【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制后的鋁帶材表面總會(huì)帶有少量殘存的軋制油、各種氧化物和軋制碎屑，表面必須徹底清洗。前處理是保證涂裝工藝的重要步驟，是保證涂層板產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序。在清潔的基材表面進(jìn)行化學(xué)處理或電解處理，化學(xué)處理過(guò)程中將形成以Cr6+和Cr3+為基本骨架的網(wǎng)狀化學(xué)轉(zhuǎn)化膜；熱電解過(guò)程中將形成氧化膜，并以此增加基材與涂層之間的附著性，提高基材的防腐性和涂層的耐久性。因此，鋁帶材涂層前的前處理包括脫脂和成膜兩個(gè)過(guò)程。熱電解過(guò)程的脫脂清洗和成膜處理是基于熱電解形成的氧化膜比常溫的更軟、不易碎的機(jī)理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)展了熱電解前處理工藝。在新的電解工藝中，沒(méi)有堿脫脂部分；帶材直接進(jìn)入稀硫酸溶液的前處理槽，在帶有電流的電極中通過(guò)，但沒(méi)有直接接觸。熱酸和電解產(chǎn)生的大量氣泡徹底清洗帶材，表面產(chǎn)生一層非常薄的陽(yáng)極氧化膜，其柔韌性和附著力會(huì)更好。這層膜無(wú)毒，更適應(yīng)于需要深沖的食品罐。，熱電解工藝在一個(gè)寬的時(shí)間范圍。若其它參數(shù)恒定，唯一的可視影響的是一分鐘后帶材表面無(wú)光澤，這一點(diǎn)，用戶是不能接受的。上述時(shí)間范圍的實(shí)際意義是生產(chǎn)線帶速甚至降到爬行速度，都不會(huì)影響油漆附著力。熱電解工藝能夠運(yùn)行更高速度，現(xiàn)在運(yùn)行在德國(guó)的生產(chǎn)線速度達(dá)到300米/分鐘，北美生產(chǎn)線設(shè)計(jì)為450米/分鐘。 裝備與技術(shù)本文跟蹤、精煉、匯集了21世紀(jì)世界鋁板帶箔加工及裝備最新的技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展和實(shí)踐。 ● 熔鑄技術(shù)及設(shè)備：熔爐蓄熱式燃燒現(xiàn)代技術(shù)；熔體攪拌現(xiàn)代技術(shù)（EMS電磁攪拌和EMP電磁泵技術(shù)）；熔體凈化處理現(xiàn)代技術(shù)（各種設(shè)計(jì)的熔體在線處理最新技術(shù)）；鋁合金鑄造現(xiàn)代工藝技術(shù)（現(xiàn)代低液位結(jié)晶器和結(jié)晶器液面自動(dòng)控制鑄造技術(shù)）；現(xiàn)代復(fù)合錠鑄造技術(shù)。● 軋制技術(shù)及設(shè)備： 雙粗軋 多機(jī)架熱精軋 雙卷取組合的熱軋工藝配置生產(chǎn)線；鋁帶熱、冷連軋工藝過(guò)程自動(dòng)控制現(xiàn)代技術(shù)（LEVEL2級(jí)現(xiàn)代集成化控制技術(shù)）；熱、冷連軋機(jī)CVC、DSR、TP輥配置的板凸度及平直度現(xiàn)代控制技術(shù)；熱、冷連軋裝備及工藝技術(shù)的再開(kāi)發(fā)；熱粗軋斜軋工藝技術(shù)；連鑄連軋工藝技術(shù)；冷軋現(xiàn)代板形控制技術(shù)的特殊設(shè)計(jì)（SCR輥和HES熱邊噴射系統(tǒng)）；冷軋DS鋁帶干燥控制系統(tǒng)；冷軋含油空氣洗滌系統(tǒng)；軋制潤(rùn)滑現(xiàn)代技術(shù)（熱軋乳基潤(rùn)滑、冷軋水基潤(rùn)滑、冷軋油基潤(rùn)滑）● 精整技術(shù)及設(shè)備：現(xiàn)代拉矯、輥矯技術(shù)（Levelflex174。型張力矯技術(shù)；Pure Stretchlevelflex174。 型純拉伸矯彎技術(shù)；矯直輥直徑漸近向大變化設(shè)計(jì)新理念的Tensionleveller技術(shù)；拉矯在線AFC技術(shù)）；中厚板拉伸矯直技術(shù)；鋁板帶精確切邊技術(shù)；鋁箔精確分切技術(shù)；靜電涂油新技術(shù)；多功能精整生產(chǎn)線閱覽；涂層近紅外固化技術(shù)；鋁卷，鋁板自動(dòng)包裝生產(chǎn)工藝。● 機(jī)加工技術(shù)及設(shè)備：高速扁錠切削帶鋸系統(tǒng)（扁錠切削Drylube干式潤(rùn)滑技術(shù)、扁錠鋸長(zhǎng)度精度控制技術(shù)、鋸屑旋風(fēng)吸收系統(tǒng)）；現(xiàn)代扁錠銑床系統(tǒng)（立軸式、臥軸式單面、雙面銑，側(cè)邊銑；激光掃描鋁錠表面檢測(cè)技術(shù)、銑屑收集處理）；高表面高精度軋輥磨輥技術(shù)（減震墊床身新設(shè)計(jì)、軋輥的自動(dòng)磨削、軋輥的凸度磨削、軋輥的測(cè)量和檢測(cè)）?！? 熱處理技術(shù)及設(shè)備：大型鋁合金熱處理爐（鑄錠均質(zhì)爐，鑄錠加熱爐，厚板退火與時(shí)效爐）溫度精控技術(shù)；爐體節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心技術(shù)；鋁合金帶材氣墊式退火、輥底式淬火熱處理溫度精控技術(shù)；鋁合金帶、箔材箱體式退火爐溫度精控技術(shù)?！? 物流技術(shù)及設(shè)備：鑄錠銑面機(jī)的碎片收集、處理、貯存并直接進(jìn)入熔煉EMP電磁泵系統(tǒng)；現(xiàn)代物流 熱、冷軋卷綜合高架智能庫(kù)；軋制卷平面智能庫(kù)；軋制板材高架智能庫(kù)?！? 在線檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備：熔體ALSCAN氫含量檢測(cè)技術(shù)；熔體LIMCACM粒子含量檢測(cè)技術(shù)；熱精軋板厚度凸度和板型集成化測(cè)量系統(tǒng)；熱軋溫度檢測(cè)及溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)；鋁帶在線表面檢測(cè)技術(shù)；表面陽(yáng)極氧化檢測(cè)技術(shù)；建筑幕墻檢測(cè)技術(shù)?！? 點(diǎn)滴技術(shù)及設(shè)備選讀—— 熔體攪拌現(xiàn)代技術(shù)（EMS電磁攪拌和EMP電磁泵技術(shù)）1 熔體EMS電磁攪拌技術(shù)ABB公司開(kāi)發(fā)的EMS電磁攪拌技術(shù)用于熔鋁爐已有近50年的歷史。由于它對(duì)鋁熔體的攪拌效果充分保證了熔體化學(xué)成分和溫度的均勻性，因此對(duì)于新建設(shè)的大型鋁加工廠都采用了這一現(xiàn)代技術(shù)。目前，在設(shè)備配置中普遍采用的是兩臺(tái)熔鋁爐配置一臺(tái)電磁攪拌裝置，兩臺(tái)熔鋁爐爐底之間設(shè)計(jì)有軌道相通，可將電磁攪拌裝置按指令傳輸?shù)絻膳_(tái)熔鋁爐爐底的指定位置，見(jiàn)圖所示。圖 底裝式EMS及相通軌道1） EMS工作原理EMS安裝在熔鋁爐在爐底或爐側(cè)處，有一塊不銹鋼（奧氏體不銹鋼），EMS位于此無(wú)磁性不銹鋼板附近。EMS線圈中的低頻電流產(chǎn)生一個(gè)可移動(dòng)的行波磁場(chǎng)，此行波磁場(chǎng)穿透不銹鋼板并在熔池內(nèi)產(chǎn)生攪拌力。在圖中，攪拌力驅(qū)動(dòng)熔池鋁熔體，均勻熔池上下表面溫度；同時(shí)均勻合金化學(xué)成分。由攪拌力產(chǎn)生的熔體流動(dòng)降低了熔池上表面的過(guò)熱，從而減少了氧化鋁的產(chǎn)生。由于電磁攪拌時(shí)爐門(mén)關(guān)閉，攪拌在爐內(nèi)充分進(jìn)行，見(jiàn)圖所示。顯然和人工攪拌相比，避免了燒嘴產(chǎn)生的熱量向爐外散失，這樣不僅降低了能耗，還大幅度的提高了生產(chǎn)效率。圖 攪拌力產(chǎn)生的熔體流動(dòng)由于EMS與熔體不接觸，本身也沒(méi)有移動(dòng)部件，所以維護(hù)費(fèi)用低。EMS的線圈由絕緣的矩形斷面中空銅管組成，見(jiàn)圖所示。固定在鐵芯周圍以防止因線圈振動(dòng)導(dǎo)致的裂紋和絕緣失效。線圈采用內(nèi)部水冷卻，并可以實(shí)現(xiàn)最小水量的有效冷卻。圖 矩形斷面中空銅管2 EMS現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1）安裝靈活、使用方便可以安裝在爐體的底部，也可安裝在爐體的側(cè)邊，底裝或側(cè)裝式EMS，見(jiàn)圖所示。 圖 底裝或側(cè)裝式線圈 2）熔體溫度均勻在23分鐘內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)熔池熔體溫度基本完全均勻。3）減少氧化渣有關(guān)試驗(yàn)證明：在熔池內(nèi)對(duì)鋁熔體使用電磁攪拌比較沒(méi)有對(duì)鋁熔體使用電磁攪兩者相比，可減少氧化渣28%。4）提高生產(chǎn)效率有關(guān)試驗(yàn)證明：采用EMS，生產(chǎn)效率提高可51%。5）合金元素成分均勻選擇最難熔化的AlSi中間合金進(jìn)行試驗(yàn)。兩種工藝條件，一種工藝是采用了EMS，%上下范圍所用的時(shí)間是32分鐘；另一種工藝是在開(kāi)始階段采用人工攪拌68分鐘（% 上下），然后更換為EMS操作。%上下的硅含量范圍所用的總時(shí)間要超過(guò)120分鐘。從另外一個(gè)角度說(shuō)，采用EMS工藝使硅含量迅速均勻的情況下，也就是大大提高了生產(chǎn)效率。2 熔體EMP電磁泵技術(shù)1992年，Alan M Peel公司開(kāi)發(fā)的熔體EMP電磁泵新技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用。新設(shè)計(jì)的熔化系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)力并瞬間可逆的循環(huán)熔煉系統(tǒng)，它和EMP成為一體，并以一種獨(dú)特的方式，即通過(guò)一個(gè)裝料井把各種形狀的鋁金屬和合金元素加入到熔爐中，如圖所示。 圖 配置EMP的熔化系統(tǒng)1） EMP工作原理從圖中可見(jiàn)，連接熔爐和裝料井的兩個(gè)旁路組成了熔化系統(tǒng)鋁金屬熔體流的回路，在其中一個(gè)旁路中安裝了EMP。EMP本身沒(méi)有移動(dòng)部件，當(dāng)EMP工作時(shí)，裝料井中的鋁金屬熔體立即在強(qiáng)大的電磁力作用下形成高速渦旋式的鋁金屬涌流，如圖所示，使之通過(guò)兩個(gè)旁路回流的鋁金屬熔體迅速的達(dá)到成分均勻，溫度均勻。此時(shí)，無(wú)論是極細(xì)小的板錠銑面碎屑、板帶切邊時(shí)的切邊碎片和鋁箔打包廢料，還是鋁錠和合金錠（塊），在加入裝料井的瞬間就完全浸沒(méi)在旋渦式的熔化金屬中。這樣一種加料方式會(huì)使鋁金屬熔體氧化損失的可能性達(dá)到最小值。圖 高速渦旋式的鋁金屬涌流 圖 EMP裝置 EMP是循環(huán)熔煉系統(tǒng)的心臟，由圍繞一個(gè)碳化硅管的多層線圈裝置組成，如圖所示。線圈保持在不銹鋼水冷的帶端環(huán)支持的端板、板條和絕緣尖端連接桿內(nèi)。包括一個(gè)泵管重新襯里包的碳化硅管。這個(gè)管是由不銹鋼架支撐的。線性馬達(dá)原理是發(fā)展成熟的，廣泛用于整個(gè)工業(yè)。它使用磁排斥現(xiàn)象驅(qū)使導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)。纏繞在碳化硅管上的多層線圈產(chǎn)生的強(qiáng)大的磁場(chǎng)和相應(yīng)在鋁金屬熔體中感應(yīng)的渦流驅(qū)使新加入的鋁金屬和合金元素熔化。熔化的金屬被驅(qū)使向一個(gè)方向或另一個(gè)方向，取決于磁場(chǎng)的極性。增加和減少電壓控制流速。裝料井是一個(gè)耐火襯里的容器。是循環(huán)熔煉系統(tǒng)的第二個(gè)關(guān)鍵部件。電磁泵腿和返回腿連接裝料井和爐子，專利設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)確保在裝料井里產(chǎn)生渦流。并且電磁泵提供的是熔體表面下攪拌控制和液體金屬向下和水平運(yùn)動(dòng)的特殊設(shè)計(jì)。這種特殊設(shè)計(jì)就意味著在裝料井里的垂直流模式和折疊運(yùn)動(dòng)將把所有裝入的原材料，特別是薄的表面積大的碎片廢料瞬間快速的浸沒(méi)在熔化的金屬中。原材料和廢料被液體金屬的超級(jí)加熱所快速熔化，并在裝料井和熔爐的封閉回路中連續(xù)地循環(huán)。這種工藝原材料和廢料遠(yuǎn)離直接火焰，氧化損失最小。2） EMP優(yōu)勢(shì)上述可知，配置有EMP電磁泵的新熔煉系統(tǒng)專利技術(shù)的特點(diǎn)是原材料和廢料加入瞬間的旋渦浸沒(méi)技術(shù)、超級(jí)加熱的快速熔化技術(shù)、金屬熔體爐膛內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)技術(shù)。專利技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。（1）減少熔煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率可達(dá)25%取決于鋁金屬熔體的快速循環(huán)，能夠使各種形狀的原材料和廢料被更快熔入，合金添加劑熔化速度和達(dá)到鋁合金化要求的熔煉循環(huán)時(shí)時(shí)間明顯減少，加上徹底地?cái)嚢璐_保熔體更快地達(dá)到同質(zhì)性條件。（2）合金適應(yīng)性好配置有EMP電磁泵裝料井的另一個(gè)好處是所有的合金添加劑，例如硅、銅、鎂、錳、鐵和鈦不需要先制備中間合金， （3）廢料金屬回收率高，可達(dá)98%（4）增加溫度的均勻性 通過(guò)EMP系統(tǒng)的強(qiáng)力循環(huán)，流速達(dá)到每分鐘10噸，熔化的金屬在金屬熔體中很快有一個(gè)均勻的溫度。高循環(huán)速度可以使鋁熔體的溫度梯度最小化為4℃（取決于熔體的尺寸和深度）。（5）新的功能 引入在線除氣機(jī)理減少助熔劑注入機(jī)理，減少氯化鎂污染 —— 熱、冷連軋機(jī)軋輥凸度可變技術(shù)（CVC、DSR、TP輥配置）軋輥凸度可變技術(shù)近年來(lái)已經(jīng)廣泛用于鋁軋機(jī)上，除了經(jīng)常用的正負(fù)彎輥和潤(rùn)滑冷卻液噴射控制技術(shù)外，新的斷面凸度控制手段主要有SMS公司開(kāi)發(fā)的CVC輥技術(shù)、VAI公司開(kāi)發(fā)的DSR輥技術(shù)、IHI公司開(kāi)發(fā)的TP輥技術(shù)。1 CVC輥CVC技術(shù)是SMS公司的專利，它能用一組輥型曲線代替多套輥?zhàn)拥牟煌苟?，?shí)現(xiàn)連續(xù)變化凸度，并結(jié)合彎輥系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)較寬范圍的調(diào)節(jié)，優(yōu)化板帶平直度控制的機(jī)械系統(tǒng)。1）基本原理上、下工作輥輥面磨成S形，上、下工作輥S形相差180176。