機械性能穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 　　13架與15架連軋機13架與15架連鑄連軋機組中連軋機的機架全部由Y型三輥組成，偶數(shù)機架為上傳動機架，奇數(shù)機架為下傳動機架，前后交替布置。采用圓一弧三角一圓系統(tǒng)孔型。主傳動直流電機分別通過齒形聯(lián)軸節(jié)與整體減速箱第九號、十號機架下的主軸聯(lián)接，向兩邊傳遞動力，相鄰兩副機架之間的齒輪速比均為1.25。整體減速箱通過安全齒形聯(lián)軸節(jié)與機架連接，在聯(lián)軸節(jié)上設有專門的安全剪切銷，當軋制過程中發(fā)生過載時，安全銷被切斷，防止事故發(fā)生，保護傳動齒輪和軸。每個機架前后分別裝有進出口導位，奇數(shù)機架入口導位為滾動式，偶數(shù)機架入口導位為滑動式。 　　14架連軋機14架連軋機與13架、15架連軋機的主要區(qū)別在于第一、第二個機架為兩輥式，第一架為水平配置，第二架為豎直分布。第一與第二機架之間傳動比為1.414，第二與第三機架之間傳動比為1.357，第三與第四機架之間傳動比為1.3。奇數(shù)機架入口導位為滑動式，偶數(shù)機架入口導位為滾動式。 　　改進應用Y型三輥連軋機在實際應用中常見的問題是軋件發(fā)生堆料與拉斷，出現(xiàn)這一問題的主要原因是機架間的張力過大或過小。因此我們對全部機架孔型進行統(tǒng)一調(diào)整，根據(jù)采集軋件的實際尺寸與軋輥的磨損情況，綜合考慮輥縫間隙、軋輥的機械條件，清除輥面、輥縫之間的鋁渣、鋁屑，以保證所有機架的軋制中心在同一水平線上，使張力的變化符合推拉交替的軋制規(guī)律。 3、收線機13架A型、14架、15架連鑄連軋機組生產(chǎn)線均采用立式旋轉(zhuǎn)布線，線筐收線，此種方式的整套機構比較簡單，操作方便，易于控制，所繞線卷圈徑大小與重量適中，相對有利于電線廠的拉開絲工作，受用戶歡迎。 　　三、生產(chǎn)工藝控制 　　1、嚴格控制爐內(nèi)鋁液的化學成分 　　鋁液成分中的Fe、Si含量增加，則電阻率增加，抗拉強度提高，延伸率下降。Fe、Si含量降低，抗拉強度下降，延伸率提高，因此要嚴格控制其含量，在原鋁選擇上，主要考慮Si不大于0.08％，w（Fe）／w（Si）＝1.5～2.0。在鑄造前要對鋁液進行精煉，通過高純氮氣將粉末精煉劑吹入鋁液內(nèi)，應盡可能使精煉劑均勻分布到鋁液中，以利于除氣除渣，精煉完成后要靜置40～60min。必要時加入適量的Al－Ti－B細化劑，以保證鑄坯組織致密，提高鑄坯的內(nèi)部組織質(zhì)量。 　　2、連續(xù)鑄錠在澆注系統(tǒng)中增設過濾裝置，即在過濾包中安放兩道陶瓷過濾板，一道水平放置，一道豎直安放，將原玻璃絲布過濾改為泡沫陶瓷過濾板過濾；使用較長的流槽，盡可能減少鋁液的轉(zhuǎn)注次數(shù)；澆鑄嘴由相當于十點半的傾斜位置改為相當于十二點的水平位置；并在流槽與中間包的銜接處采用導管導流，這樣可以使鋁液平穩(wěn)地進入結晶腔，不產(chǎn)生紊流與湍流，保持流槽與中間包內(nèi)鋁液表面的氧化膜不破裂，減少鋁液的再次吸氣、氧化，避免氧化膜進入鑄腔形成新的夾渣；澆注系統(tǒng)采用新型整體結構打結，耐火材料堅固耐用，消除過去耐火材料對鋁液的二次污染。 　　在鑄造過程中，嚴格控制鑄造溫度、鑄造速度、冷卻條件三要素，鋁液出爐溫度一般控制在730℃～740℃，澆鑄溫度700℃～710℃，澆鑄速度0.20～0.22m／s，冷卻水在0.1～0.3Mpa，冷卻水溫度不高于40℃。 　　3、連續(xù)軋制熱軋時金屬具有較高的塑性，抗變形能力較低，因此可以用較少的能量得到較大的變形。在軋制中連軋機的軋制速度、軋制溫度、工藝潤滑是保證鋁桿質(zhì)量的三要素，軋制時要根據(jù)鑄坯情況，及時、合理調(diào)整軋制參數(shù)，以保證鋁桿質(zhì)量。 　　軋制溫度軋制溫度過高會使坯料內(nèi)部低熔點組織物熔化而造成軋件過熱，出現(xiàn)高溫脆裂和軋輥粘鋁，鋁桿表面有疤痕；軋制溫度過低，坯料變形易造成堵桿，根據(jù)實際經(jīng)驗，鑄錠坯料溫度入軋前控制在480～520℃為宜。 　　軋制速度軋制速度直接影響鋁桿的生產(chǎn)效率和機械性能。在鋁桿的化學成分與生產(chǎn)冷卻條件不變的情況下，軋制速度高時熱效應大，出現(xiàn)熱脆現(xiàn)象，鋁桿抗拉強度降低，軋件易拉斷；軋制速度低時鋁桿抗拉強度提高，但軋制效果不佳。一般入軋速度控制在0.18～0.22m／s，終軋速度控制在6m／s左右為佳。 　　實踐證明，對國產(chǎn)設備適當進行改進，優(yōu)異的性能將會得到更大的發(fā)展。