所属专题

《2020年第十五届中国国际铝加工峰会》

藏器待时!2020年SMM全新打造《中国国际铝加工峰会》,盛情邀约全国铝加工行业龙头企业,资深专家,齐聚一堂,呈现专业看法和前瞻解读,就2020年中国铝加工市场的“新方向”与您共享行业的远见卓识。

《2020年第十五届中国国际铝加工峰会》

【SMM铝峰会】神火集团潘军朋:双零铝箔市场发展历程及关键工艺分享

来源:SMM

SMM讯:2020年6月11日,由SMM主办的《第十五届中国国际铝加工峰会》于山东烟台召开,来自全国铝加工行业龙头企业代表、资深专家、产业客户等500多位国内外嘉宾汇聚一堂,共同探讨2020年中国铝加工市场面临的新问题、新出路——共谋发展,再续辉煌!会上,神火集团商丘阳光铝材有限公司总工程师潘军朋简析双零铝箔市场的发展历程。

双零铝箔坯料关键生产技术及缺陷控制


双零铝箔市场分析及发展历程

1、双零铝箔市场分析:2019年,中国铝加工材产量4100万吨。其中,铝挤压材2008万吨;铝板带材1136万吨;铝箔材400万吨。

国内双零铝箔产能约80万吨,大部分铝箔公司完善了产业链,以内部公司直供为主。

内供企业:厦顺、南山、晟通、中基、华北铝、云铝等;

部分外购:鼎胜、神火、昆山、万基等;

全部外购:大亚、丰源、中铝铝箔等。

2、双零铝箔铸轧技术发展历程

起步阶段(八十年代至九十年代中期)

 八十年代初,华北铝业从日本引进了全套的铝箔生产设备,利用自己的铸轧坯料,成功的生产出了0.007mm铝箔,在当时的中国铝加工界引起了轰动。填补了国内铝箔生产技术的一项空白,并于1988年荣获国家质量金质奖章。采用L2-L4(1050-1060合金)纯铝合金,只在铝箔毛料厚度进行一次中间退火,铝箔生产6个道次。

2、快速发展阶段(九十年代中期至2000年)

 九十年代中期,随着铝加工市场的快速发展,铝箔的生产工艺技术也得到了快速发展,国内先后有厦顺,丹阳大亚等铝箔厂投产,0.0065mm铝箔逐渐成为市场主流产品,宽度1100mm以下双零箔产品在铝箔工序全部实现5道次轧制。

3、迅猛发展阶段(2000年至2010年)

 进入21'世纪,国内铝加工行业得到了迅猛的发展,铝箔轧机装机水平达到世界领先水平,中国逐渐成为铝箔生产大国。云铝实现厚度0.005mm以下铝箔生产,铝箔工序实现了4道次轧制。

在此期间,对铸轧坯料技术的关注度日益提高,一方向,在铸轧工序更加关注熔体质量的控制,另一方面,在板带工序增加均匀化退火,铸轧毛料的组织接近热轧供坯组织。

4、残酷竞争阶段(2010年至今~)

国内铝箔行业进入残酷竞争阶段,产品质量水平世界领先。铝箔坯料由进口购买改为国产为主,铝箔产品出口规模不断扩大。

电解铝液短流程直接铸轧生产双零铝箔坯料得到快速推广; 0.006mm铝箔成为市场上的主流产品;同时8079合金逐渐成为市场上的主流产品,被国内越来越多的生产厂家所采用。


2、零铝箔坯料关键生产工艺

铸轧、热轧供坯铝箔优缺点

热轧坯料生产成本高,在铝箔生产过程需要回火处理,增加生产成本。

双零铝箔对坯料的质量要求

关键生产技术

合金成分:双零铝箔坯料通常采用1×××系合金牌号。发展历程:1060/1050→1145→1235/1200→8079。

目前常用1235合金,一般Fe/Si比值控制在2.5~4.0之间。

8079合金发展趋势:8079合金铸轧替代热轧效果显著。

第二相化合物以α(FeSiAl)、β(FeSiAl)、θ(FeAl3)相为主,其中   α(FeSiAl)是比较理想的铸态化合物。第二相化合物尺寸应控制在1~5μm之间,大于5μm将使得针孔数增加,小于1μm将使得加工硬化率提高。

固溶Si含量强烈地增大加工硬化率。

有害元素要求:Pb+Cd+Cr(VI)+Hg≤100ppm;微量元素符合以下要求:Li≤5ppm,Na≤10ppm

成分均匀性控制:

1、铝原材料洁净度要严格控制,尤其废料回炉比列需要严格控制;

2、金属添加:中间合金、助熔型金属添加剂、铝型金属添加剂;

3、磁力搅拌技术的应用:电磁搅拌器、永磁搅拌器;

人工操作的缺点:因操作条件、技能、体力或劳动态度等原因,人为引起的化学成分均匀程度存在差异。

感应器至于熔铝炉底部, 搅拌时实现了非接触性搅拌,避免了对熔体的“二次污染”;铝熔体760℃以上时,金属的氧化和吸气加剧,用永磁搅拌器搅拌可以使熔体内的温度均匀,缩短了熔体在760℃以上温度的时段,改善了氧化渣的生成条件(一般可减少20%)。

4、取样:固定位置取样,要有代表性;

5、光谱仪的使用维护:标样、校对、标准化、描迹。

熔体净化--除气:熔炼过程中,熔体中不同程度存在的气体,金属及非金属夹杂物是影响最终铝箔质量针孔、孔洞及断带的主要因素。氢含量控制指标:①保温炉出口<0.25ml/100gAl、②前箱≤0.10ml/100gAl。

体净化--除渣:在除气过程中(渣气伴生理论)除掉了大部分夹渣物,仍有细微的几微米夹渣悬浮在熔体中,需要进行在线过滤。

熔体温度控制:熔体温度控制是一个系统工程。

熔炼炉炉气温度控制:超温报警一定要起作用;

熔体过烧/上下温差:磁力搅拌可以使熔体表层和底部温差控制在5℃以内,避免熔体局部过热或烧现象发生。

溜槽温降

除气箱/过滤箱温度设定:避免重复升温

前箱温度控制:±1℃

铸咀温度场控制(铸咀型腔布流)。

晶粒细化

要求:铸轧晶粒度一级且均匀分布。

1.细化剂的种类。细化剂不同,细化效果也不同。实践证明,Al-Ti-B比Al-Ti更为有效。

2. 细化剂质量。细化质点的尺寸、形状和分布是影响细化效果的重要因素。

3. 细化剂的用量。一般来说,细化剂加入越多,细化效果越好。但细化剂加入过多,易使熔体中TiB2团聚物增多并聚集,影响熔体质量。因此在满足晶粒度的前提下,加入的越少越好。

4. 细化剂添加时机。TiAl3形核质点在加入熔体后10min效果最好,30min后细化效果衰退。TiB2质点的聚集倾向随时间的延长而加大。

5. 细化剂加入时熔体温度。

6. 采用双条加入,减少沉积。

轧及轧制过程晶粒演变:晶粒不均是铸轧工艺的特性,也限制了其使用范围。

铸轧板中同时存在明显的等轴晶和纤维晶;这种不均匀性,随着冷轧变形量的增加逐渐被消除;通过高温均匀化退火,组织发生完全再结晶,纤维组织变为等轴晶。

显微组织控制

第二相化合物分析。铸轧板第二相化合物分布很不均匀,表层为细小的颗粒状,数量少,中间为粗大线状和絮状,数量多,轧制很难消除这种不均匀性,通过均匀化和再结晶退火结合多道次轧制变形,第二相尺寸逐渐变得细小弥散,分布均匀。

1. 铸轧板的第二相尺寸超过80%在2-5μm之间,保证了双零铝箔的生产。

2. 冷轧过程中第二相尺寸大于5μm的数量变少,尺寸小于5μm的数量显著增多。

3. 经过二次热处理,第二相尺寸小于1μm的数量变少,大于5μm的第二相显著降低,利于进一步加工,并保证了成品铝箔中的针孔数。

4. 铝板厚度0.20mm时,第二相化合物尺寸控制在1~5μm,并且均匀分布于基体中。

5. 在轧制到6.35μm双零铝箔过程中,第二相形状和尺寸基本不发生变化,但分布更加均匀,保证了双零铝箔的针孔数。

厚度控制

板形控制

板形质量要求:铸轧板凸度(0.3~0.6)%;冷轧板(97%长度)在线平直度达到10~15 I;对宽幅铝箔坯料凸面率在0.5%以下。

铸轧工序:铸轧区控制、铸轧区控制、铸轧区控制、冷却水管理、堵塞。

冷轧工序:轧辊粗糙度控制、轧制油'管理、异常板形控制、AFC系统维护。

表面质量

铸轧板表面:应平整、洁净,无粘辊、擦划伤、松树枝状花纹、腐蚀、黑丝黑线、金属及非金属压入;不允许有条纹、色差、黑点、热带、孔洞、起皮、偏析、白道等影响进一步加工的缺陷。

冷轧板表面:应清洁、质地均匀,不允许有擦划伤、松树枝状花纹、腐蚀、油斑,不允许有气道、孔洞、起皮、夹渣、金属与非金属压入等影响进一步加工的缺陷。

生产控制要点:铸轧板表面质量按照标准检测,不合格报废:冷轧轧辊磨削粗糙度均匀性及质量控制;保持辊道清洁,及时清除粘附碎屑,防止粘铝和划伤表面;选择优质轧制油并保持最佳理化指标,避免黑丝、黑线缺陷。


3、典型缺陷原因分析

夹渣缺陷产生原因:1)原料。铝锭、中间合金、废料等含有油污、水分等杂质,易形成氧化物及难熔物等夹渣。2)辅材。添加剂中的覆盖剂、精炼剂、细化剂等,易形成钾、钠、氯、Al3Ti、TiB2等夹杂,喷涂使用的燃烧介质、精炼气体、溜槽加热用的燃烧介质,易形成碳、氧化铝、氯、硫等夹渣。3)熔保炉、供流系统、工具等不清洁,铸咀细屑、铸咀掉皮、挂渣等,易形成钙、硅、氧化铝等夹渣。4)工艺及操作不当,如熔体扒渣不净、搅拌不当、熔体温度过高、熔炼时间过长等易形成氧化夹渣。5)过滤效果不好或不稳定。

气道缺陷产生原因:1、熔体质量的影响。熔体夹杂较多时,易导致供料嘴挂渣或堵塞,阻碍液体金属供给,在两侧液流交汇处气体易聚集形成气泡,熔体氢含量愈高,聚集愈容易。

2、工艺参数的影响 。熔体温度偏高、熔化时间过长,熔体氢含量增多;铸轧速度偏快,熔体中的氢来不及析出等均可形成气道。

3、辊套裂纹的影响。铸轧过程为冷热交变过程,若辊套存在较深的裂纹,其在热交换时贮存的水和气体在铸轧过程中溢出,进入熔体形成微小气泡。

4、供流系统的影响。溜槽、供料嘴干燥不好或吸潮大,在生产中也会析出气体,增加氢含量而形成气泡。

5、防粘系统的影响。若采用毛毡清辊器防粘时,毛毡拍打辊面所掉在辊面上的羊毛随轧辊转动会堆积于铸嘴前沿,在高温烧结时产生气体,会进入熔体中形成气泡;采用石墨喷涂,石墨水溶液喷涂在辊面上,若没有完全发挥,会在铸轧区内析出气体形成气泡。

偏析缺陷产生原因:

粗大晶粒缺陷产生原因:1.熔体温度过高,或熔体局部过热。2.熔体在炉内静置时间过长。3.冷却强度低,如冷却水温度偏高和流量偏低。4.局部铸轧条件发生变化,造成铸轧板局部晶粒大。5.晶粒细化剂质量存在波动(有效形核质点偏少)。

纵向条纹缺陷产生原因:嘴辊间隙过小,嘴唇前沿摩擦辊面形成摩擦印痕。2、铸嘴局部破损,铸轧时结晶条件遭破坏形成纵向条纹。3、铸嘴嘴唇前沿挂渣,或嘴腔局部堵塞,使铸轧条件改变,形成纵向条纹。4、嘴扇之间的接隙过大,易在接缝处出现纵向条纹。5、轧辊辊面磨削不好,易出现周期性纵向条纹。


扫码申请加入SMM铝行业交流群

微信二维码今日有色
微信二维码

微信扫一扫关注

下载app掌上有色
掌上有色

掌上有色下载

返回顶部返回顶部