DB15∕T 3321-2024 电解原铝液直接铸轧铝板工艺规范(内蒙古自治区).pdf

ICS 77.120.10 CCS H 60 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 33212024 电解原铝液直接铸轧铝板工艺规范 Process specification for direct casting and rolling aluminum sheet with electrolytic primary aluminum solution solution 2024-01-25 发布 2024-02-25 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 DB15/T 33212024 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.2 4 设备要求.2 生产设施.2 分析仪器.3 5 主原辅材料.3 常规组成.3 原材料要求.3 辅助材料要求.4 6 工艺流程.4 一般要求.4 生产工艺流程.4 7 生产工艺要求.5 配料及熔化.5 精炼及扒渣.5 除气净化.5 连续铸轧.5 废旧铝材料的处理.6 切卷打捆.6 成品检验.6 附录 A（资料性）电解原铝液直接生产铝板主要原辅料.7 DB15/T 33212024 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由内蒙古自治区工业和信息化厅归口。本文件起草单位：内蒙古自治区质量和标准化研究院、包头东方希望铝合金有限公司、鄂尔多斯市蒙泰铝业有限责任公司、内蒙古锦联铝材有限公司、联晟新能源有限公司、包头市新恒丰能源有限公司。本文件主要起草人：贾向春、李占元、霍晓东、涂伟伟、阴晏斌、仝立勇、李霞、冯平、张俊伟、张超、李洋、李彦男、孟志红、黄寿志、牛长雷、张小军、段超月、王娜、爱迪、韩绪言、托娅。DB15/T 33212024 1 电解原铝液直接铸轧铝板工艺规范 1 范围 本文件规定了电解原铝液直接铸轧（即连续铸轧）生产铝板的设备要求、主要原辅材料、工艺流程、生产工艺要求。本文件适用于电解原铝液（原材料中占比不少于50%）连续铸轧法生产铝板。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 1028 工业余能资源评价方法 GB/T 1196 重熔用铝锭 GB 1253 工作基准试剂 氯化钠 GB/T 2881 工业硅 GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分 GB/T 3864 工业氮 GB/T 3880.1 一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求 GB/T 3880.2 一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能 GB/T 3880.3 一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差 GB/T 3499 原生镁锭 GB/T 4153 混合稀土金属 GB/T 4842 氩 GB/T 7118 工业氯化钾 GB/T 8733 铸造铝合金锭 GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则 GB/T 17432 变形铝及铝合金化学成分分析取样方法 GB/T 24789 用水单位水计量器具配备和管理通则 GB/T 27677 铝中间合金 GB 30079.1 铝及铝合金板、带、箔安全生产规范 第1部分：铸轧 GB/T 34640.2 变形铝及铝合金废料分类、回收与利用 第2部分：废料的回收 GB/T 34640.3 变形铝及铝合金废料分类、回收与利用 第3部分：废料的利用 GB/T 39091 工业余热梯级综合利用导则 GB/T 40809 铸造铝合金 半固态流变 压铸成形工艺规范 YS/T 5 双辊式铝带连续铸轧机 YS/T 282 铝中间合金锭 YS/T 491 铝及铝合金用熔剂 YS/T 492 铝及铝合金成分添加剂 DB15/T 33212024 2 YS/T 601 铝熔体在线除气净化工艺规范 YS/T 665 重熔精铝锭 YS/T 769.1 铝及铝合金管、棒、型材安全生产规范 第1部分：挤压、轧制与拉伸 YS/T 1184 原铝液贮运安全技术规范 YS/T 5027 有色金属加工术语标准 3 术语和定义 YS/T 1184、YS/T 5027 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。原铝液 primary aluminum solution 从电解槽抽取的高温铝液。来源：YS/T 1184-2017，3.1 熔融态铝液 molten liquid aluminum 由电解原铝液、重熔用铝锭、重熔用精铝锭、重熔铝合金回炉料等为原料通过配料、熔化等工序形成，适用于铸轧生产铝及铝合金产品的铝液。连续铸轧 continuous cast-rolling 熔融金属直接在两旋转辊间结晶，并承受一定的热变形而制得坯料的方法。也称液轧、无锭轧制。来源：YS/T 5027-1995，3.4.8 4 设备要求 生产设施 4.1.1 基本要求 4.1.1.1 生产线宜配备熔保炉、除气过滤装置、铸轧机、剪切机、打捆机、卷取机等装置，各装置与铝液接触的材料无污染。4.1.1.2 熔炼设备应配有符合工艺控制要求的温度、时间控制装置及仪表显示装置，仪表显示装置应能正确反映时间、温度控制情况，浇铸机、轧制机速度应可控，并可存储数据以备查阅。4.1.1.3 应保证仪表的准确度，定期检定或校准。4.1.1.4 在生产过程中使用的用能设备宜优先选用节能、节水型设备。4.1.2 熔保炉 熔炼炉可按照工艺特点调温控温功能，保温温控范围是720 750，可实现取样、扒渣功能。4.1.3 除气装置 除气装置应符合 YS/T 601 的要求。DB15/T 33212024 3 4.1.4 过滤装置 4.1.4.1 过滤装置的静态温升不小于 30/h。4.1.4.2 过滤装置的熔体静态温差40。4.1.4.3 过滤装置预热温度为 700 800。4.1.5 铸轧机 4.1.5.1 安全需求应符合 GB 30079.1 的规定。4.1.5.2 性能要求应符合 YS/T 5 的规定。4.1.6 剪切机 4.1.6.1 刀片边部无毛刺无损伤。4.1.6.2 具有足够的剪切力。4.1.6.3 刀片有效长度大于铸轧最大宽度 200 mm。4.1.7 打捆机 4.1.7.1 具有全自动包装功能或半自动包装功能。4.1.7.2 捆头最大锁紧力应达到安全运输要求。分析仪器 产品检测环节使用分析仪器及检验装置如表1所示。表1 分析仪器及检验装置 检验产品种类 检测项目 检验仪器 取样位置 炉前检验 化学成分检验 光谱仪 按照GB/T 17432的规定进行 成品检验 氢含量检测 测氢仪 按照GB/T 3880.1的规定进行 低倍组织检测 酸洗槽 显微组织检测 显微镜 尺寸偏差 千分尺、卷尺 室温拉伸力学性能 拉力试验机 弯曲性能 弯曲试验机 5 主原辅材料 常规组成 常规组成包括：熔融态铝液、铝及铝合金成分添加剂和铝中间合金等，常规成分见附录 A。原材料要求 5.2.1 电解原铝液纯度应不小于99.50%，其他化学成分应符合表2的要求，铝中间合金符合GB/T 27677的规定。需方对化学成分有特殊要求时，由供需双方协商确定。DB15/T 33212024 4 表2 电解原铝液化学成分 化学成分 Si Fe Cu Mg V Zn 其他 总和 质量分数%0.22 0.30 0.02-0.03 0.05 0.03 0.05 5.2.2 电解原铝液温度为 750 900，主要原材料见附录 A 中表 A.1。5.2.3 重熔铝合金回炉料按质量分为四级：一级回炉料：化学成分合格的废铸件、浇道等；二级回炉料：排溢系统，如渣包等；三级回炉料：金属屑、碎小废料、坩埚底料及被污染的渣包等。四级回炉料：化学成分不清晰的废料。一级回炉料可不限比例添加使用；二级回炉料使用比例小于等于 30%；三级回炉料使用比例不应超过 8%，四级回炉料不作为原料掺用。辅助材料要求 5.3.1 添加的辅助材料应有明显标识，不易蒸发、无腐蚀性、无毒性，便于贮存。5.3.2 氩气使用应符合 YS/T 601 的规定，工业氮应符合 GB/T 3864。5.3.3 其他辅助材料要求见附录 A 中表 A.2。6 工艺流程 一般要求 6.1.1 鼓励以绿色电力直供的方式作为电力消费的首选途径。6.1.2 应按照 GB/T 1028、GB/T 39091 等标准的要求，鼓励对生产过程中产生的余压余热等采取回收和再利用措施，加强能源梯级利用。6.1.3 应按照 GB 17167 和 GB/T 24789 要求配备、使用和管理能源、水及其他资源的计量器具和装置。6.1.4 根据智能化发展需求，原则上宜采用行业推荐的自动化、智能化设备和操作系统，宜配套部署园区级、企业级智慧化管理平台。6.1.5 为保证生产过程可追溯，应保留各工序相应的生产记录，安全生产过程应符合 GB 30079.1、YS/T 769.1 的规定。生产工艺流程 工艺流程如图1所示。图1 电解原铝液直接生产铸轧铝板工艺流程 配料及熔化 精炼及扒渣 除气净化 连铸连轧 成品检验 切卷打捆 DB15/T 33212024 5 7 生产工艺要求 配料及熔化 7.1.1 应根据设备状况、产品类型、工艺操作状况以及产品性能要求（或客户订单要求），选取对应的原辅材料，通过配料计算确定各种入铝原料质量及杂质含量。7.1.2 生产入料时应合理规划每包原铝液走向，进行排包作业，原铝液的安全储运应符合 YS/T 1184的要求。7.1.3 加入电解原铝液前，应将器具上的残余杂质清除干净，并进行涂料防护处理。7.1.4 将所需熔炼炉、熔炼工具等使用前充分预热。预热温度为 300 500，熔炼炉需保温时间为 2 h 以上。7.1.5 熔炼之前应做好各项准备工作，包括烘炉、洗炉及清炉，煤气炉或天燃气炉应进行烟道清扫。7.1.6 装料前，固体炉料的表面应先进行清洁处理，然后在 150 300 的温度下进行干燥处理。7.1.7 根据熔炼炉容量，应先加入熔融态电解铝液，并分批装入对应比例的固体炉料，均匀搅拌。7.1.8 待铝液完全混合均匀后，取样分析熔融态铝液化学成分，根据分析结果做化学成分调整，化学成分分析取样方法应符合 GB/T 17432 的要求。7.1.9 根据产品牌号或订单合金要求确定需添加合金元素的用量，配料计算和核验应防止混淆。精炼及扒渣 7.2.1 用惰性气体对精炼罐吹气除去水分，将精炼剂装入精炼罐内，将通入惰性气体加对熔体补充精炼，按照铝液重量（1.00.5）计算精炼剂使用量，精炼时间为 10 min 30 min。7.2.2 搅拌铝液使其均匀，用惰性气体吹炼 5 min。7.2.3 使用扒渣车或人工对熔体表面浮渣进行清理，将浮渣缓慢扒入渣箱内。7.2.4 使用取样勺对铝液进行二次取样分析，净化除渣后，按照表 1 应进行熔体炉前检验,检验要求应符合 GB/T 40809 中熔体炉前质量检验的规定。除气净化 7.3.1 将熔体加热到(700 5)，采用旋转喷吹氮气或氩气进行净化处理，气体流量为(10 0.5)L/min，其他要求应符合 YS/T 601。7.3.2 采用过滤装置对熔体进行过滤，除去氧化杂质。宜采用陶瓷过滤板、氧化铝过滤球或其他过滤装置对熔体进行过滤操作，过滤前应预热至 750 以上，保持 10 min。7.3.3 除气箱和过滤箱按升温曲线提前升温至 400，注入铝液前烘烤溜槽，调整保温炉的铝熔体温度。7.3.4 检查放干口流眼、除气箱与溜槽搭接处密封良好，断开加热棒电源，同时开启氩气。注入铝液10 分钟后，启动加热棒。7.3.5 对于各系合金，可按需要选择变质处理，变质应符合 GB/T 40809 的规定。连续铸轧 7.4.1 轧辊准备与安装应根据轧辊检查结果与工艺卡凸度要求决定进行车削或磨削，检查轴承润滑与磨损，合格后进行装配，依据轧辊经选择垫块厚度，调整中心标高。7.4.2 应清洗与检查轧辊，并烘烤应满足工艺生产需求。7.4.3 应空载运行卸卷小车、巻取机、液压剪、夹送辊、喷涂装置、偏导辊，设定铸轧工艺参数，调整辊缝，辊缝两边差应小于 0.02 mm。DB15/T 33212024 6 7.4.4 安装铸嘴并检查间隙。7.4.5 依次安装横浇道、前箱、活动溜槽，确认密封性能，应对溜槽各段分别预热。7.4.6 将所得铝液进行铸轧，熔炼炉熔体温度控制及调整铸轧参数应符合表 3 要求。表3 铸轧参数要求 合金 熔炼炉熔体温度 轧制速度 mm/min 轧制力 T 铝液液面波动偏差 mm 1 x x x 700750 10001200 400 700 1 8 x x x 720760 8001000 3 x x x 700700 7.4.7 根据铸轧工艺卡监控前箱温度、冷却水温、水压、铸轧速度、钛丝、氩气流量、压力、除气箱转子转速等工艺参数，检查板面外观质量、外形尺寸和板面质量，保持设备运行状态良好。废旧铝材料的处理 生产过程中产生的铝废料经处理后应回收循环使用，废料回收和利用应符合GB/T 34640.2和GB/T 34640.3的要求。切卷打捆 7.6.1 应按工艺要求剪切铝卷。7.6.2 成品入库保证吊运安全，标识清楚，计量准确。7.6.3 停机时，应堵流眼，停钛丝，停止铸轧机运行，放干并清理溜槽，根据后续工作任务调整除气箱、过滤箱状态。成品检验 7.7.1 化学成分应符合 GB/T 3190 的要求，牌号、状态、尺寸满足 GB/T 3880.1 的要求。7.7.2 尺寸偏差应符合 GB/T 3880.3 的要求。7.7.3 低倍组织、显微组织应符合 GB/T 3880.1 的要求。7.7.4 铝板材的室温力学拉伸性能、弯曲性能应符合 GB/T 3880.2 的规定。DB15/T 33212024 7 A A 附录A （资料性）电解原铝液直接生产铝板主要原辅料 A.1 配制生产铝板所用的主要原材料 铸轧铝板的主要原材料见表 A.1。表A.1 配制生产铝板所用的主要原材料 序号 名称 技术标准 主要用途 1 重熔用铝锭 GB/T 1196 配制一般变形铝合金 2 重熔用精铝锭 YS/T 665 配制各种优质变形铝合金 3 工业硅 GB/T 2881 配制铝硅中间合金 4 铝中间合金锭 YS/T 282 配制一般含硅铸造铝合金 5 铸造铝合金锭 GB/T 8733 熔制各种铸造铝合金 6 原生镁锭 GB/T 3499 配制含镁铸造铝合金 7 铁剂 YS/T 492 配制含铁的铝及铝合金 8 锰剂 YS/T 492 配制含锰的铝及铝合金 9 铜剂 YS/T 492 配制含铜的铝及铝合金 10 钛剂 YS/T 492 配制含钛的铝及铝合金 11 混合稀土金属 GB/T 4153 变质剂 A.2 配制生产铝板所用的常用辅助材料 铸轧铝板的常用辅助材料见表 A.2。表A.2 配制生产铝板所用的常用辅助材料 序号 名称 技术标准 主要用途 1 氩 GB/T 4842 铝合金除气剂 2 工业氮 GB/T 3864 3 氯化钠 GB 1253 配制铝硅合金变质剂 4 工业氯化钾 GB/T 7118 5 铝及铝合金精炼剂 YS/T 491 用于炉内精炼，降低铝熔体中氢含量，达到渣铝分离的效果 6 铝及铝合金覆盖剂 YS/T 491 用于覆盖铝熔体，防止熔体烧损及吸气