第一節(jié) 鋼鐵鑄造業(yè)

一、鑄鐵熔煉技術(shù)

以熔煉為中心的節(jié)能技術(shù)鑄件熔煉部分的能耗約占鑄件生產(chǎn)總能耗的50％。鑄鐵熔煉的節(jié)能技術(shù)主要有兩種。

1、采用熱風(fēng)、水冷、連續(xù)作業(yè)長(zhǎng)爐齡沖天爐沖天爐向大型化、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)方向發(fā)展是必然趨勢(shì)。
國(guó)外的鑄造企業(yè)把它作為一項(xiàng)重要節(jié)能措施加以應(yīng)用。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)也在這方面做了大量的工作，已有部分企業(yè)采用，取得了明顯的節(jié)能效果。例如，采用大排距雙層送風(fēng)沖天爐技術(shù)，可節(jié)約焦炭20％-30％，降低廢品率5％，Si、Mn燒損分別降低5％-10％；水冷無(wú)爐襯和薄爐襯沖天爐，連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，可節(jié)能30％以上；熱風(fēng)沖天爐既節(jié)能又環(huán)保。

2、采用沖天爐——電爐雙聯(lián)熔煉工藝沖天爐

電爐雙聯(lián)熔煉是利用沖天爐預(yù)熱、熔化效率高和感應(yīng)電爐過(guò)熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，來(lái)提高鐵液質(zhì)量，達(dá)到降低能耗的目的。近些年來(lái)，隨著焦炭、生鐵等原材料價(jià)格大幅上揚(yáng)和鑄件品質(zhì)要求越來(lái)越高，單獨(dú)使用電爐熔煉日益增多，利用夜間低谷電生產(chǎn)，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果。

二、鑄鐵件的生產(chǎn)狀況和趨勢(shì)

1、產(chǎn)量增長(zhǎng)速度減慢

20世紀(jì)60年代以來(lái)，全世界鑄件生產(chǎn)發(fā)展很快，到80年代以后，增速減慢。20多年來(lái)，美國(guó)鑄件產(chǎn)量從1981年的1388萬(wàn)噸，降至2002年1181萬(wàn)噸，日本也略有下降，德國(guó)基本持平。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是由于構(gòu)成鑄件用量的幾大支柱產(chǎn)業(yè)（汽車(chē)、建筑、機(jī)械等）在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展速度放慢，以及其它工程塑料、復(fù)合材料、陶瓷等競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。此外，技術(shù)進(jìn)步也是鑄件產(chǎn)量增速減慢的原因之一，最典型的例子是鋼鐵工業(yè)連鑄連軋工藝迅速推廣，使傳統(tǒng)的鋼錠模消耗顯著下降；鑄件本身強(qiáng)度的提高，使鑄件減薄減輕；在抗磨、減摩及耐腐蝕材料領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，使得鑄件本身的使用壽命有很大提高，也使鑄件按質(zhì)量的需求量有所降低。

中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家。改革開(kāi)放30余年來(lái)，由于汽車(chē)、建筑、機(jī)械、能源等主要支柱產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鑄件產(chǎn)量從1981年的500余萬(wàn)噸，增加到2002年的1626萬(wàn)噸，增長(zhǎng)了2倍多，自2000年以后連續(xù)位于世界第一。2007年我國(guó)鑄鐵件的產(chǎn)量達(dá)到4511099噸，比上年同期增長(zhǎng)58.03%。2008年我國(guó)鑄鐵件的產(chǎn)量達(dá)到6547612噸，比上年同期增長(zhǎng)24.79%

但是，從人均鑄件年產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，德國(guó)為56kg，美國(guó)和日本為45kg，而中國(guó)只有12.5kg；勞動(dòng)生產(chǎn)率，美國(guó)、德國(guó)為45～60噸/人•年，日本為60～85噸/人•年，而我國(guó)平均只有10噸/人•年左右（少數(shù)單位可達(dá)30噸/人•年）。因此，我國(guó)的鑄造生產(chǎn)尚有很大發(fā)展空間，鑄鐵件占整個(gè)鑄件產(chǎn)量的70%～80%，它更應(yīng)該獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

21世紀(jì)頭30年中國(guó)的鑄鐵產(chǎn)量預(yù)期仍然有較大的發(fā)展，但進(jìn)入后半世紀(jì)，也將出現(xiàn)現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家面臨的增速減慢甚至下降的現(xiàn)象。

2、科技和生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代鑄鐵提出了更高質(zhì)量要求

1）高強(qiáng)度

高強(qiáng)度是鑄鐵件減薄壁厚、減輕質(zhì)量，與其它材料競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)，新世紀(jì)鑄鐵的發(fā)展仍然離不開(kāi)強(qiáng)度的提高，包括：

①鑄鐵領(lǐng)域中處于最高強(qiáng)度的球墨鑄鐵將進(jìn)一步發(fā)展。美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家球墨鑄鐵占整個(gè)鑄件產(chǎn)量的比例增在30%以上，而我國(guó)近年雖有快速增長(zhǎng)，仍只占18%左右，因此球鐵所占比例還將進(jìn)一步提高。隨著熔煉、球化孕育處理的改進(jìn)，在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，鑄態(tài)球鐵比例將會(huì)提高；薄壁球鐵、大斷面球鐵件和大批量流水線穩(wěn)定生產(chǎn)球鐵件技術(shù)更趨成熟。

②大力發(fā)展高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵。要加強(qiáng)對(duì)灰鑄鐵件性能影響因素的綜合 研究 ，尤其要重視高碳當(dāng)量灰鑄鐵組織強(qiáng)化問(wèn)題，如何提高基體顯微組織硬度，增加組織中奧氏體枝晶數(shù)量、細(xì)化石墨、細(xì)化共晶團(tuán)是獲得性能優(yōu)良的高強(qiáng)度灰鑄鐵的關(guān)鍵。

③高強(qiáng)度又兼具其它優(yōu)良綜合性能的蠕墨鑄鐵不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，將得到迅速發(fā)展。

④高強(qiáng)度、高韌性的等溫淬火球鐵（ADI）將得到快速發(fā)展。ADI在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年以15%～20%的速度發(fā)展，替代了一部分球鐵件、碳鋼和合金鋼鑄件、鍛鋼件、表面淬火及氮化處理件、焊接件、鋁合金鑄件等，充分顯示其強(qiáng)度高、耐磨性好，動(dòng)載耐疲勞性及斷裂韌度好和制造成本低的優(yōu)勢(shì)，ADI是21世紀(jì)的高新材料，預(yù)期其發(fā)展速度將是最快的工程材料之一。

2）高使用性能

應(yīng)在最低的能耗和材料消耗下，力求提高鑄鐵件材料的使用性能，諸如抗磨耐磨性、耐熱性、耐蝕性、減震性、尺寸穩(wěn)定性以及機(jī)械加工性能，表面拋光性能等，從而提高零件的使用壽命。如我國(guó)抗磨材料年消耗200余萬(wàn)噸，僅磨球年需要量即達(dá)100萬(wàn)噸以上，不斷 研究 和提高抗磨鑄鐵的性能和質(zhì)量，不僅給企業(yè)由于減少消耗、降低成本帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，也為國(guó)家節(jié)省大量寶貴的金屬資源，帶來(lái)巨大社會(huì)效益。
3）鑄鐵產(chǎn)品凈形或近凈形化

鑄鐵產(chǎn)品凈形或近凈形化應(yīng)成為我們21世紀(jì)的追求目標(biāo)。目前我國(guó)鑄件尺寸精度比國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家低1-3級(jí)；表面粗糙度比國(guó)外差1-2級(jí)；發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的壁厚為4.2-4.5±0.8mm，而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家壁厚為3.2±0.5mm；同類(lèi)鑄件比國(guó)外重10%-20%；加工余量大1-3倍。因此，必須結(jié)合國(guó)情改造原有工藝、開(kāi)發(fā)和采用先進(jìn)的鑄造工藝，盡早改變此方面的落后面貌。一些汽車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)大批量流水生產(chǎn)企業(yè)如東風(fēng)汽車(chē)公司鑄造一廠于2002年用HWS靜壓線更新了使用30余年的KW高壓線；近年來(lái)一些合資和獨(dú)資的專(zhuān)業(yè)鑄造廠如華東泰克西鑄造廠和山西國(guó)際鑄造公司等都分別引進(jìn)了先進(jìn)的造型線，取得了良好效果。此外一些工廠采用消失模鑄造、金屬鑄造、V法、VRH法等先進(jìn)工藝。對(duì)單件、小批量、中大件特別是一些機(jī)床、閥門(mén)、通用機(jī)械推廣采用樹(shù)脂砂。砂處理方面，應(yīng)推廣采用優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的砂處理設(shè)備和先進(jìn)的型砂在線檢控技術(shù)裝備，嚴(yán)格控制型砂質(zhì)量；開(kāi)發(fā)推廣提高鑄件精度和表面質(zhì)量的專(zhuān)用涂料或空氣載體涂料等；以及繼續(xù)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造 行業(yè) 的應(yīng)用，在鑄鐵件生產(chǎn)上廣泛采用CAD/CAM/CAE技術(shù)。
3、對(duì)現(xiàn)代鑄鐵件具有更高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的要求

市場(chǎng)需求是生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。在經(jīng)濟(jì)全球化迅猛發(fā)展的今天，對(duì)鑄鐵件的需求除質(zhì)量好外，還要求生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低以及提供已切削加工的半成品、成品甚至已組裝的零部件等。這就要求現(xiàn)代鑄鐵生產(chǎn)廠在組織生產(chǎn)時(shí)，一定要根據(jù)鑄件的大小、質(zhì)量要求、批量等選擇合理的鑄造方法，使得達(dá)到同一質(zhì)量要求鑄鐵件的生產(chǎn)成本盡量低，交貨迅速，以提高其競(jìng)爭(zhēng)力。

此外，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，鑄鐵廠要生存發(fā)展，還應(yīng)具有較強(qiáng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和機(jī)加工能力，以滿足客戶(hù)的要求。有時(shí)還要主動(dòng)出擊，充分利用鑄鐵鑄造性能好的特點(diǎn)或采用消失模鑄造工藝，在設(shè)計(jì)方面加以改進(jìn)，將組裝件改成單一件，追求最大的經(jīng)濟(jì)效益。

在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，生產(chǎn)技術(shù)是否環(huán)境友好，能否實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減少污染排放及材料能否再生等也逐漸成為這種材料及其生產(chǎn)方法是否具有競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)志之一。

三、未來(lái)的發(fā)展方向
我國(guó)鑄造業(yè)雖有很好的基礎(chǔ)，具備了一定的實(shí)力，但從宏觀上來(lái)看，尚需在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)管理和技術(shù)開(kāi)發(fā)的內(nèi)容和方式等幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，以全面提高我國(guó)鑄造業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，保證在金融危機(jī)的形勢(shì)下能夠健康發(fā)展以及承擔(dān)起振興制造業(yè)的重任。

1、結(jié)構(gòu)調(diào)整方向

鋼鐵制造業(yè)雖具有很高的生產(chǎn)能力，進(jìn)入上世紀(jì)90年代后期，涌現(xiàn)了一大批很有實(shí)力的鑄造企業(yè)，但就整個(gè) 行業(yè) 而言，其現(xiàn)狀仍然是廠點(diǎn)散，從業(yè)人員多，效益低，鑄件質(zhì)量與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大差距。
根據(jù)我國(guó)鋼鐵鑄造業(yè)的現(xiàn)狀，借助國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)向?qū)I(yè)化發(fā)展。專(zhuān)業(yè)化有利于提高技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化智能化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高效益。由于以上專(zhuān)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，也就必然有利于企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的提高，有利于擴(kuò)大市場(chǎng)，擴(kuò)大產(chǎn)品批量。

2、鑄造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的發(fā)展方向

目前的形勢(shì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求發(fā)生了質(zhì)的變化。我國(guó)的鋼鐵鑄造業(yè)對(duì)此要有充分而清醒的認(rèn)識(shí)。應(yīng)從以下方面著手：

1）建立健全高水平的企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定出高于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，而且要跟蹤國(guó)際先進(jìn)水平，不斷更新。否則即使產(chǎn)品100%合格，但由于產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低，在國(guó)際市場(chǎng)上也不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品只有在國(guó)際市場(chǎng)上能與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)才有生命力。

2）建立質(zhì)量保證體系，并不斷提高運(yùn)行質(zhì)量

我國(guó)的鑄造業(yè)要在宣傳貫徹iso9000質(zhì)量管理和質(zhì)量保證系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)上下工夫，推動(dòng)企業(yè)實(shí)施質(zhì)量體系認(rèn)證工作。嚴(yán)格地按iso9000標(biāo)準(zhǔn)建立企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量保證體系，這對(duì)于促進(jìn)我國(guó)企業(yè)與國(guó)際接軌，強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面均有重要作用。再則，通過(guò)認(rèn)證僅標(biāo)志一個(gè)企業(yè)的質(zhì)量保證體系，在認(rèn)證前的有效性。企業(yè)在取得認(rèn)證的同時(shí)，要不斷提高全體員工的質(zhì)量意識(shí)，牢固樹(shù)立“質(zhì)量第一”、“以質(zhì)取勝”的觀念，保證我們的質(zhì)量體系高質(zhì)量運(yùn)行，且長(zhǎng)期有效。

3、鑄造業(yè)生產(chǎn)組織管理方法發(fā)展方向

鑄造業(yè)是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是資源和能源消耗大戶(hù)，要提高其經(jīng)濟(jì)效益，不單純是個(gè)技術(shù)進(jìn)步問(wèn)題，科學(xué)管理也十分重要。在鑄造生產(chǎn)中，最大限度地提高勞動(dòng)力，資本、資源和技術(shù)各生產(chǎn)要素的使用效率，實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)是使鑄造業(yè)獲得最大產(chǎn)出和效益的惟一方法。

由mrp(物料需求計(jì)劃)發(fā)展而來(lái)的mrpii制造資源計(jì)劃，在閉環(huán)mrp的基礎(chǔ)上，把物料流動(dòng)和資金流動(dòng)結(jié)合起來(lái)，并把企業(yè)的宏觀決策納入系統(tǒng)，形成一個(gè)完整的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息系統(tǒng)。制造資源計(jì)劃中資源包括了人力、物料、設(shè)備、能源、獎(jiǎng)金、空間和時(shí)間。各種資源在mrpii系統(tǒng)中都是以“信息”的形式來(lái)表現(xiàn)的，通過(guò)信息集成，對(duì)企業(yè)的多種制造資源進(jìn)行周密計(jì)劃，合理運(yùn)用，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。目前我國(guó)的mis(制造業(yè)管理信息系統(tǒng))大多以mrpii為指導(dǎo)思想組建的，是體現(xiàn)集約化生產(chǎn)思想的技術(shù)。我國(guó)的鑄造業(yè)應(yīng)將這些管理技術(shù)引進(jìn)來(lái)，通過(guò)結(jié)合鑄造實(shí)際的開(kāi)發(fā)，建立適應(yīng)鑄造企業(yè)應(yīng)用的mis軟件上，并在鑄造企業(yè)管理中推廣使用，使鑄造業(yè)集約化生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。

4、鋼鐵鑄造業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的發(fā)展方向

1）復(fù)雜形狀部件的整體化鑄造

鑄件一般多用于單體物件，最近已開(kāi)始向復(fù)雜形狀的部件發(fā)展。例如將蝸輪增壓器和排氣岐管兩種鑄件合成整體，用耐熱高速鋼的減壓吸引鑄造法而鑄成的最薄壁厚只有2mm的整體鑄件。

2）鑄件焊接技術(shù)

前期可焊接的都是鋼件，近來(lái)鑄鐵件在具表面經(jīng)過(guò)脫碳處理等工藝后也可以焊接了。汽車(chē)用的鑄件排氣歧管和高速鋼管焊接在一起，從面解決了由于鑄鐵件耐熱性不足而采用了高速鋼管的焊接結(jié)構(gòu)以適應(yīng)燃燒溫度。今后為達(dá)到廉價(jià)，性能好的目的分別制造焊接到一起的工藝也會(huì)有發(fā)展。

3）觸變鑄造（半熔融鑄造）技術(shù)

液體固體在共存的狀態(tài)下用高壓方法進(jìn)行鑄造的一種方法。這項(xiàng)技術(shù)是以鑄鐵為中心開(kāi)展起來(lái)的，也在向鋁合金方面展開(kāi)。

4）向機(jī)能材料方向發(fā)展

Nomag非磁鑄鐵、IMER低膨脹鋼都是機(jī)能材料鑄件。最近半導(dǎo)體 行業(yè) 需要的低熱膨脹材料鑄鐵、也在開(kāi)發(fā)中?？諝馀c金屬的復(fù)合材料發(fā)泡金屬，也將占有一席之地。轎車(chē)用剎車(chē)系統(tǒng)的鑄鐵件也是一項(xiàng)機(jī)能材料，鑄鐵的減衰能特性有利于轎車(chē)的安靜環(huán)境。

第二節(jié) 鋁合金鑄造業(yè)

一、鑄造鋁合金技術(shù) 分析

鑄造鋁合金是在純鋁的基礎(chǔ)上加入其他金屬或非金屬元素，不僅能保持純鋁的基本性能，而且由于合金化及熱處理的作用，使鋁合金具有良好的綜合性能。鋁及鋁合金在工業(yè)上占有重要的地位，大量用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，也廣泛用作建筑結(jié)構(gòu)材料、家庭生活用具和體育用品等。

在這類(lèi)合金中si是主要合金化元素，si改善合金的流動(dòng)性，降低熱裂傾向，減少疏松，提高氣密性。這類(lèi)合金具有好的耐腐蝕性能和中等的機(jī)加工性能，具有中等的強(qiáng)度和硬度，但塑性較低。按合金中的si含量多少，該系合金可分為共晶鋁硅合金(zl102、yl102、zl108、yl108和zl109)、過(guò)共晶鋁硅合金(zl1l7和yl1l7)和亞共晶鋁硅合金(其余合金).

zli02是典型的二元共晶鋁硅合金，合金中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-13%，該合金具有優(yōu)良的鑄造性能，但力學(xué)性能和切削加工性能較差。為了改善zl102合金的室溫和高溫力學(xué)性能，加入一定量的mg，cu和mn，成為zl108合金，使熱膨脹系數(shù)小，耐磨性能提高。zl109也是共晶鋁硅合金，與zl108合金相比，降低了cu含量，提高了mg含量，并且用ni代替mn，合金具有更好的耐熱性。zl108和zl109合金廣泛地用做內(nèi)燃機(jī)的活塞。yl102和yl108主要用作壓鑄合金。

亞共晶鋁硅合金中屬al-si-mg系的合金有zl101、zl101a、zl104、yl104、zl114a、zll15和zl1l6。這類(lèi)合金在成分上的主要區(qū)別是:zl104合金加入了mn，zl115合金加入了zn和他，zl1l6合金加入了ti和be，zl101a和zl114a合金是用高純度的精鋁作原材料，減少雜質(zhì)含量。這類(lèi)合金具有良好的鑄造性能，中等的力學(xué)性能和良好的抗腐蝕性能，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。屬于al-si-cu系的合金有zl105、zl105a、zl106、zl11o、zl111、zl107、yl112和yl113。前五個(gè)合金含有mg，后三個(gè)合金無(wú)mg，但cu含量偏高。此外在zli06和zl111合金中還加入了少量的mn和ticzl110合金的cu含量高，mg含量低。al-si-cu系合金具有良好的鑄造性能，中等的力學(xué)性能，抗腐蝕性能與al-si-mg系合金相比較差，yl112和yl113合金主要用作壓鑄合金，其他合金用于砂型鑄造、金屬型鑄造和精密鑄造等。

過(guò)共晶鋁硅合金中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般超過(guò)15%。美國(guó)的390.0合金、德國(guó)的ks281合金和我國(guó)的yl117合金中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%左右;我國(guó)的zl117合金、德國(guó)的ks280合金中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%左右;德國(guó)的ks282合金中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%左右。這類(lèi)合金隨著si含量的增加，密度減小，熱膨脹系數(shù)降低，硬度、耐磨性和體積穩(wěn)定性相應(yīng)提高，主要用作活塞材料，其主要缺點(diǎn)是難于機(jī)加工，對(duì)刀具的要求嚴(yán)格。

二、原鋁凈化和鑄錠工藝

1、原鋁凈化工藝

隨著現(xiàn)代工業(yè)及新材料的發(fā)展，新型的鋁合金材料不斷更新?lián)Q代，對(duì)精鋁的需求不斷增加。精鋁的生產(chǎn)方法目前主要有電化學(xué)法(三層液電解法)和物理法(偏析法)。三層液法雖然耗能大并會(huì)產(chǎn)生大量的鋁銅合金，但技術(shù)成熟，仍被許多國(guó)家采用。偏析法自20世紀(jì)80年代開(kāi)始成為 研究 熱點(diǎn)，偏析法在 研究 和發(fā)展過(guò)程中，由于采用的工藝路線不同，又細(xì)分為定向結(jié)晶法、旋轉(zhuǎn)分凝法和偏析冷凝法。日本、美國(guó)和法國(guó)多采用偏析法生產(chǎn)精鋁。

電磁凈化技術(shù)是20世紀(jì)80年代初提出的現(xiàn)已成為一種新型的鋼鐵凈化技術(shù)。目前已有的電磁設(shè)計(jì)方案有：穩(wěn)恒磁場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)、交變復(fù)合電磁場(chǎng)、行波磁場(chǎng)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)等。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)用于有色金屬的凈化的技術(shù)逐漸成熟。

2、鑄錠工藝

鑄錠是將熔化的金屬倒入永久的或可以重復(fù)使用的鑄模中制造出來(lái)的。凝固之后，這些錠（或棒料、板坯或方坯，根據(jù)容器而定）被進(jìn)一步機(jī)械加工成多種新的形狀。

現(xiàn)在鋁錠鑄造工藝一般采用澆鑄工藝。鑄錠過(guò)程是一個(gè)由液態(tài)鋁冷卻、結(jié)晶成為固體鋁錠的物理過(guò)程。

1）連續(xù)澆鑄

連續(xù)澆鑄可分為混合爐澆鑄和外鑄兩種方式。均使用連續(xù)鑄造機(jī)?；旌蠣t澆鑄是將鋁液裝入混合爐后，由混合爐進(jìn)行澆鑄，主要用于生產(chǎn)重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬包直接向鑄造機(jī)澆鑄，主要是在鑄造設(shè)備不能滿足生產(chǎn)，或來(lái)料質(zhì)量太差不能直接入爐的情況下使用。由于無(wú)外加熱源，所以要求抬包具有一定的溫度，一般夏季在690～740℃，冬季在700～760℃，以保證鋁錠獲得較好的外觀。

混合爐澆鑄，首先要經(jīng)過(guò)配料，然后倒人混合爐中，攪拌均勻，再加入熔劑進(jìn)行精煉。澆鑄合金錠必須澄清30min以上，澄清后扒渣即可澆鑄。澆鑄時(shí)，混合爐的爐眼對(duì)準(zhǔn)鑄造機(jī)的第二、第三個(gè)鑄模，這樣可保證液流發(fā)生變化和換模時(shí)有一定的機(jī)動(dòng)性。爐眼和鑄造機(jī)用流槽聯(lián)接，流槽短一些較好，這樣可以減少鋁的氧化，避免造成渦旋和飛濺，鑄造機(jī)停用48h以上時(shí)，重新啟動(dòng)前，要將鑄模預(yù)熱4h。鋁液經(jīng)流槽流入鑄模中，用鐵鏟將鋁液表面的氧化膜除去，稱(chēng)為扒渣。流滿一模后，將流槽移向下一個(gè)鑄模，鑄造機(jī)是連續(xù)前進(jìn)的。鑄模依次前進(jìn)，鋁液逐漸冷卻，到達(dá)鑄造機(jī)中部時(shí)鋁液已經(jīng)凝固成鋁錠，由打印機(jī)打上熔煉號(hào)。當(dāng)鋁錠到達(dá)鑄造機(jī)頂端時(shí)，已經(jīng)完全凝固成鋁錠，此時(shí)鑄模翻轉(zhuǎn)，鋁錠脫模而出，落在自動(dòng)接錠小車(chē)上，由堆垛機(jī)自動(dòng)堆垛、打捆即成為成品鋁錠。鑄造機(jī)由噴水冷卻，但必須在鑄造機(jī)開(kāi)動(dòng)轉(zhuǎn)滿一圈后方可給水。每噸鋁液大約消耗8-10t水，夏季還需附吹風(fēng)進(jìn)行表面冷卻。鑄錠屬于平模澆鑄，鋁液的凝固方向是自下而上的，上部中間最后凝固，留下一條溝形縮陷。鋁錠各部位的凝固時(shí)間和條件不盡相同，因而其化學(xué)成分也將各異，但其整體上是符合標(biāo)準(zhǔn)的。

2）豎式半連續(xù)鑄造

豎式半連續(xù)鑄造主要用于鋁線錠、板錠以及供加工型材用的各種變形合金的生產(chǎn)。鋁液經(jīng)配料后倒入混合爐，由于電線的特殊要求，鑄造前需加入中間合盤(pán)Al-B脫出鋁液中的鈦、釩(線錠)；板錠需加入Al-Ti-B合金(Ti5％B1％)進(jìn)行細(xì)化處理。使表面組織細(xì)密化。高鎂合金加2#精煉劑，用量5％，攪拌均勻，靜置30min后扒去浮渣，即可澆鑄。澆鑄前先將鑄造機(jī)底盤(pán)升起，用壓縮空氣吹凈底盤(pán)上的水分。再把底盤(pán)上升入結(jié)晶器內(nèi)，往結(jié)晶器內(nèi)壁涂抹一層潤(rùn)滑油，向水套內(nèi)放些冷卻水，將干燥預(yù)熱過(guò)的分配盤(pán)、自動(dòng)調(diào)節(jié)塞和流槽放好，使分配盤(pán)每個(gè)口位于結(jié)晶器的中心。澆鑄開(kāi)始時(shí)，用手壓住自動(dòng)調(diào)節(jié)塞，堵住流嘴，切開(kāi)混合爐爐眼，讓鋁液經(jīng)流槽流入分配盤(pán)，待鋁液在分配盤(pán)內(nèi)達(dá)到2／5時(shí)，放開(kāi)自動(dòng)調(diào)節(jié)塞，使鋁液流進(jìn)結(jié)晶器中，鋁液即在底盤(pán)上冷卻。當(dāng)鋁液在結(jié)晶器內(nèi)達(dá)到30mm高時(shí)即可下降底盤(pán)，并開(kāi)始送冷卻水，自動(dòng)調(diào)節(jié)塞控制鋁液均衡地流入結(jié)晶器中，并保持結(jié)晶器內(nèi)的鋁液高度不變。對(duì)鋁液表面的浮渣和氧化膜要及時(shí)清除。鋁錠長(zhǎng)度約為6m時(shí)，堵住爐眼，取走分配盤(pán)，待鋁液全部凝固后停止送水，移走水套，用單軌吊車(chē)將鑄成的鋁錠取出，在鋸床上按要求的尺寸鋸斷，然后準(zhǔn)備下一次澆鑄。

澆鑄時(shí)，混合爐中鋁液溫度保持在690～7l0℃，分配盤(pán)中的鋁液溫度保持在685-690℃，鑄造速度為190～21Omm／min，冷卻水壓為0.147～0.196MPa。鑄造速度與截面為正方形的線錠成比例關(guān)系：

VD＝K

式中V為鑄造速度，mm／min或m／h；D為錠截面邊長(zhǎng)，mm或m；K為常值，m2/h，一般為1.2～1.5。
豎式半連續(xù)鑄造是順序結(jié)晶法，鋁液進(jìn)入鑄孔后，開(kāi)始在底盤(pán)上及結(jié)晶器內(nèi)壁上結(jié)晶，由于中心與邊部冷卻條件不同，因此結(jié)晶形成中間低、周邊高的形式。底盤(pán)以不變速度下降。同時(shí)上部不斷注入鋁液，這樣在固體鋁與液體鋁之間有一個(gè)半凝固區(qū)．由于鋁液在冷凝時(shí)要收縮，加上結(jié)晶器內(nèi)壁有一層潤(rùn)滑油，隨著底盤(pán)的下降，凝固的鋁退出結(jié)晶器，在結(jié)晶器下部還有一圈冷卻水眼，冷卻水可以噴到已脫出的鋁錠表面，為二次冷卻，一直到整根線錠鑄完為止。

順序結(jié)晶可以建立比較滿意的凝固條件，對(duì)于結(jié)晶的粒度、機(jī)械性能和電導(dǎo)率都較有利。比種鑄錠其高度方向上沒(méi)有機(jī)械性能上的差別，偏析也較小，冷卻速度較快，可以獲得很細(xì)的結(jié)晶組織。

鋁線錠表面應(yīng)平整光滑，無(wú)夾渣、裂紋、氣孔等，表面裂紋長(zhǎng)度不大于1．5mm，表面的渣子和棱部皺紋裂痕深度不許超過(guò)2mm，斷面不應(yīng)有裂紋、氣孔和夾渣，小于lmm的夾渣不多于5處。

三、2008年鋁的生產(chǎn)情況

2008年國(guó)內(nèi)原鋁市場(chǎng)形成了歷史上最大的過(guò)剩。估計(jì)全年市場(chǎng)過(guò)剩量在52萬(wàn)t左右；產(chǎn)量增長(zhǎng)的顯著放緩。

2008年7月，中國(guó)原鋁產(chǎn)量為113.35萬(wàn)噸，較去年同期上升10.6％。今年1-7月產(chǎn)量總計(jì)7,735,300噸，較去年同期增長(zhǎng)13.8％。全年我國(guó)原鋁的產(chǎn)量為1310.5萬(wàn)噸。

2009年中國(guó)原鋁產(chǎn)量是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。高達(dá)600萬(wàn)t／a以上的閑置產(chǎn)能何時(shí)啟動(dòng)決定了2009年的總體產(chǎn)量。如果經(jīng)濟(jì)能如普遍預(yù)期的那樣在2009年下半年復(fù)蘇，預(yù)計(jì)中國(guó)原鋁產(chǎn)量將下降至1260萬(wàn)t，比2008年減少7.4%。
 

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