一種鋁合金板帶連鑄連軋的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金板帶連鑄連軋的制備工藝，包括熔煉、連鑄連軋及收卷，具體包括配料、熔融攪拌、精煉處理、扒渣、靜置、晶粒細化處理、除氣、過濾除渣，得鋁合金液；然后水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯；所述模腔由鋼帶封閉結晶輪凹槽外緣所形成，模腔的四周側面均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴；所得鑄坯經(jīng)矯直后，進行三道熱連軋；然后剪切、收卷，即得。本發(fā)明改進澆鑄及冷卻方式，大大改善了鑄坯組織性能，使鑄坯厚度達到38~45mm、寬度達到500~800mm，設備投資小，生產(chǎn)可以靈活切換合金，設備損耗小產(chǎn)能大，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】
一種鍋合金板帶連鑄連$卩的制備工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于金屬加工技術領域，具體涉及一種鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝。 【背景技術】
[0002]目前，國內(nèi)外各種連鑄連乳板帶坯的方法有:1)雙鋼帶式有哈茲萊特法 (Hazelett)和凱撒微型法(Kaiser );哈茲萊特法設備投入大，產(chǎn)能高，產(chǎn)品質量僅能滿足產(chǎn)品表面要求不高的產(chǎn)品，生產(chǎn)合金少，不能經(jīng)常更換合金牌號，板帶坯厚度限制在12.7? 38.1 mm范圍內(nèi)；凱撒微型法設備投入小，產(chǎn)能低，板帶坯厚度為小于5 mm，板帶坯寬度限制在270?400 mm范圍內(nèi)。2)雙履帶式有勞納法(Casrter II )和亨特-道格拉斯法(Hunter-Douglas);勞納法設備投入大，產(chǎn)能高，板帶坯厚度一般為15?40 mm，寬度一般為600?1700 mm，鑄造速度一般為2?5 m/min，產(chǎn)品質量僅能滿足產(chǎn)品表面要求不高的產(chǎn)品，生產(chǎn)合金少， 不能經(jīng)常更換合金牌號；亨特-道格拉斯法與勞納法區(qū)別僅在于急冷塊返回過程中的冷卻方式，勞納法采用專門的冷卻系統(tǒng)進行冷卻，亨特-道格拉斯冷卻塊本身即帶有冷卻排熱作用而未配置專門的冷卻系統(tǒng)。3)輪帶式有波特菲爾德-庫爾斯法(Porterf ield-Coors)、利加蒙泰法(Rigamonti)、RSC法、曼式法(Mann)，目前所有輪帶式鑄板帶還受工藝及裝備條件限制，一般生產(chǎn)板帶還寬度不大于500 mm，厚度為20 mm左右?？傊?，現(xiàn)有國內(nèi)外連鑄技術制得的板帶還的厚度難以達到40 mm以上，并且板帶還寬度大于500 mm時，鑄造速度較低，最終板帶成品的性能也較差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金板帶連鑄連乳的制備工〇
[0004]—種鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，包括熔煉、連鑄連乳及收卷，具體包括以下步驟:(1)根據(jù)鋁合金成分進行配料，730?760°C熔融攪拌，得到鋁熔體;用氬氣將粉末精煉劑吹入鋁熔體中，同時，通入氬氣進行精煉處理、扒渣;然后730?750°C靜置20?40 min，經(jīng)晶粒細化處理后，除氣、過濾除渣，得到成分均勻的鋁合金液，鋁合金液的溫度為710?740°C;(2)將步驟(1)所得鋁合金液經(jīng)水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯;所述模腔由鋼帶封閉結晶輪凹槽外緣所形成，模腔的四周側面均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴，其中，水平澆鑄的溫度為690?710°C，結晶輪外緣的線速度為4?8 m/min，冷卻水的溫度不高于 35。。；(3)將步驟(2)所得鑄坯經(jīng)矯直后，進行三道熱連乳，控制入乳溫度為480?540°C;(4)經(jīng)剪切、收卷，即得。
[0005]優(yōu)選地，步驟(2)所述模腔沿徑向方向的尺寸為38?45 mm，模腔沿軸向方向的尺寸為500?800 mm，所述結晶輪的直徑為1400?1800 mm，所述鋼帶的厚度為2.5?3.5 mm。
[0006]進一步，所述結晶輪由鑄銅制成。
[0007]優(yōu)選地，步驟(1)所述粉末精煉劑的用量為1.5?3.0公斤/噸。
[0008]優(yōu)選地，步驟(1)所述晶粒細化處理采用鋁鈦硼作為細化劑。
[0009]進一步，所述晶粒細化處理采用以200 cm/min的速度逆流加入鋁鈦硼絲。[〇〇1〇] 優(yōu)選地，步驟(2)所述冷卻水的用量為400?600 m3/h。
[0011]優(yōu)選地，步驟(2)中所述靜置采用靜置爐，所述除氣采用在線除氣裝置，所述過濾采用陶瓷過濾裝置;步驟(3)所述矯直采用五輥矯直機。
[0012]優(yōu)選地，步驟(3)所述熱連乳鑄坯入乳厚度為35?45 mm，終乳厚度為7?9 mm，每道次的乳壓量比小于50%。
[0013]本發(fā)明針對目前國內(nèi)外輪帶式連鑄鋁板帶坯冷卻慢，組織不好，鋁合金鑄坯厚度受限的問題，改進澆鑄及冷卻方式，在進入由銅結晶輪上的凹槽與鋼帶構成的結晶腔入口， 通過水冷卻鋼帶及結晶輪，將熱量迅速帶走，從而使鋁熔體快速凝固。這樣大大改善了鑄坯組織性能，使鑄坯厚度達到38?45mm、寬度達到500?800mm，是目前國內(nèi)外連鑄連乳板帶鑄坯所達不到的厚度及寬度。設備投資小，生產(chǎn)可以靈活切換合金，設備損耗小產(chǎn)能大，水簾直噴式冷卻，使結晶輪冷卻強度大，產(chǎn)能達到30 t/h;產(chǎn)品質量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低?！靖綀D說明】
[0014]圖1為所述澆鑄模腔及冷卻設置的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。
[0016]下面實施例中熔煉采用兩組60噸的熔煉爐，靜置兩組采用60噸的靜置爐，除氣采用雙石墨轉子在線除氣裝置(鋁液處理能力為500 kg/min)，過濾采用陶瓷過濾裝置，矯直采用五輥矯直機，連乳采用三機架熱連乳機;所用粉末精煉劑為普通市售產(chǎn)品，成分為:粉末精煉劑成分:KN〇3 40%、C 6%、NaAlF6 20%、NaCl 10%、Na2SiF6 24%。[0〇17] 實施例1一種1100鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，包括熔煉、連鑄連乳及收卷，具體包括以下步驟:(1)1100鋁合金板帶生產(chǎn)采用電解鋁液添加重熔鋁錠降溫處理，配料添加Fe和Cu添加劑，750°C熔融攪拌，得到鋁熔體成分為:Si 0.067%、Fe 0.36%、Cu 0.087%;用氬氣將粉末精煉劑吹入鋁熔體中，粉末精煉劑用量為每噸鋁液用2公斤，同時，通入氬氣進行精煉處理、扒渣，通入氬氣壓力為0.〇8Mpa;然后735°C靜置30 min之后，以200 cm/min的速度逆流加入鋁鈦硼絲對鋁溶體進行在線晶粒細化處理，然后經(jīng)在線除氣和過濾渣除，將在線除氣設定為380轉/min，氬氣壓力為0.12MPa，得到成分均勻的鋁合金液，鋁合金液的溫度為730°C;(2)將步驟(1)所得鋁合金液經(jīng)中澆包水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯；如圖1所示，所述模腔由鋼帶4封閉結晶輪5凹槽外緣所形成，模腔的四周側面分別設有用于冷卻的外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2,外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴，所述外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2僅用于實現(xiàn)模腔的冷卻，采用現(xiàn)有技術的冷卻裝置結構即可實現(xiàn)，故不詳細贅述;所述模腔沿徑向方向的尺寸為40 mm，模腔沿軸向方向的尺寸為600 mm，所述結晶輪5的直徑為1600 mm，所述鋼帶4的厚度為3 mm;其中，所述結晶輪5由鑄銅制成，水平澆鑄的溫度為705°C，結晶輪5外緣的線速度為5.3 m/min，冷卻水的溫度為23°C，冷卻水的用量為530 m3/h;(3)將步驟(2)所得鑄坯經(jīng)矯直后(不經(jīng)過加熱升溫)，進行三道熱連乳，控制入乳溫度為503°C;鑄坯入乳厚度為40 mm，終乳厚度為7 mm，每道次的乳壓量比小于50%。
[0018](4)經(jīng)剪切、收卷，即得。
[0019]上述工藝制得的1100錯合金板帶無氣孔、疏松、夾渣，表面光潔，晶粒度達到一級； 獲得的1100合金板帶的H14狀態(tài)下力學性能為:抗拉強度131 MPa，伸長率10.6%。
[0020]實施例2一種5052鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，包括熔煉、連鑄連乳及收卷，具體包括以下步驟:(1 )5052鋁合金板帶生產(chǎn):采用電解鋁液添加重熔鋁錠降溫處理，配料添加Mg金屬錠和 Cr添加劑，750°C熔融攪拌，得到鋁熔體成分為:Si 0.045%、Fe 0.18%、Mg 2.46%、Cr 0.22%; 用氬氣將粉末精煉劑吹入鋁熔體中，粉末精煉劑用量為每噸鋁液用2公斤，同時，通入氬氣進行精煉處理、扒渣，通入氬氣壓力為0.08 Mpa;然后742°C靜置30 min之后，以200 cm/min 的速度逆流加入鋁鈦硼絲對鋁溶體進行在線晶粒細化處理，然后經(jīng)在線除氣和過濾渣除， 將在線除氣設定為380轉/min，氬氣壓力為0.12 MPa，得到成分均勻的鋁合金液，鋁合金液的溫度為730 °C;(2)將步驟(1)所得鋁合金液經(jīng)中澆包水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯；如圖1所示，所述模腔由鋼帶4封閉結晶輪5凹槽外緣所形成，模腔的四周側面分別設有用于冷卻的外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2,外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴，所述外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2僅用于實現(xiàn)模腔的冷卻，采用現(xiàn)有技術的冷卻裝置結構即可實現(xiàn)，故不詳細贅述;模腔沿徑向方向的尺寸為40 mm，模腔沿軸向方向的尺寸為600 mm，所述結晶輪5的直徑為1600 mm，所述鋼帶4的厚度為3 mm;其中，所述結晶輪5由鑄銅制成，水平澆鑄的溫度為708°C，結晶輪5外緣的線速度為4.3 m/min，冷卻水的溫度為28°C，冷卻水的用量為480 m3/h;(3)將步驟(2)所得鑄坯經(jīng)矯直后，經(jīng)過在線加熱升溫，進行三道熱連乳，控制入乳溫度為515°C;鑄坯入乳厚度為40 mm，終乳厚度為7 mm，每道次的乳壓量比小于50%。
[0021](4)經(jīng)剪切、收卷，即得。[〇〇22]上述工藝制得的5052鋁合金板帶無氣孔、疏松、夾渣，表面光潔，晶粒度達到一級； 獲得的5052合金板帶的H12狀態(tài)下力學性能為:抗拉強度235 MPa，伸長率15.8%。[〇〇23] 實施例3一種6063鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，包括熔煉、連鑄連乳及收卷，具體包括以下步驟:(1 )6063鋁合金板帶生產(chǎn):采用電解鋁液添加重熔鋁錠降溫處理，配料添加Mg金屬錠和 20%鋁硅中間合金，750°C熔融攪拌，得到鋁熔體成分為:Si 0.45%、Fe 0.18%、Mg 0.63%;用氬氣將粉末精煉劑吹入鋁熔體中，粉末精煉劑用量為每噸鋁液用2公斤，同時，通入氬氣進行精煉處理、扒渣，通入氬氣壓力為0.07 Mpa;然后735°C靜置27 min之后，以200 cm/min的速度逆流加入鋁鈦硼絲對鋁溶體進行在線晶粒細化處理，然后經(jīng)在線除氣和過濾渣除，將在線除氣設定為380轉/min，氬氣壓力為0.12 MPa，得到成分均勻的鋁合金液，鋁合金液的溫度為728 °C;(2)將步驟(1)所得鋁合金液經(jīng)中澆包水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯；如圖1所示，所述模腔由鋼帶4封閉結晶輪5凹槽外緣所形成，模腔的四周側面分別設有外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2，外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2 均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴，所述外冷卻裝置1、內(nèi)冷卻裝置3及側面冷卻裝置2僅用于實現(xiàn)模腔的冷卻，采用現(xiàn)有技術的冷卻裝置結構即可實現(xiàn)，故不詳細贅述;模腔沿徑向方向的尺寸為40 mm，模腔沿軸向方向的尺寸為600 mm，所述結晶輪5的直徑為1600 mm，所述鋼帶4的厚度為3 mm;其中，所述結晶輪5由鑄銅制成，水平澆鑄的溫度為698°C，結晶輪5外緣的線速度為4.5 m/min，冷卻水的溫度為31°C，冷卻水的用量為540 m3/h;(3)將步驟(2)所得鑄坯經(jīng)矯直后，經(jīng)過在線加熱升溫，進行三道熱連乳，控制入乳溫度為525°C;鑄坯入乳厚度為40 mm，終乳厚度為7 mm，每道次的乳壓量比小于50%。
[0024](4)經(jīng)剪切、收卷，即得。[〇〇25] 上述工藝制得的6063鋁合金板帶無氣孔、疏松、夾渣，表面光潔，晶粒度達到一級； 獲得的6063合金板帶的T4狀態(tài)下力學性能為:抗拉強度198 MPa，伸長率16.5%。
【主權項】
1.一種鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，包括熔煉、連鑄連乳及收卷，其特征在于，具 體包括以下步驟:(1)根據(jù)鋁合金成分進行配料，730?760°C熔融攪拌，得到鋁熔體；用氬氣將粉末精煉劑 吹入鋁熔體中，同時，通入氬氣進行精煉處理、扒渣;然后730?750°C靜置20?40 min，經(jīng)晶粒 細化處理后，除氣、過濾除渣，得到成分均勻的鋁合金液，鋁合金液的溫度為710?740°C;(2)將步驟(1)所得鋁合金液經(jīng)水平澆鑄進入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻得到鑄坯;所述模腔由鋼 帶封閉結晶輪凹槽外緣所形成，模腔的四周側面均勻布滿若干用于噴淋冷卻水的噴嘴，其 中，水平澆鑄的溫度為690?710°C，結晶輪外緣的線速度為4?8 m/min，冷卻水的溫度不高于 35。。；(3)將步驟(2)所得鑄坯經(jīng)矯直后，進行三道熱連乳，控制入乳溫度為48(H540°C;(4)經(jīng)剪切、收卷，即得。2.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(2)所述 模腔沿徑向方向的尺寸為38?45 mm，模腔沿軸向方向的尺寸為500?800 mm，所述結晶輪的 直徑為1400?1800 mm，所述鋼帶的厚度為2.5?3.5 mm。3.根據(jù)權利要求2所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:所述結晶輪由 鑄銅制成。4.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(1)所述 粉末精煉劑的用量為1.5?3.0公斤/噸。5.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(1)所述 晶粒細化處理采用鋁鈦硼作為細化劑。6.根據(jù)權利要求5所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:所述晶粒細化 處理采用以200 cm/min的速度逆流加入鋁鈦硼絲。7.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(2)所述 冷卻水的用量為400?600 m3/h。8.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(2)中所 述靜置采用靜置爐，所述除氣采用在線除氣裝置，所述過濾采用陶瓷過濾裝置;步驟(3)所 述矯直采用五輥矯直機。9.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板帶連鑄連乳的制備工藝，其特征在于:步驟(3)所述 熱連乳鑄坯入乳厚度為35?45 mm，終乳厚度為7?9 mm，每道次的乳壓量比小于50%。
【文檔編號】B21B1/46GK106077539SQ201610610276
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610610276.0, CN 106077539 A, CN 106077539A, CN 201610610276, CN-A-106077539, CN106077539 A, CN106077539A, CN201610610276, CN201610610276.0
【發(fā)明人】井佳明, 張梅, 趙建國
【申請人】焦作市圣昊鋁業(yè)有限公司