气滑圆锭铸造生产.docx

气滑圆锭铸造生产 第一节.气滑圆锭铸造的技术创新点铝及铝合金圆铸锭气滑铸造（AirSlip）工艺控制研究。 通过采用目前世界上先进的气滑铸造（AirSlip）工艺，发挥技术优势，有效提高多品种产量和质量，节能降耗。 1）竖井生产线全计算机自动控制技术应用。 信息采集控制系统，选用WAGSTAFFAUTOCAST自动铸造控制系统对铸造流程进行监视和控制。监控对竖井生产线进行实时全自动控制，对保证气滑铸造（AirSlip）生产取得高质量的产品、低能耗、高成品率等铸造产品的经济技术指标起决定性作。 2）竖井生产线自诊断决策计算机系统应用。 采用先进的计算机及工业控制网络技术，对竖井生产线的各项生产数据进行计算机自动、实时采集、分析，及时捕捉生产规律，自动控制工艺参数、生产过程。 3）竖井生产线系统配置优化。 由于气滑铸造（AirSlip）生产工艺是第一次投入运行，掌握理论工艺参数是否能够达到实际铸造产品的技术标准，需要对竖井生产线各工艺能数进行在线调试及仿真研究。并根据究结果修订设计的边界条件，对气滑铸造（AirSlip）工艺各参数的配置进行优化。 4）数据采集、监控自动化技术。 WAGSTAFFAUTOCAST自动铸造控制系统，数据采集、处理采用SCAND系统用来控制涉及半连续铸造的流程变量。系统使用远程安装，架式固定计算机部件。所有的计算机系统的维护和监视都能在单一的地点完成。通过工业以太网与各节点PLC、HMI通讯，实现高速（10M/100M）、实时监控生产工艺的变化。 5）铸造设备监控自动化技术开发。 竖井生产系统原设计混合炉的倾动由操作台手动控制，经架设工业DH+网络并进行相应的软件开发后，整个竖井生产系统所有设备均在工业控制计算机上完成，只需在HMI上轻点一下，即可完成一个完整的铸次生产。 关键技术: 1）铝合金圆锭竖井半连续气滑铸造（AirSlip）理论。 铝合金圆锭气滑铸造（AirSlip）生产过程采用680--710°C的合金铝液在带有水、气、油配置的结晶器内，由晶粒结合成晶枝最后相变为固态金属。经过配料、精炼、除渣、静置后的电解原铝液，在计算机通过PLC控制液压比例阀开度，达到自动平稳控制浇涛平台液位，合金铝液平稳加注到水冷油润滑结晶器内，形成预定外形尺寸的固态铝合金。 合金铝液在水冷结晶器内只与润滑油接触，不和结晶器内的石墨环表面接触。在液态铝液下面是一个周围为固态，中间为液态的漏斗形的“液穴”。在液穴的底部是水冷结晶后的固态铸锭，随着铝液的不断流入和液一固相变的连续发生，根据选用的结晶器形状，就会铸造出各种外形的产品。 铝合金竖井铸造铝液相变主要分为三个阶段： a）最初铸模冷却区。在此阶段液态铝液开始与铸铸模冷却水接触。接近铸模的铝液由于将热量传递给冷却水，开始形成一层金属壳或金属薄皮。此结晶区的长短与水冷强度相一致。 b）缓慢冷却区。在此结晶区内由于铝液与结晶器喷射出的冷却水距离变远，热传递效果变差，使得液穴内部铝液在不断冷却结晶后使得结晶速度放慢。但晶体在此阶段仍处于不生产中。铸锭结晶后的固态外壳仍然会不断变厚。 c）超前冷却区。在这个阶段，冷却水高速喷射到铸锭表面，使液穴内部热量迅速传递到水中。根据不同的冷却水量、水温、铸造速度、合金特性决定铸锭内部相变速度。（其中铸造速度和合金特性是影响产品成形的决定性因素）在上述任意一个结晶区，液态/固态铝均不与水冷却结晶器内表面接触。 通过计算机（软件）、PLC（软件）、工业网络、传感、检测、执行等软硬件技术的结合，精确完成复杂的气滑铸工艺理论对设备、控制等的要求。在结晶器内表面安装有只透气性良好的石墨环，通过铸井平台上各管路系统将润滑油、压缩空气根据计算机系统设定的工艺参数，精确地供给60只同水平水冷铸模结晶器所需用量。根据不同种类合金所设定的工艺参数，可进行柔性变更，铸造出多种符合气滑铸造（AirSlip）质量标准的产品。 2）气滑铸造（AirSlip）生产工艺综述。 WagstaffMaxiCast热顶铸造系统是一个半连续的同一高度浇注工艺。熔融铝通过流槽系统直接流进个别嵌有铸造环的水冷却结晶器里。传统的DC铸造工艺在固化过程中，通过结晶器壁排出热量。这导致了厚的、不均匀的外表面壳。用气滑铸造（AirSlip）工艺，仅有很少的热量通过结晶器传递并散出。直接水淬冷从圆锭带走了绝大部分热量。这就导致了浅液槽，非常薄的壳，晶粒均匀和表面优良的圆锭。 气滑铸造（AirSlip）工艺适用较短的结晶器，较快的铸造速度，独立水喷嘴和独特的空气轴承，通过结晶器，把热萃取减低，并且增强二次冷却。提供到气滑铸造（AirSlip）结晶器的油和气，沿着结晶器环（石墨）通过环里的槽或通道流动。随着油气混合物流动通过渗透性石墨铸造环，它在熔融铝和铸造环之间形成了一个气体绝热层。这防止了