アルミニウムインゴット鋳造プロセスの概要

I. はじめに

アルミニウム電解槽で生産される一次アルミニウムの品質は大きく異なり、様々な金属不純物、ガス、非金属固体介在物が含まれています。アルミニウムインゴット鋳造の課題は、低品位アルミニウム溶湯の利用率を向上させ、不純物を可能な限り除去することです。

II. アルミニウムインゴットの分類

アルミニウム地金は、組成に基づいて、再溶解地金、高純度アルミニウム地金、アルミニウム合金地金の3種類に分類されます。また、形状とサイズによって、スラブ地金、丸地金、板地金、T字型地金などに分類されます。以下に、一般的なアルミニウム地金の種類をいくつか示します。

再溶解インゴット：15kg、20kg（≤99.80% Al）

T字型インゴット：500kg、1000kg（≤99.80% Al）

高純度アルミニウムインゴット：10kg、15kg（99.90%～99.999% Al）

アルミニウム合金インゴット：10kg、15kg（Al-Si、Al-Cu、Al-Mg）

板金インゴット：500～1000kg（板製造用）

丸棒：30～60kg（伸線用）

III. アルミニウムインゴット鋳造プロセス

アルミの取り出し - ドロス除去 - 重量検査 - 材料の混合 - 炉への投入 - 精錬 - 鋳造 - インゴットの再溶解 - 最終検査 - 最終重量検査 - 保管

アルミタッピング - ドロス除去 - 重量検査 - 材料混合 - 炉装填 - 精錬 - 鋳造 - 合金インゴット - 鋳造合金インゴット - 最終検査 - 最終重量検査 - 保管

IV. 鋳造プロセス

現在のアルミニウムインゴットの鋳造プロセスでは、一般的に注湯法が採用されています。注湯法では、アルミニウム溶湯を鋳型に直接注ぎ込み、冷却してから取り出します。製品の品質は主にこの段階で決まり、鋳造プロセス全体はこの段階を中心に展開されます。鋳造とは、溶融アルミニウムを冷却し、固体のアルミニウムインゴットへと結晶化させる物理的なプロセスです。

1. 連続鋳造

連続鋳造には、連続鋳造機を用いる混合炉鋳造と外部鋳造の2つの方法があります。混合炉鋳造は、アルミニウム溶湯を混合炉に注入して鋳造する方法で、主に再溶解インゴットや合金インゴットの製造に用いられます。外部鋳造は、るつぼから直接鋳造機に流し込む方法で、鋳造設備が生産要件を満たせない場合や、入ってくる材料の品質が悪い場合に用いられます。

2. 垂直半連続鋳造

垂直半連続鋳造は、主にアルミニウム線材、板材、および各種加工用変形合金の製造に用いられます。材料混合後、アルミニウム溶湯を混合炉に注ぎ込みます。線材の場合、鋳造前にアルミニウム溶湯からチタンとバナジウムを除去するために、専用のAl-Bディスクが追加されます。アルミニウム線材の表面品質は、スラグ、クラック、ガス孔のない滑らかでなければなりません。表面クラックは1.5mm以下、スラグとエッジのしわは2mmの深さを超えてはなりません。また、断面にはクラック、ガス孔がなく、1mm未満のスラグ介在物は5個以下である必要があります。板材の場合、精製のためにAl-Ti-B合金（Ti5%B1%）が追加されます。その後、インゴットは冷却され、取り出され、必要な寸法に切断され、次の鋳造サイクルの準備が整います。

MAT AluminumのMay Jiangによる編集