日前,結合現有常規3系產品生產工藝,經過系統性實驗論證,酒鋼集團東興鋁業天成彩鋁公司創新性設計出專用鑄嘴結構、鎂錠添加裝置,成功解決了鋁液流動性差、鎂錠燒損高等問題,形成了一套完整的鑄軋法生產3105鋁合金板帶工藝技術標準和產品內控標準,在業內率先以鑄軋法代替熱軋法生產3105鋁合金,成功開發高性能3105鋁板帶產品7913噸,產品質量達到國內領先水平。
“3105合金屬于Al-Mn-Mg系熱處理不可強化鋁合金,合金強度會隨Mn含量的增加而提高,但增加Mn會形成大量的脆性化合物MnAl,合金變形時容易開裂。同時,產品存在Mn偏析,退火時易形成粗大晶粒。”該公司技術質量部部長劉建興介紹說,在高溫條件下,3105合金與鋁液中的Mg元素發生反應產生粉末狀的氮化鎂,導致鋁液粘稠度較高、金屬流動性較差,極易在鑄嘴型腔內結渣,影響生產持續性。
針對鋁液粘稠度高、流動性差的特點,技術團隊結合理論分析和大量的現場實驗,反復調整鑄嘴分流塊排布方式,創新性設計出3105鋁合金板帶專用鑄嘴結構,使鋁液均勻地分布在各分流塊之間,生產連續性良好,生產周期由3天增加到7天,大大節約了生產成本。同時,技術人員創新性設計出的鎂錠添加裝置,直接將鎂錠放在鋁液里面熔化,杜絕與空氣接觸,避免燃燒,降低氧化。在提高吸收率的同時,加料器可前后、左右移動,使合金化過程更加快速均勻,鎂錠燒損率從14.69%降低到5.11%,有效解決了鎂錠燒損高等問題。
兩項創新性“發明”的成功應用,一方面,解決了鑄軋法生產過程中鋁熔體在鑄嘴型腔內部流動性差、嘴腔結渣、生產連續性差等問題,成功開發出高性能3105鋁板帶產品7913.60噸,創效3538.06萬元。另一方面,打通了連續鑄軋法生產3105鋁合金板帶材坯料的生產工藝,掌握了鑄軋區、輥縫、開口度、冷卻水溫等鑄軋生產關鍵工藝參數最佳配合范圍,產品質量和性能穩定。
經過多次試驗分析顯示,H24狀態下3105鋁合金板帶材的抗拉強度最高,達到客戶要求;延伸率達到17.5%,遠超客戶≥4%的要求。H26狀態下,3105合金的強度達到200MPa左右,延伸率8%—11.5%,均遠超客戶要求。此外,產品鑄軋成品率≥95.6%、冷軋產品綜合成品率≥90.4%,完成了項目目標,形成了一套完整的鑄軋法生產3105鋁合金板帶工藝技術標準和產品內控標準,實現了標準化生產。
“該項目建立了3105合金冷加工硬、軟化曲線,首次利用電解鋁液直接鑄軋法成功生產出3系含Mg鋁合金鑄軋板帶材,為后續高合金鑄軋板帶材的生產提供了技術支撐。”劉建興說。
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