1盖洪涛电解铝液直接合金技术在生产中的应用.docx

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1盖洪涛电解铝液直接合金技术在生产中的应用

电解铝液直接合金技术在生产中的应用

盖洪涛

摘要：

本文探讨了电解铝液的特点及其直接用于生产铝加工材坯料的熔体处理方法及电解铝液直接生产铝合金扁锭及其铸轧铝板、铝带、铝箔工艺技术，并介绍了利用电解铝液直接生产铝合金扁锭及其铸轧铝板带箔坯料，减少了二次熔化，缩短了生产工艺流程,节约了生产成本，由此产生具大的经济效益。

关键词：

电解铝液；铝合金扁锭；晶粒细化；熔体处理；铸轧带坯；铝箔坯料;产品性能；经济效益。

1.概述

早在60年代初期，国外一些大型铝业集团公司便开始利用高温电解铝液直接生产铝合金板材用扁锭、薄带坯及挤压材用的圆铸锭和线材坯料等。

我国在70年代初开始进行这一新工艺研究与试验，并于1983年通过了高温电解铝液生产扁锭技术的技术鉴定。

一些中小铝业公司结合本公司的特点，相继建成了直接采用高温电解铝液经铸轧机生产铝及铝合金带坯、经半连续铸造机生产6063合金圆铸锭、经连铸连轧机生产铝及铝合金线杆的各种生产线。

用这种生产工艺已成功的生产出符合国家标准的铝板、带、箔、管、棒、型、线等各种铝材。

这些铝业公司由于打破了几十年来的单一品种的生产结构，发挥自己独特优势，搞铝及铝合金的深加工，取得较好的经济效益和社会效益。

实践证明，铝加工厂所需的各种铝及铝合金坯料在铝电解厂直接用高温电解铝液生产，不仅缩短了生产流程，极大的降低原材料的损失和生产成本，使资源配置更加合理。

本文通过介绍用高温电解铝液直接生产变形铝及铝合金材坯料的实际工艺，以说明用高温电解铝液生产铝及铝合金材坯料工艺方法的可行性及所带来的经济效益和社会效益，同时阐述其引发产业调整的必然性。

2.电解铝液的特点及相应处理方法

2.1电解铝液的特点

现行铝电解生产过程主要是以冰晶石一氧化铝做电解质，以碳素材料做阴极和阳极。

直流电从阳极导人，经过电解液和铝液层后，从阴极导出。

直流电以热形式保持冰晶石、氧化铝等原材料呈熔融状态，并实现电化学反应，其结果在阳极生成二氧化碳和一氧化碳气体，在阴极上析出液体金属铝。

铝电解过程，电解质温度一般在950～970℃，电解铝夜温度947～957℃。

这种生产过程使铝电解液具有以下特点。

2.1.1温度高：

电解铝车间电解槽内原铝液用真空抬包真空出铝，转注到敞口抬包再运到铸轧车间，其温度仍在850℃以上，存在非自发晶核少。

2.1.2氧化夹杂多：

冰晶石一氧化铝组成的融熔电解质与电解出的原铝液的密度差小，由于电解槽极距小，电解过程激烈搅拌与循环，因此真空出铝不可避免地吸人电解质，加之电解过程铝液急剧运动，铝在阳极空间再度氧化，从而导致熔体内氧化夹杂较多。

据有关文献介绍．把氧化夹渣含量为0.001％～0.003％的铝液不经处理就铸成锭，其氧化物夹渣含量可达0.01％～0.28％。

2.1.3氢含量高：

电解铝液的气体杂质主要是氢（约占70％～90％）和少量的一氧化碳、二氧化碳及氮等。

目前生产条件下被吸收的氢气，几乎都是由大气中的水蒸气被铝还原出来的。

氢在液体铝中的饱和含量随温度而不同，在660℃时氢含量为0.67mL／100mg；750℃时为1.23mL／100mg；850℃时为2.15mL／100mg；950℃时达2.9mL／100mg。

900℃左右的高温电解铝液用敞口抬包从电解车间运到铸轧车间，显然会含有大量氢气。

2.1.4钠含量高：

在用电解冰晶石一氧化铝溶液生产铝的过程中，铝从冰晶石、氟化钠中置换出的钠及电解析出的钠，使铝液中含有钠，一般为0.05％～0.01％。

2.2电解铝液的处理方法

由于电解铝液的上述特点，使得直接用其生产出的坯料晶粒粗大，并会出现裂纹、气孔、夹渣等冶金缺陷，因此需要进行熔体处理。

2.2.1降温：

为降低高温电解铝液温度，行之有效的方法是在熔炼炉内加入（视具体情况可先加也可后加）投料量的20％～30％的固体料（边角废料或原铝锭），利用电解铝液的热量熔化固体料，降低电解铝液的温度，再通过加热升温使其达到要求的熔炼温度。

2.2.2除气：

作为铝熔体除气方法，有降温静置法、吹气浮游法、熔剂精炼法和真空精炼法等。

我国各有关工厂普遍采用熔剂精炼和CCl4精炼。

电解铝厂采用降温静置—熔剂精炼—CCl4精炼三个步骤处理后，测定熔体中氢含量，如小于0.15mL／100mg，即符合工艺要求。

2.2.3除渣：

除渣方法主要有气体吹炼和熔剂精炼、玻璃丝网过滤、填充床过滤、陶瓷微孔过滤和过滤吹炼联合等方法。

电解铝厂处理电解铝液的氧化夹渣通常采用熔剂精炼—CCl4精炼一玻璃丝网过滤步骤处理后，用嗅甲醇溶解从铸轧板取下的试样时，测定其中AI2O3含量，应在0.05％以内。

2.2.4除钠：

为保证坯料的生产工艺性能和最终产品质量，近年来国内外对电解铝液中杂质的钠的含量要求，由过去允许0.002％变为0.001％。

然而由于前述原因，电解铝液中的钠含量均大于这一数值，必须采取有效的防钠、除钠措施，如静置除钠，添加锑、铋进行钠的中和处理，防止熔炼过程钠的侵入，采用新的无钠含钾的冰晶石溶剂等。

目前，电解铝厂的除钠措施主要是利用钠易从铝熔体中迅速逸出的特点，采用转注、输送、静置、CCl4吹气的步骤进行降钠，收到较为满意的除钠效果。

一般铝坯料中钠含量应小于0.001％。

2.2.5晶粒细化：

众所周知，采用高温电解铝液直接生产加工材坯料，其晶粒组织非常粗大，因此必须进行晶粒细化处理。

目前，作为铝及铝合金的变质剂主要有Ti、Ti-B、还有Zr、Nb等。

近来有资料介绍，加入0.3％稀土金属，也收到了晶粒细化的效果。

对电解铝厂，首先是控制Fe:

Si比，一般应控制在1.5以上；而后加入Al-Ti合金或Al-Ti-B合金进行变质处理。

A1-Ti或Al-Ti-B合金可以锭形式加入静置炉内，也可制成Al-Ti或Al-Ti-B丝在流槽中连续散播晶种。

实践证明以锭形式加在炉内，在炉内停留时间太长，细化效果减小，不溶解的沉淀物沉于炉底，清炉时被清除掉。

撒播晶种法已成功地应用于铸轧薄带坯生产中，将会得到进一步推广。

3.电解铝液生产铝合金扁锭及板带箔材坯料的典型工艺

直接采用高温电解铝液生产各种铝加工材坯料的工艺，与用重熔用铝锭熔铸生产工艺有所不同。

用电解铝液直接生产圆锭、铝排、铝杆等已有资料介绍。

本文重点介绍用高温电解铝液直接生产铝合金扁锭及板带箔材坯料的工艺。

3.1高温电解铝液直接生产铝合金扁锭的工艺技术研究

目前,欧美等发达国家约有60%～70%的电解铝液被直接用来生产铸锭,特别是生产大型铝合金扁锭,而我国这一比例只有不到15%,由于扁锭尺寸大、电解铝液温度高、气体和杂质含量高等因素，还存在不少技术难关,因此大多数铝加工企业仍在采用铝锭重熔法生产铝合金扁锭,采用电解液生产大型铝合金扁锭的企业只有极少数[1]。

下面向同行简要介绍利用电解槽生产的高温电解铝液、用竖井铸造的方式生产了3003、5052、1100等多个系列的铝合金扁锭产品，为防止偏析瘤、晶粒度偏大、裂纹、氢含量超标等严重缺陷的出现，提出了防范措施。

生产出了用户满意的产品。

本文结合我国铝加工企业铝合金扁锭铸造的实际情况,对电解铝液生产铝合金扁锭的工艺技术进行总结和论述。

3.1.1铝合金扁锭的质量要求

通常用户对铝合金扁锭的内部组织、化学成分、表面质量、规格尺寸等都有明确的要求,特别是在晶粒大小、气孔、夹渣、裂纹、含氢量等方面要求更为严格,一般要求如下:

（1）化学成分:

符合其内部标准YF209—2004要求。

（2）内部组织:

晶粒度不大于2级;无裂纹、气孔、夹渣等组织缺陷。

（3）氢含量:

不大于1.8ml/kg。

（4）表面质量:

不允许有严重的冷隔及偏析瘤。

3.1.2电解铝液具有以下特性[1～5]:

（1）熔体温度高,有效形核率低。

电解铝液的温度一般在930℃以上,是过热金属,即便抽至真空包、运至铸造车间还能保持在880～900℃左右的高温；

（2）杂质成分复杂,合金元素含量低。

电解铝液中不但含有Fe、si、Cu、Mg等多种金属杂质，而且含有氟化盐、氧化铝、碳渣、炭化铝、氮化铝等各种非金属杂质,成分复杂。

对正常生产的电解槽而言,其电解铝液的Fe、Si含量比较稳定,基本不含Cu、Mn、Mg等合金元素,以我厂为例,约有93%的电解铝液属于Al9917品位,通常W（Fe）=0.065%～0.17%、W（Si）=0.070%～0.11%,而Cu、Mn、Mg的含量极低,总是低于0.008%。

（3）气体杂质多,氢含量高。

由于铝电解过程的特殊性,电解铝液中不可避免的会含有CO、CO2、H2、CH4、N2等多种气体,但主要以H2为主，占气体总量的70%～90%。

3.1.3生产工艺与技术

（1）生产流程：

由前面分析可知,电解铝液所具有的特性是不能满足生产铝合金扁锭要求的,必须在铸造前进行降温、配料（成分调整）、精炼、保温静置等一系列操作,生产流程如下:

电解铝液→熔炼炉内降温→配料→搅拌扒渣→炉前取样→（炉前调整）→转静置炉→炉内精炼→扒渣→静置→晶粒细化→在线净化→浇铸→出井→锯切→质检→入库。

（2）配料与初步净化：

首先根据电解铝液的预分析结果选择合适的铝电解槽进行出铝,将电解铝液从电解槽抽至真空抬包中运至铸造车间倒入熔炼炉内。

利用电解铝液的高温热量熔化加入的固体料,一方面可以达到降低铝液温度、将电解铝液中的气体初步除去的目的,另一方面,还可为扁锭的结晶过程提供晶核,增加形核能力,提高晶粒度,但要注意所加固体料（一级废料或铝锭）的多少,以将铝液的温度降到比熔炼温度稍高的为宜（767～770℃）,一般控制在15%～20%的比例。

然后根据要配的铝合金扁锭的成分要求进行配料,向炉内加入适量的铝合金元素添加剂（或Al-Fe、Al-Cu中间合金）、Mg锭等,由于铝合金元素添加剂中都含有一定量的CCl4、C2Cl6等精炼剂成分,投入铝液后会发生化学反应,产生大量的Cl2、HCl、AlCl3等气体,对铝熔体起到一定精炼作用。

待其与铝液反应结束后,用大耗充分搅拌后将铝液表面的浮渣扒去,取样做快速分析,若成分符合所配铝合金的成分要求,即将铝液转入静置炉中,对其熔体进行精炼处理,否则继续进行调整。

测量数据表明,通过上述的铝液转注、降温、搅拌扒渣等处理,可使铝液中的氢含量降到6.5ml/kg左右。

（3）炉内精炼：

静置炉内采用气体喷粉法进行炉内精炼。

具体操作:

是将粉状精炼剂（其主要成分为CCl4、C2Cl6等）按1.0kg/t的用量装入喷粉罐,将“T”型精炼器和喷粉罐连接牢靠,然后插入炉内铝液中,打开氮气瓶气阀,操作“T”型精炼器在炉内来回移动,所用氮气的纯度必须在99.99%以上，并控制好压力和流量。

精炼时间一般控制在15～20min,精炼温度控制在730～750℃之间。

实践证明:

这种精炼方法的除氢、除渣效果优于单纯的气体精炼法或熔剂精炼法。

这是因为夹粉状精炼剂的气泡进入铝液后,粉状精炼剂熔化,以液体熔剂膜的形式包围着气泡表面，将气泡表面的氧化膜溶解、吸附,使其瓦解。

这时氢从铝液中经熔剂膜进入气泡中的速度要比经过氧化膜快得多,同时也防止了铝液与净化气体中水分的直接接触。

另一方面，由于熔剂膜提高了气泡表面的活性，加强了吸附除渣的能力,使得除渣效果也显著提高。

测量数据表明,通过炉内精炼处理,可使铝液中的氢含量降到3.5ml/k.g左右,氧化夹杂量也大幅度减少,但仍不能满足浇铸的需要,于是我们又采用Alpur法对熔体进一步的净化处理。

铝液在静置炉内精炼完毕后,须在铝液表面撒上一层覆盖剂，静置10～15min后方可进行在线净化处理。

（4）在线净化：

在线净化处理包括在线Alpur法除氢和在线陶瓷过滤两部分。

采用在线Alpur法除氢时,高纯氮气（大于99.99%）通过高速旋转的石墨转子喷嘴从熔体底部吹入铝熔体,并在铝液表面不发生翻滚的情况下产生大量弥散、高速的细小气泡。

由于旋转喷头强烈搅拌作用,强化了气泡在整个熔池内的扩散,从而有效的增大了气体和液体接触界面,促进了气液接触界面的更新,显著改善了浮游法净化熔体的动力学条件。

同时,由于细小气泡在铝熔体中的上升速度绘慢,在离心力和上浮力的联合作用下，气泡在熔池中沿螺旋状路径上升,延长了气液接触作用的时间,从而更有效的除去熔体中的氢,在除气同时,在浮选原理的作用下,氧化夹杂物也一定程度得到除去。

注意熔池温度保持在（720±5）℃，高纯氮气的压力应保持0.2～0.6MPa之间，流量应控制在5～6m3/h左右。

测量数据表明,采用Alpur法除氢后,铝液中的氢含量降到1.9ml/kg左右,其净化效率约在46%～51%之间。

除去夹杂物的主要手段是进行熔体过滤,熔体过滤的方法有多种,但使用最普通、最有效的方法仍是使用泡沫陶瓷过滤板过滤[5],据有关资料介绍:

30ppi的泡沫陶瓷过滤板可将直径大于20μm的夹杂除去约60%,将直径大于40μm的夹杂除去约90%;而40ppi的泡沫陶瓷过滤板可将直径大于20μm的夹杂除去约85%以上,将直径大于40μm的夹杂几乎去不除尽,因此我们选用40ppi的泡沫陶瓷板对铝液进行过滤,达到了有效去除熔体夹杂物的目的,注意陶瓷过滤板使用前应加热到600℃以上。

此外,根据渣气伴生的原理,在除去杂物的同时,熔体中的氢也会进一步下降,据我们测量和化验,采用40ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤后,铝液中的氢含量降到1.3ml/kg左右,生产出铝合金扁锭没有发现氧化夹杂和气孔等缺陷。

（5）在线晶粒细化：

在合金成分允许的情况下,可以添加适量的变质剂对铝熔体做晶粒细化处理,以改善结晶过程。

目前生产铝合金扁锭时主要用Al-Ti-B作用细化剂,Al-Ti-B丝的质量对铝合金扁锭的晶粒度有重要影响,单位体积内所含晶核的数量和晶核直径大小是衡量Al-Ti-B丝质量好坏的关键指标。

单位体积内所含晶核的数量越多、晶核的直径越小,扁锭的晶粒就越细小。

（6）扁锭的浇铸：

采用液压竖式半连续铸造机生产铝合金扁锭。

有关研究表明,铝合金扁铸锭的内部结晶状况和表面质量主要取决于浇铸过程的冷却强度、浇铸温度、浇铸速度等工艺参数,同时也与结晶器内液面高低及人员操作习惯密切关系,因此生产中工艺参数的设置综合考虑、合理匹配,摸索出一整套比较完善的工艺技术条件,这里就不再赘述。

在不影响表面质量情况下,整个浇铸过程应尽量保持低温、低液面和低速度。

在浇铸过程中,还应根据扁锭的表面质量和不同的浇铸阶段,对浇铸速度和冷却强度（水量、水压）等适时做出适当调整。

3.2电解铝液直接生产铝板带坯的生产设备及工艺流程

3.2.1生产设备

主要生产设备：

铝液运输（浇包）设备；熔炼炉；保温静置炉；炉外精炼除气设备；铸轧机组。

3.2.2生产工艺流程

（1）转注:

将电解铝液从电解槽中抽出装入浇包，首先除去浇包内铝液表面上的浮渣，然后转注入熔炼炉。

（2）配料装炉:

固体料（有成分分析单的废料或重熔用铝锭）按熔炼炉投料量的20％～30％备料。

待熔炼炉膛温度达750℃以上时，按小片、板片、成卷废料、重熔用铝锭、中间合金锭的顺序装入炉中，并尽可能全部浸入铝液中。

（3）熔炼:

炉料装入炉内后，由于固体料的加入，使得温度大幅下降，因此需加覆盖剂后升温熔炼。

熔炼温度达730～760℃时进行扒渣，搅拌后取样分析成分，根据分析结果，按要求调整成分。

（4）倒炉:

炉料熔化完毕，快速分析，成分合格后，温度合适即可倒炉。

倒炉温度不得高于熔炼温度上限。

倒炉方法，可以采用电磁泵，也可采用虹吸管、流眼或倾动炉子的方式。

导人静置炉后，要进行炉内精炼。

精炼温度应为720℃。

精炼剂多采用CCl4，用量为0.3公斤／吨，精炼时间为l5～20分钟。

精炼后要扒渣，然后用普通熔剂覆盖。

（5）Fe与si比例控制及晶粒细化处理:

一是控制Fe:

Si比，使Fe:

Si>1.5；二是加Al-Ti合金，一般加入0.03％Ti即可达到细化晶粒目的。

（6）铸轧:

在标准型铸轧机上进行，一般铸轧机倾斜角度为15°；辊径￠610～650mm；辊身长1600mm；轧机速度0～2000mm／min可调，铸轧材宽度580～l150mm，卷外径1800mm。

以生产7.Omm厚的纯铝铸轧带坯为例，调整辊缝为6.4～6.7mm，两端差不大于0.Olmm，供料嘴总厚为l1.O～l1.5mm，辊和嘴上面间隙为O.5～0.8mm，下面为O.2～0.4mm。

工艺参数如下：

静置炉内熔体温度：

720～730℃；

静置炉内熔体温度：

720～730℃；前箱熔体温度：

立板时730～750℃，正常时680～710℃；前箱液面高度：

高出辊缝中心线30～40mm；铸轧区尺寸:

40～45ram；冷却水压力:

4～5kgf／cm2；冷却水出人口温差:

3～5℃；铸轧机速度:

900～1100mm／min。

3.2.3用高温电解铝液铸轧铝薄带坯的质量情况

用高温电解铝液铸轧的纯铝薄带坯晶粒组织可达l～2级，和用重熔用铝锭铸轧的纯铝薄带坯比较，机械性能相近。

加工后的最终产品表面可与用普通铸轧带坯及热轧带坯加工的产品相媲美，机械性能等达到标准要求。

用这种坯料生产0.3mm厚的带材，其成品率达到70％；用这种坯料可轧制0.O065mm的铝箔，成品率为60％～68％。

0.O08mm硬状态铝箔抗拉强度σь=14.4kgf／mm2；退火状态延伸率δ=0.9％。

用这种坯料冷轧的板材还可用于深冲制品，深冲性能符合标准要求。

以上生产结果表明，直接采用高温电解铝液进行铸轧是可行的。

3.3采用电解铝液直接铸轧生产铝箔坯料

　近年来我国的铝工业（氧化铝、电解铝和铝加工）发展迅速,资源浪费已是一个不可忽视的问

题。

传统的铸轧生产采用的是铝锭重新熔化后再进行铸轧的工艺。

而电解铝液直接铸轧是利用电解铝液直接实现铸轧生产，很明显它省去了浇注铝锭和重熔铝锭的工艺，缩短了生产工艺流程,节约了能源。

国家发改委2006年提出铝工业结构调整的新思路[5],强制70%的电解铝液直接用于铸轧生产以节约能源。

下面介绍采用电解铝液直接铸轧生产工艺,现就电解铝液直接铸轧生产的除气方法和板坯组织情况作一介绍,供大家参考。

3.3.1电解铝液直接铸轧的除气方法

电解铝液自电解槽中抽出时熔体温度一般达900℃以上,由于电解铝所用的原辅材料含水量较大,铝液在电解槽中已吸附了大量的氢，氢含量一般大于0.35mLP（100gAl）,因此,在后续生产过程中如何采取有效的除氢措施是非常关键的。

在完全使用重熔铝锭铸轧生产时,熔炼温度为740℃～760℃,铸轧温度为685℃～690℃,精炼时每吨铝液使用2kg精炼剂，并用N2喷粉进入，静置20min～25min,经过在线除气后,上流槽铝液含氢量小于0.12mLP（100gAl）。

为了对比电解铝液占熔体不同比例时熔体中氢含量的变化，我们采用同样的熔铸工艺对不同电解铝液比例下的熔体（分别为全电解铝液、70%电解铝液、60%电解铝液、30%电解铝液及重熔铝液）的含氢量进行测试。

在上流槽中用HAD-Ⅲ测氢仪测试结果如表1所示。

表1　电解铝液占熔体不同比例的熔体含氢量测试结果

电解铝液占熔体比例P%

100

70

60

30

0（重熔铝液）

熔体中氢含量PmL·（100gAl）-1

0.156

0.140

0.130

0.113

0.095

根据测试结果可知,采用同样的熔铸工艺,随着电解铝液比例增加,熔体中的氢含量增加,当全使用电解铝液时,氢含量增加到0.15ml/（100gAl）以上，铸轧成品断面很容易出现微孔压合或孔洞缺陷，如图1所示。

图1　全使用电解铝液铸轧产品出现的微孔压合及孔洞缺陷

使用电解铝液比例较大时，铸轧产品出现微孔压合或孔洞缺陷的主要原因是电解铝液中氢含量较高，采用同样的除氢方法，熔体中仍剩余有较多的含氢量。

为了尽可能使用较多的电解铝液,而且达到低氢含量指标，采取的措施如下:

（1）运送电解铝液时在铝液表面撒上一层覆盖剂，一方面防止氧化造渣（夹渣会携带氢），另一方面防止潮湿空气与铝液接触；

（2）采用虹吸方式将电解铝液导入熔炼炉，减少铝液与空气接触面积，尽可能避免造渣和吸气；（3）使用电解铝液比例大于60%时，可适当增加精炼剂用量（建议3kg/t铝液）和延长N2喷粉时间；（4）加强在线除气,加快石墨转子转速（除气转子转速增加到260r/min～300r/min）以增加气泡数量。

使用电解铝液并采取上述措施后,在上流槽测定氢含量为0.11ml/（100gAl）左右，未出现微孔压合或孔洞缺陷，如图2所示。

因此可看出只要采取有效的除氢措施，使用电解铝液可以达到与完全使用重熔铝液同样的氢含量效果，能够满足使用要求。

3.3.2电解铝液直接铸轧的板坯组织

细小晶粒组织的铸轧铝板带各向异性小，加工时变形均匀，其力学性能和加工性能均比较好。

要获得细小晶粒组织的铸轧铝板带，一是要有一定的过冷度，二是有大量的弥散晶核。

在铸轧生产冷却强度不变的条件下，以纯铝为例:

合金牌号为1060,规格为7.0mm×1260mm,在保持冷却强度不变的前提下,改变向电解铝液中加入固体料的量,达到同样的一级晶粒,通过使用Al-Ti-B丝用量的多少来反映晶粒细化的难易程度。

　在电解铝液倒入熔炼炉以前,分别向熔炼炉中加入10%、20%、30%、40%和60%固体料，与完全使用电解铝液和重熔铝液铸轧生产相比，达到一级晶粒度所需Al-Ti-B丝用量试验结果如表2所示。

表2　不同固体料比例下Al2Ti2B丝用量

加入固体料比例P%

全电解铝液

10

20

30

40

60

100（全为铝锭）

Al-Ti-B丝用量/kg·（t铝液）-1

5.6

4.6

4.1

2.4

2.2

2.1

1.8

图3分别为加入不同比例固体料和Al-Ti-B丝时铸轧板坯的显微组织照片。

可以看出,三种试验条件下铸轧板坯的晶粒度相差不大,均比较细小,能够满足生产铝箔的使用要求。

图3　使用电解铝液铸轧生产的板坯组织

以上说明，在冷却强度不变的情况下，随着向电解铝液中加入固体料的增多，细化晶粒所需要的Al-Ti-B丝量相应减少，从而可有效降低生产成本。

实践表明，向电解铝液中加入30%的固体料时，一方面所需加入的Al-Ti-B丝量比较少；另一方面由于电解铝液自电解槽中抽出运输到铸轧车间时熔体温度一般达850℃以上，而熔炼温度仅需740℃～760℃,所以加入30%的固体料，能使电解铝液的温度降至熔炼工艺要求的温度，避免了要等待电解铝液降温的过程，从而提高了生产效率。

4.电解铝液直接生产大规格扁锭及板带箔材经济效益分析

4.1使用电解铝液直接生产大规格扁锭经济效益分析

用电解铝液直接生产铝合金扁锭所取得的经济效益主要体现在节能和减少铝的损失两个方面[1～2]。

首先可省去将铝液铸成铝锭和将铝锭重熔加热两道工序。

这一方面可减少铝液铸成铝锭过程中0.4%～0.5%铝的损失和铝锭二次重熔过程中2%～4%的烧损。

另一方面就是铝锭重熔时需要消耗相当的能量,据有关测算,将1t铝锭从室温加热到熔炼温度750℃的液铝冷却到室温,冷却水系统要消耗电能并补充新水。

可见,用电解铝液直接生产铝合金扁锭可减少能耗。

以目前能源和铝锭的价格,可以推算出,用电解铝液