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摘要：我国废铝的回收处理技术相对落后，产量不高，因此，提出绿色循环法生产8011单零箔坯料的研究。概述了运用绿色循环法生产8011单零箔坯料的工艺流程以及提升产品质量的措施，介绍了熔炼、铸轧、绿色循环生产等工艺参数，并讨论了工艺参数对单零箔坯料的影响。
关键词：绿色循环法；废料再利用；铸轧；8011合金；质量提升
随着我国经济的快速发展，对铝的需求逐年攀升。航空航天、交通运输、建筑等行业需要大量的铝，其中大部分的铝来自电解铝行业。但据统计，我国现有铝土矿储备量已经非常低，导致我国的铝加工产业过度依赖进口铝[1-4]。在此背景下，再生铝应运而生，再生铝是由废旧铝和废铝合金材料或含铝的废料，经过重新熔化提炼得到的铝合金或铝金属，是金属铝的一个重要来源。近年来，一方面随着熔炼、铸轧技术的进一步发展，再生铝资源在整个铝加工业原料中的比重越来越大；另一方面，随着原铝生产成本的增加、资源的日益紧缺和环境治理附加成本的增加，再生铝的生产优势也日益突出[5-8]。
与原铝生产相比，再生铝生产具有节约绿色环保、保护资源等优点。因此，利用再生铝生产铝合金产品能够解决我国的能源困境，并且符合我国的可持续发展战略[9，10]。现阶段，我国废铝的回收处理很原始，管理不规范，不同类型、不同质量的铝废料随意混放。大多数再生铝生产企业使用铝废料生产产品，因熔炼、铸轧等流程不规范，导致其铝合金产品质量往往达不到要求[11，12]。本文经过两年的生产实践，成功攻克用废料生产8011单零箔的关键技术，单零箔的产品质量得到提升，实现8011单零箔的绿色循环生产。本文利用绿色循环法生产的铝箔坯料（7.0mm）可生产0.01mm~0.02mm厚的单零箔，单零箔的性能、断带等质量问题得到有效的解决，产品质量、性能均满足下游客户的需求。本文主要介绍利用绿色循环法生产8011单零箔坯料的工艺流程以及过程中的质量控制，以期为铝制品行业提供有效的参考依据。
1设备介绍
本文主要从熔炼、铸轧、绿色生产三个方面介绍我司利用绿色循环法生产8011单零箔的工艺流程，下面介绍本文铸轧线的主要设备及其作用，如图1所示。
绿色循环法铸轧线主要设备的作用如下：
熔炉的作用：添加废料和中间合金，控制铝水成分；一次除渣；在熔炉内部和外部设置抽烟设备，吸取熔炼过程中出现的烟尘，防止造成环境污染。
保温炉的作用：除去铝水中的氢离子，对熔炉中的铝水进行二次除渣。
除气箱的作用：内设转子，通入高纯度氩气，除去铝水中的游离氢离子，防止在轧制时形成气道。
过滤箱的作用：过滤的最后一道工序，过滤掉铝水中的粗大颗粒，防止铸轧板中有粗大颗粒，导致后续轧制单零箔的过程中出现孔洞、夹渣。
前箱的作用：控制液面的高低，保证铸轧的连续进行。
轧辊的作用：内设冷却水通道，使铸轧区的铝水冷却成固态铝；配备喷火装置，防止粘辊。
2熔炼
2.1成分调整
为保证8011单零箔的性能和质量，对国标GB/T-3190-2008规定的8011的成分重新规范，运用绿色循环法生产8011单零箔坯料的化学成分见表1。
铸轧线主要设备
2.2投料熔炼
本文生产的8011单零箔坯料用的原料为生产过程中产生的废料。废料入炉时，遵循“先大后小”的原则，即装炉时先装大的铸轧废料，再加入小的冷轧废料。待添加的废料表面化平后进行搅拌，扒渣，搅拌和扒渣的时长高于20min，此过程不允许有大于5cm*5cm的浮渣。其次进行第一次精炼：熔炉中通入氩气将精炼剂（西盛W-715-7）均匀喷入，静置后扒渣，扒渣后铝液表面呈镜面。精炼温度740℃~760℃，静置时间≥20min，精炼剂用量1.2kg/t~1.5kg/t铝。
然后取样测试熔炉铝水成分，根据表1规定的成分，经过计算添加中间合金，中间合金采用ω（Cu）=50%，ω（Fe）=75%，ω（Si）=95%的速溶硅，配料后静置15~20min，静置后进行电磁搅拌，搅拌的时长高于30min，保证合金元素在熔体中均匀分布。随后进行第二次精炼，精炼剂用量0.6kg/t~1.0kg/t铝，其它要求同第一次精炼一致。
2.3导炉精炼
导炉前熔体的温度控制在740℃～750℃下，将铝水导入保温炉。导炉10min之内开始第一次精炼：保温炉中通过输入氩气将精炼剂均匀喷入，同时完成除气除渣的过程。精炼过程中，铝水温度控制在720℃~740℃之间，保温炉炉气温度控制在730℃~750℃之间，控制铝液腾起的高度在10cm~20cm之间，精炼时间高于30min，静置后进行扒渣，静置时间高于20min。保温炉第一次精炼结束后，6h之内进行第二次精炼除气除渣，与第一次精炼的要求相同。
2.4除气箱除气
保温炉中经过两次精炼后的铝液通过流槽进入除气箱，在除气箱通入高纯度的氩气进行除气，氩气的气体流量为35L/min~40L/min，转子的转速为480rpm~500rpm，除气箱的清理时间间隔为6h。除气过程中，保证除气箱的温度在710℃~730℃之间，铝液中的氢含量不高于0.12mL/100gAl。2.5过滤箱除杂
铝水通过除气箱进行除气后，进入过滤箱进行最后的除杂。为保证产品的质量，减少杂质对产品的影响，本文采用双级过滤方式进行过滤，一级过滤片为30ppi，二级过滤片为40ppi，过滤箱温度控制在690℃~720℃之间。为保证过滤箱的除杂效果，立板后，10天内更换过滤片（铸轧线的熔体流量为25t/天-35t/天）。2.6晶粒细化
通过在铝熔体中添加铝钛硼丝（AlTi5B1A），形成Al3Ti和B2Ti相化合物，成为非自发形核的核心，细化铸轧组织。经过试验验证，当钛丝的添加速度为13HZ~15HZ时，晶粒细化效果最好。同时，为防止钛的沉积，本文将钛丝添加点设置在除气箱末端；同时提高钛丝添加点的温度，以便更好的发挥钛丝细化晶粒的效果。
3铸轧
3.1轧制参数
铸轧步骤直接影响产品质量的好坏，从前箱到轧辊的工艺参数要严格控制。通过试验，在铸轧单零箔时，将前箱的温度控制在693℃~697℃之间，铸轧区的长度控制在52mm~55mm之间，辊缝控制在4.5mm~4.8mm之间，主机速度控制为710mm/min~730mm/min，轧制力为300T~700T，此时生产产品的效果最佳。
3.2冷却水
铸轧区的铝水接触轧辊变为固态，因此冷却水的质量直接影响到铸轧晶粒的优劣。本文对冷却水有严格的控制：冷却水流量为98m3/h~102m3/h，冷却水压为0.4MPa~0.7MPa，冷却水温为30℃~45℃，冷却水的硬度小于5mg/L，冷却水的杂质含量等指标如表2所示。
冷却水杂质含量标准
3.3坯料参数
铸轧板成形是铸轧的最后一道工序，这个过程主要控制板厚、板形、裂边质量等。本文规定，8011单零箔的板厚公差控制在6.7mm±0.3mm之间，中凸度控制在0.3%~0.8%之间，两边差不高于0.03mm，热板宽度为10mm~15mm，工艺裂边不高于2mm，窜层不高于2mm，酸洗晶粒度为一级，严禁有中心层偏析、腐蚀、热带等影响产品质量的情况发生。
4绿色循环生产
近年来，国家高度重视资源的绿色生产、可循环利用，我司用废料铸轧生产8011单零箔坯料，实现了铝的重复循环利用，不仅具备显著的经济优势，还具具备节约资源、保护环境等优点，受到政府政策的大力扶持。此外，在熔炼阶段，本文采用均匀吸风烟罩，烟气可直接回收到炉内，防止污染环境的情况发生；我司还为每台熔炉配备除尘设备，熔炉除尘系统收集烟尘，并且将其集中处理排放，满足绿色环保要求。
5结论
我司运用绿色循环法生产8011单零箔坯料，能源消耗低，节约资源，绿色环保；生产的单零箔坯料发至下游客户轧制0.01mm~0.02mm的封盖箔，根据现场跟踪以及客户的使用反馈，得出结论：本文利用绿色循环法生产的单零箔坯料完全符合客户需要，客户生产顺利，成品质量达标。
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