青銅峽鋁業公司通過對國產連鑄連軋機組進行適當改進，合理選擇生產工藝參數，生產出各項性能指標符合國家標準的電工圓鋁桿產品。近年來公司對四條連鑄連軋生產線的相關工序進行技術改進，使產品質量與生產率穩步提高，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，年產量遠遠超過機組設計產能，并利用15架連鑄連軋機組開發生產出稀土電工圓鋁桿，產品市場十分廣闊，成為公司的主要利潤增長點。 　　 　　一、電工圓鋁桿連鑄連軋生產工藝 　　連鑄連軋生產工藝及工藝過程連鑄連軋生產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，可節約能耗，減輕工人勞動強度，產品成品率和生產率比較高，所以在世界各地得到普遍發展和應用。 　　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 　　青銅峽鋁業公司第一條電工圓鋁桿連鑄連軋生產線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線并安裝于二期電解系列鑄造車間，這兩條不同生產廠家的電工圓鋁桿連鑄連軋生產線，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）。在全國城鄉電網改造工程期間，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線，一條是于2000年安裝完成、2001年正式投產的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線為同一生產廠家制造，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條電工圓鋁桿生產線的連鑄機全部采用輪帶式連鑄機，直流電機調速控制，是所有連鑄設備中出坯速度最快的一種。 　　（1）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，隨鑄輪和鋼帶同步運行，經內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。 　　（2）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，澆注系統也不像兩輥式連鑄機那樣受鋼帶空間的限制，除可生產鋁桿外，還可生產其它鋁合金品種。 　　（3）改進應用在連鑄機運行過程中，針對實際生產中出現的問題，采取了多種措施對其進行改進完善。如調整張緊輪的水平與豎直位置，擴大澆注區域，實現平穩供流；鋼帶改型與改變焊接方式，延長鋼帶使用壽命；在小壓輥前設置調直鋼帶的導向平輥，防止鋼帶跑偏扭轉；仿形輥滾壓修復結晶輪內槽尺寸與現場車修結晶輪，保證脫坯順利；內外冷卻裝置采用三區段控制冷卻強度，每區冷卻強度都由各區閥門單獨控制等。改進后順利地實現了連續鑄坯。 　　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格的鋁桿。其三輥互為120°，使鑄坯沿軋輥外圓弧連續軋制，促使軋件均勻延伸，在無扭曲微張力的條件下進行軋制，保證內部組織及機械性能穩定，提高產品質量。 　　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，偶數機架為上傳動機架，奇數機架為下傳動機架，前后交替布置。采用圓一弧三角一圓系統孔型。主傳動直流電機分別通過齒形聯軸節與整體減速箱第九號、十號機架下的主軸聯接，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軸節與機架連接，在聯軸節上設有專門的安全剪切銷，當軋制過程中發生過載時，安全銷被切斷，防止事故發生，保護傳動齒輪和軸。每個機架前后分別裝有進出口導位，奇數機架入口導位為滾動式，偶數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。奇數機架入口導位為滑動式，偶數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生堆料與拉斷，出現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一調整，根據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律。 3、收線機13架A型、14架、15架連鑄連軋機組生產線均采用立式旋轉布線，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、生產工藝控制 　　1、嚴格控制爐內鋁液的化學成分 　　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，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，提高鑄坯的內部組織質量。 　　2、連續鑄錠在澆注系統中增設過濾裝置，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注次數；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地進入結晶腔，不產生紊流與湍流，保持流槽與中間包內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量的三要素，軋制時要根據鑄坯情況，及時、合理調整軋制參數，以保證鋁桿質量。 　　軋制溫度軋制溫度過高會使坯料內部低熔點組織物熔化而造成軋件過熱，出現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，根據實際經驗，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效率和機械性能。在鋁桿的化學成分與生產冷卻條件不變的情況下，軋制速度高時熱效應大，出現熱脆現象，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，對國產設備適當進行改進，優異的性能將會得到更大的發展。