第一节.气滑圆锭铸造的技术创新点
1.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WAGSTAFF AUTOCAST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。
WAGSTAFF AUTOCAST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。
2.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℃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——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。这防止了熔融铝接触石墨环，气体通过结晶器的底部排出。气滑铸造（AirSlip）结晶器中的短结晶器孔，与很少的一次冷却结合，在圆锭退出结晶器时，形成一个较高的表面温度。要充分冷却这个较热的表面，要求用较大的水冲击力打击表面。气滑铸造（AirSlip）结晶器比传统的结晶器使用较高的水速度和较高的冲击角，形成快速固化，产生最小的下表面偏析。
3)气滑铸造（AirSlip）控制系统综述。
Wagstaff AutoCast™ 自动系统操作员控制台的控制与显示均在HMI上完成。同时，配有手动按钮控制
操作设备及功能，作为系统突发故障时的应急操作。操作员界面屏幕显示在一台装于操作员控制台的彩HMI监视器上。上位机组态画面是专门为气滑铸造（AirSlip）操作所设计的SCADA系统的一部分。
4)半连续竖井气滑铸造（AirSlip）计算机控制技术应用研究。
竖井铸造控制计算机在线智能辨识的多模模糊气滑铸造（AirSlip）控制技术，因为目前圆锭铸造过程中各项工艺参数能够在线实时测量，但自动气滑铸造（AirSlip）流程对产品提供更多的控制，这能够使产品达到一致的质量。Wagstaff 的AutoCast 自动铸造控制系统在操作员控制台与需要精确控制的参数如铝液温度、铸造下降速度和冷却水流量等硬件装置之间提供即时、双向的电子信息传递。
5)铸造速度控制由一个精确的大流量传感器，带有闭环反馈控
制，测量离开铸造柱塞的液压流速。
液压流量控制阀，由PLC操作，用以精确控制铸造速度。
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