俞發(fā)普

（青海中鋁鋁板帶有限公司，青海 西寧 810100）

1 前言

目前市場對高檔次雙零鋁箔坯料需求旺盛，穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和低的生產(chǎn)成本是奪取市場份額的關(guān)鍵。我公司利用鑄軋法生產(chǎn)高檔次雙零鋁箔坯料比普遍采用的熱軋法生產(chǎn)具有生產(chǎn)成本優(yōu)勢，但質(zhì)量不穩(wěn)定，故穩(wěn)定雙零鋁箔坯料的質(zhì)量成為重中之重。生產(chǎn)鋁箔坯料時除控制熔體夾渣、氫含量、板形、表面質(zhì)量外，晶粒的控制也至關(guān)重要。而晶粒的細(xì)化在目前的企業(yè)生產(chǎn)中主要靠在線添加晶粒細(xì)化劑來實現(xiàn)，使用最多的是直徑為9mm左右的鋁鈦硼絲（Al5Ti2B）。但在生產(chǎn)中，經(jīng)常會出現(xiàn)成品Ti含量低和偏低現(xiàn)象，導(dǎo)致成品晶粒大小偏粗或晶粒分布不均現(xiàn)象，在下游廠家的雙零箔生產(chǎn)時容易引起箔材針孔增多甚至斷帶。所以穩(wěn)定1235合金的鈦含量至關(guān)重要，本文重在根據(jù)實踐數(shù)據(jù)對影響鈦含量的主要因素進(jìn)行分析，以求找出穩(wěn)定1235合金鈦含量的方法。

2 鋁鈦硼的細(xì)化機理

鋁鈦硼的細(xì)化機理目前尚無統(tǒng)一認(rèn)識，Al5Ti2B在鋁合金熔體中以TiAl3和TiB2的形式存在，TiAl3和TiB2粒子的形狀、大小、分布等對細(xì)化效果存在很大影響。TiAl3的形狀有塊狀、片狀、花瓣狀，其中以塊狀的細(xì)化效果最好[1]。TiB2的大小直接影響到其分布形態(tài)，TiB2粒子微小，其界面能高，容易形成密集型聚集狀態(tài)的TiB2顆粒，在細(xì)化時難發(fā)揮形核作用[2]，故TiB2粒子并非越小越好。

從微觀組織看，只有當(dāng)TiB2和TiAl3以均勻的方式存在時，這時與單位面積的鋁液接觸最廣，在結(jié)晶時能形成最多的晶核，起到最佳的細(xì)化效果。但現(xiàn)實中TiAl3和TiB2并不能理想的均勻分布，而是容易相互聚集或與氧化夾渣物聚集在一起，由于不能彌散的分布于鋁液當(dāng)中，當(dāng)結(jié)晶時不能形成足夠多的晶核，晶粒細(xì)化效果大大降低。同時合金中的TiAl3和TiB2密度比鋁熔體大，易產(chǎn)生聚集沉淀，使細(xì)化效果衰退，一般在5-6h后失效。

3 鈦含量的影響因素

3.1 熔煉工序的補鈦方式對鈦含量的影響

鑄軋之前采用的工藝為在轉(zhuǎn)爐前在熔煉爐添加鈦劑，這樣在添加后未經(jīng)過有效攪拌，鈦劑不能有效的擴散、彌散，與鋁熔體生成TiAl3粒子數(shù)量少，且一部分鈦劑容易沉積到爐底，導(dǎo)致下一爐預(yù)分析鈦含量偏高；現(xiàn)爐組補鈦采用在配料時與添加劑一起添加，這樣經(jīng)過后續(xù)的攪拌和精煉操作，使鈦劑與鋁液有效的擴散在一起，生成的TiAl3粒子數(shù)量多，由于配料離轉(zhuǎn)爐時間較短，不容易出現(xiàn)TiAl3聚集沉積現(xiàn)象。更改補鈦方式前后鈦含量變化數(shù)據(jù)如表一所示：

從表1可以看出，采用轉(zhuǎn)爐前補鈦的方式存在保溫爐鈦損失現(xiàn)象，而采用配料時補鈦的方式，預(yù)分析樣與保溫爐流口箱樣的鈦含量分析值基本一致。

從實際生產(chǎn)操作來看，更改熔煉爐鈦劑添加方式后，成品鈦含量出現(xiàn)偏低現(xiàn)象的幾率大為降低，三月份因鈦含量改制的卷數(shù)為22卷，四、五、六、七月份基本無出現(xiàn)因為鈦含量偏低而改制的鑄軋坯料。

表1 熔煉工序鈦劑不同添加方式的成品鈦含量

表2 不同鈦絲速度下的成品鈦含量

3.2 鋁鈦硼絲添加方式及添加速度對鈦含量的影響

鋁鈦硼絲添加時應(yīng)在流槽中心，由于流槽中心位置流體速度是橫斷面上最快的，在鈦絲加入到鋁熔體時，能使其中的TiAl3和TiB2更均勻的擴散到鋁熔體中，但其對成品鈦含量的影響較??；

鈦絲速度對成品的鈦含量至關(guān)重要，太快容易引起除氣爐出口流槽鈦沉積，進(jìn)而影響到過濾片，使過濾片容易堵塞，太慢則有可能產(chǎn)生粗晶；實際的鈦絲速度一般根據(jù)熔煉爐的預(yù)分析樣的鈦含量，通過計算公式（如下）得出一個合理的速度值。公式如下：

其中

A1—目標(biāo)鈦含量

A2—熔煉爐預(yù)分析的鈦含量（或保溫爐出口處鈦含量）

h—鑄軋坯料的板厚

B—鑄軋坯料的板寬

V1—鑄軋坯料的帶材速度

從表2可以看出，隨著鈦絲速度的增加，成品鈦含量也增加。這是在鋁鈦硼絲本身質(zhì)量，即內(nèi)部TiAl3和TiB2粒子分布均勻、大小適合的條件下產(chǎn)生的。若鋁鈦硼絲在添加時出現(xiàn)大量沉積，則即使鈦絲速度升到300mm/min，成品鈦含量也只有0.005%。這是由于鈦絲速度過快，鋁鈦硼絲在除氣爐出口處無法充分的熔解，而且流動的鋁熔體無法將其全部“沖刷”擴散，加劇了流槽底部的鈦沉積，從表面來看流槽底部形成大面積的粘稠狀物，如果在此處取樣分析，發(fā)現(xiàn)鈦含量異常的高，可達(dá)到0.03%以上。故鈦絲速度并不是越快越好。

從分析來說，使用雙鈦絲添加有利于緩解鋁鈦硼絲的沉積，實際使用效果有待驗證。

3.3 鈦劑（Al-75Ti）和鋁鈦硼絲質(zhì)量對鈦含量的影響

鈦劑質(zhì)量良莠不齊，鈦劑有時呈疏松狀或粉狀，在投入鋁液時，容易漂浮在氧化膜上，特別是夾渣表面上，后在經(jīng)過精煉、扒渣，隨夾渣一起扒出爐外，使得鈦劑的實際添加量大打折扣，故鈦劑質(zhì)量要求結(jié)實。

由于鋁鈦硼絲生產(chǎn)廠家生產(chǎn)工藝的區(qū)別導(dǎo)致鋁鈦硼絲質(zhì)量各異，主要表現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)TiAl3粒子與氧化物（夾渣物）聚集、TiB3粒子聚集，TiB2粒子大小不一，分布不均勻等，使用此類鋁鈦硼絲在相同工藝參數(shù)下極易在添加處產(chǎn)生大量粘稠物。

生產(chǎn)使用導(dǎo)致鈦含量偏低的鈦絲與鈦含量正常鈦絲的對比，如下圖所示：

4 結(jié)語

圖1 質(zhì)量異常鈦絲高倍圖

圖2 質(zhì)量正常鈦絲高倍圖

（1）熔煉工序鈦劑的添加方式采用配料時與添加劑一起添加，有利于鈦劑在鋁熔體中的更均勻的擴散，避免了熔煉爐的鈦沉積。

（2）在實際生產(chǎn)中，需根據(jù)合金、帶坯的寬度、厚度、帶材速度，依據(jù)鋁鈦硼絲速度計算公式，計算出合理的鋁鈦硼絲添加速度；添加時添加在流槽中間位置，盡量避免添加處形成大量的鈦沉積物。

（3）在實際生產(chǎn)中，需加強對鈦劑及鋁鈦硼絲的使用監(jiān)控，試用其他廠家的鋁鈦硼絲，以尋求質(zhì)量穩(wěn)定的鋁鈦硼絲。