专利名称：：铝合金扁锭铸造工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种铝合金扁锭铸造工艺，特别适用于同铸次生产不同规格铝合金扁锭，属于铝加工行业生产
技术领域：
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背景技术：
：现有铸造机普遍为一铸次只能生产一种规格的铝合金扁锭，铸造机在铸造一个铸次两种或多种规格时存在相当大的安全隐患，像漏铝、铸锭悬挂、液位低、液位高是最容易出现的现象，目前同一铸次铸造两种规格甚至三种规格的铝合金扁锭铸造工艺国内基本没有。现有的轻合金熔铸车间一般设有20套不同规格的结晶器厚度范围为520-640mm，宽度范围为1150-2130mm，生产的铸锭长度最长为9150mm，每铸次只能用一种规格结晶器铸造，而且很多订单量很少(有试验料)或根据客户需要的块数落单，达不到熔铸最低生产能力，并且为了拉拢客户，还必须组织生产，就只能超计划安排多铸几块铸锭，已达到熔铸最低生产能力，多铸的铸锭积压在车间现场，这样就造成了大量的金属积压，造成资源浪费，加大了生产成本，给单位金属流通和资金周转造成很大压力。
发明内容本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种一次性可铸造两种或多种规格的铝合金扁锭、生产安全性高、投资成本低，易于操作的铝合金扁锭铸造工艺。本发明是在原计算机自动控制系统的基础上，通过改变计算机自动控制的参数，来实现同一铸次铸造两种规格甚至多种规格铝合金扁锭的铸造工艺，根据所选的不同规格的结晶器，电脑会根据铝液高度实现自动调节，以确保铸造成功制定符合这些结晶器的铸造的新的工艺制度，保证产品的外观质量和内部质量均满足客户要求。本发明铝合金扁锭的铸造工艺，特殊之处在于包括以下工艺流程1、制定铸造工艺参数比较同铸次所铸造铸锭的铸造工艺参数，S卩比较铸造速度、水流量、二次水阀、控制销开启度、起铸过渡段；在铸造时，铸造速度以同铸次铸造速度最慢的工艺为准，水流量以同铸次最大的水流量为准，二次水阀以同铸次打开二次水阀最早的时间为准，控制销开启度为同铸次小规格结晶器的控制销开启度小于同铸次大规格结晶器的控制销开启度1.5mm-2.5mm，起铸过渡段以同铸次过渡段最长的为准；2、模拟铸造将上述所制定好的铸造工艺参数输入电脑，利用PLC自动控制系统选择模拟铸造程序，PLC自动控制系统根据输入的铸造工艺参数模拟铝液的温度、铝液的高度、填充速率、水流量，如果铸造工艺不匹配，在模拟铸造时电脑产生报警，在悬挂、漏铝时PLC自动控制系统会强制性终止模拟铸造；3、确认保温炉熔体温度若铸造工艺匹配，则启动内部装有铝的保温炉，精炼20-40分钟，精炼温度保持在720-73(TC，起铸前控制保温炉熔体炉温在700-720°C;4、布设结晶器将大规格结晶器2布设于结晶器平台1外侧，小规格结晶器3布设在结晶器平台1内侧，不同规格结晶器的布设必须左右对称；5、铸造启动旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF，铝液从保温炉内流入到内部通有氩气及氯气的旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF中，利用氩气及氯气除去铝液中氢气、杂质、渣子；而后，铝液从旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF中流入内部设有双层过滤板及加热装置的陶瓷泡沫过滤器cff中，铝液从陶瓷泡沫过滤器cff过滤板的上层渗入从下层渗出，将铝液中的氧化皮、渣子过滤去除；然后，将保温炉倾翻出的铝液液位高度控制在180mm-200mm之间，过滤除杂后的铝液从保温炉内流入到内部设有激光探测器和温度检测补偿导线的T型流槽内，此时温度控制在683-687°C;铸造前调整金属液位传感器，金属液位传感器根据校准好的液面高度自动调节各个不同控制销的开启度，铝液从T型流槽4内经过控制销6均匀分配到各个结晶器中，使注入铝液后每个结晶器的液面高度在53-58mm之间，并且使每个结晶器的铝液液面高度保持一致；6、最终成分取样将结晶器内的铝液冷却为固态，用车床将冷却为固态的铝表面切光滑，分析其合金成分，并与给定值进行对比；7、铝液冷却若测得合金成分与给定值相同时，铸造停止，同时保温炉回到原位置，将工作挡板升起，使多余的铝液流出，结晶器平台内的铝液保持现状冷却10-20分钟，完成不同规格金属铸锭的铸造。8、冷却完成后，将规格、合金号、铸锭顺序打到铸锭上。步骤6中，采用光谱仪对合金成分进行分析，光谱仪分析之前，首先选择与该合金对应的母曲线，其次用标准样品与该母曲线对比，看是否有偏差，最后用成品样分析出所铸造铸锭的所有合金成分，与给定值进行对比。本发明一种铝合金扁锭的铸造工艺，一次性能铸造出两种或多种铸锭、并且操作简捷、节省资源、安全高效、生产成本低，克服了铸造机在铸造一个铸次两种或多种规格铝合金扁锭时存在的漏铝、铸锭悬挂、液位低、液位高等安全隐患，而且整个铸造时间縮短了一半，大大提高了生产效率，降低了生产成本。图1:结晶器在结晶器平台上的排列示意图；图2:结晶器平台的俯视图。图中1、结晶器平台，2、结晶器，3、结晶器，4、T型流槽，5、控制销支架，6、控制销。具体实施例方式以下参考附图给出本发明的具体实施方式，用来对发明的构成做进一步的说明。实施例1本实施例的铝合金扁锭铸造工艺参考附图l-2，铸造规格为560X1310X8400的铝合金扁锭3个，规格为620X1150X8200的铝合金扁锭2个，具体工艺流程如下1、检查装置及仪表检查所有安全装置，并确保所有仪表正常运转；制定铸造工艺制度首先，比较同铸次所铸造的不同规格铸锭的铸造工艺参数，即铸造速度、水流量、二次水阀、控制销开启度、起铸过渡段，对比找出相同的工艺参数和不同的工艺参数，其中，铸造速度以同铸次速度最慢的工艺为准，水流量以同铸次最大的水流量为准，二次水阀以同铸次打开二次水阀最早的时间为准，控制销开启度以同铸次小规格的结晶器比大规格的结晶器下降2mm，起铸过渡段以过渡段最长的为准。验证自动操作系统中的铸造工艺制度；首先开启铸造种类程序(1)预检查工艺制度(2)提前结束铸造(3)模拟铸造启动(4)模拟铸造禁止在进入预检查工艺程序中后，电脑会自动检查所输入的工艺参数是否符合工艺要求(1)液压系统ok:结晶器底座到位、铸造长度和速度归零。(2)公辅设施润滑油液位ok、细化剂进给器正常、分喷嘴压力正常。(3)操作员检查引锭头到位、某号保温炉已选择、过滤器已经预热。(4)工艺制度工艺制度有效。(5)保温炉保温炉温度达到要求、保温炉可以倾翻。(6)铸井设施铸井风机运行、结晶器底座位置已经对中。(7)系统概括工作台激光范围正常、工作台挡板已关闭。(8)通讯plcok、液压通讯ok、保温炉通讯ok。(9)MLC:mlc控制销检查ok、冷却水压力满足、结晶器编号已选择。(10)水系统应急水关闭、水过滤器ok、水流量ok。(11)结晶器设置结晶器底座规格已经设定、结晶器规格已经设定。2、模拟铸造将同铸次不同规格铸锭的铸造工艺参数都输入电脑，然后利用PLC自动控制系统选择模拟铸造程序，PLC程序根据所输入的铸造工艺参数模拟铝液的温度、铝液的高度、填充速率、水流量等，如果铸造工艺不匹配，在模拟铸造时电脑产生报警，在悬挂、漏铝时PLC自动控制系统会强制性终止模拟铸造。3、确认保温炉熔体温度模拟铸造完成后，若铸造工艺匹配，则开启内部装有铝的保温炉，精炼30分钟，精炼温度保持在725°C，起铸前控制保温炉熔体炉温控制在700-720°C。4、布设结晶器将大规格结晶器2布设于结晶器平台1外侧，小规格结晶器3布设在结晶器平台1内侧，不同规格结晶器的布设必须左右对称。5、铸造启动旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF，铝液会从保温炉内流入旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF，SNIF设备的自动加热系统会将内部温度持续控制在72(TC左右，以免铝液凝固，同时氩气和氯气会持续通入铝液中进行除气和除渣直到铸造终止；而后，铝液从SNIF设备中流入陶瓷泡沫过滤器cff，铝液从陶瓷泡沫过滤器cff过滤板的上层渗入从下层渗出；然后，铝液通过T型流槽，激光会将测得实际数据传到plc中控制保温炉倾翻度持续保持在190mm，同时温度补偿导线将测得实际数据也反馈到plc中保温炉会自动点火或熄火温度一直保持在685°C。铝液从T型流槽4内经过设有控制销支架5的控制销6均匀分配到结晶器中，金属液位传感器会根据校准好的55.6mm自动调节5个不同控制销的开启度，以保证不同规格的结晶器液面一致。6、最终成分取样将取出的铝液冷却为固态，用车床将表面切光滑，一般该合金需要切掉5mm，用光谱仪进行分析。光谱仪分析之前，首先选择与该合金对应的母曲线，其次用标准样品对比该母曲线是否有偏离，最后用成品样分析出所有合金成分并与客户给定值对比客户给定值Si《0.21，Fe0.2-0.3，Cu《0.15，Mn《0.1，Mg2.5-3.6，Cr0.1-0.3，Zn《0.15，Ti0.01-0.02，完全符合客户的要求。将结晶器内的铝液冷却为固态，用车床将冷却为固态的铝表面切光滑，分析其合金成分，并与给定值进行对比；7、铝液冷却若测得合金成分与给定值相同时，铸造停止，同时保温炉回到原位置，将工作挡板升起，使多余的铝液流出，结晶器平台内的铝液保持现状冷却10-20分钟，完成不同规格金属铸锭的铸造。8、冷却完成后，将规格、合金号、铸锭顺序打到铸锭上。所有铸锭被吊车吊出后，人工将铸锭规格、合金、铸锭顺序打到规格560X1310X8400和620X1150X8400的铸锭上。步骤6中，采用光谱仪进行对合金成分进行分析，光谱仪分析之前，首先选择与该合金对应的母曲线，其次用标准样品与该母曲线对比，看是否有偏差，最后用成品样分析出所铸造铸锭的所有合金成分，与给定值进行对比。同一铸次不同规格的试铸首先必须保证生产安全，其次试铸必须满足同合金且结晶器规格相近的条件，工艺参数主要遵循以下几点1、铸造速度铸造速度不一致的合金，以铸造速度慢为主并可以适当调整，因为铸造速度过快会使液穴变深01液穴=KV铸)，过渡带尺寸变宽，结晶组织粗化，结晶时补縮条件恶化，增大中心疏松倾向。各规格稳定阶段的铸造速度相差不大，在55-60mm/min之间(除630*1860规格的铸造速度为72mm/min)。例如560*1310和620*1150规格两种结晶器，它们的铸造速度分别为55mm/min、60mm/min，结晶器型腔面积分别0.7336m2、0.7130m2，两者相差不大，可以在同一铸次中铸造这两种规格的扁锭，铸造速度将采用55mm/min。2、水流量水流量不一致的合金，以水流量大的为主并可以适当调整。冷却强度的增加熔体中溶质元素来不及扩散，晶粒变细变小，铸锭致密度提高。并且随着冷却强度的提高，在铸造速度慢时会使冷隔的倾向变大，但会使偏析浮出物和拉裂的倾向降低。依然以560*1310、620*1150规格结晶器水流量560*1310规格818ml/根，620*1150规格641ml/根，将采取560*1310规格的结晶器水流量818ml/根。3、液面高度液面高度不一致，以液面高的为主并可以适当调整。液面低、冷却强度大，很容易漏铝，表面质量变差。4、铸造温度铸造温度不一致，以铸造温度高的为主并可以适当调整。在一定范围内提高温度，铸锭液穴变深，结晶前沿温度梯度变陡，结晶时冷却速度大，会使晶内细化，同时液体流动性会变好，氧化膜会减少。结晶器规格不同，与之对应的铸造合金工艺参数也出现不同程度的差异。连续铸造中，影响铸锭质量的因素有水的流量及冷却速度、结晶器内液面高度及填充速率、铸造速度、铸造温度。针对不同规格的工艺参数进行对比、分析各自的特点并总结相近规格的共同点，同铸次同规格和同铸次不同规格铸锭的比较表面质量渗铝拉痕氧化斑凹坑凹凸度(《士3咖)裂纹同铸次同规格(560*1350)无无无无一l.l鹏一l.2腿无同铸次不同规格(560*1350560*1310)无无无无一l.lmm一l.3,一l.2mm-l.3mm无对比两种生产方法，产品铸锭的表面质量无明显差异，均符合相关技术标准要求。内部质量对同铸次不同规格的铝及铝合金扁锭，都进行了取样对铸锭低倍组织进行分析，均符合晶粒度等级不大于2级的要求。经过反复讨论与模拟，搭配两种规格的关键点即铸造的起始速度、水流量及填充速率。通过对比分析一个铸次完成两个规格的情况汇总如下8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本实施例的一种铝合金扁锭铸造工艺具有以下优点1、改进前每铸次只能铸造一种规格的铝合金扁锭，改进后一个铸次可以铸造两种甚至多种规格铝合金扁锭。2、最大限度的发挥了熔铸生产能力，大幅度提高了生产效率，同时降低生产成本。3、减少了金属积压，加快了资金周转速度。4、提高产量的同时减少工人劳动强度。权利要求铝合金扁锭铸造工艺，其特征在于包括以下工艺流程1)、制定铸造工艺参数比较同铸次所铸造铸锭的铸造工艺参数，即比较铸造速度、水流量、二次水阀、控制销开启度、起铸过渡段；在铸造时，铸造速度以同铸次铸造速度最慢的工艺为准，水流量以同铸次最大的水流量为准，二次水阀以同铸次打开二次水阀最早的时间为准，控制销开启度为同铸次小规格结晶器的控制销开启度小于同铸次大规格结晶器的控制销开启度1.5mm-2.5mm，起铸过渡段以同铸次过渡段最长的为准；2)、模拟铸造将上述所制定好的铸造工艺参数输入电脑，利用PLC自动控制系统选择模拟铸造程序，PLC自动控制系统根据输入的铸造工艺参数模拟铝液的温度、铝液的高度、填充速率、水流量，如果铸造工艺不匹配，在模拟铸造时电脑产生报警，在悬挂、漏铝时PLC自动控制系统会强制性终止模拟铸造；3)、确认保温炉熔体温度若铸造工艺匹配，则启动内部装有铝的保温炉，精炼20-40分钟，精炼温度保持在720-730℃，起铸前控制保温炉熔体炉温在700-720℃；4)、布设结晶器将大规格结晶器(2)布设于结晶器平台(1)外侧，小规格结晶器(3)布设在结晶器平台(1)内侧，不同规格结晶器的布设必须左右对称；5)、铸造启动旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF，铝液从保温炉内流入到内部通有氩气及氯气的旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF中，利用氩气及氯气除去铝液中氢气、杂质、渣子；而后，铝液从旋转喷嘴惰性气体精炼设备SNIF中流入内部设有双层过滤板及加热装置的陶瓷泡沫过滤器cff中，铝液从陶瓷泡沫过滤器cff过滤板的上层渗入从下层渗出，将铝液中的氧化皮、渣子过滤去除；然后，将保温炉倾翻出的铝液液位高度控制在180mm-200mm之间，过滤除杂后的铝液从保温炉内流入到内部设有激光探测器和温度检测补偿导线的T型流槽内，此时温度控制在683-687℃；铸造前调整金属液位传感器，金属液位传感器根据校准好的液面高度自动调节各个不同控制销(6)的开启度，铝液从T型流槽(4)内经过控制销(6)均匀分配到各个结晶器中，使注入铝液后每个结晶器的液面高度在53-58mm之间，并且使每个结晶器的铝液液面高度保持一致；6)、最终成分取样将结晶器内的铝液冷却为固态，用车床将冷却为固态的铝表面切光滑，分析其合金成分，并与给定值进行对比；7)、铝液冷却若测得合金成分与给定值相同时，铸造停止，同时保温炉回到原位置，将工作挡板升起，使多余的铝液流出，结晶器平台内的铝液保持现状冷却10-20分钟，完成不同规格金属铸锭的铸造。2.按照权利要求1所述的铝合金扁锭铸造工艺，其特征在于步骤6)中，采用光谱仪进行对合金成分进行分析，光谱仪分析之前，首先选择与该合金对应的母曲线，其次用标准样品与该母曲线对比，看是否有偏差，最后用成品样分析出所铸造铸锭的所有合金成分，与给定值进行对比。全文摘要本发明涉及一种铝合金扁锭铸造工艺，特别适用于同铸次生产不同规格铝合金扁锭，属于铝加工行业生产
技术领域：
。包括以下工艺流程1、制定铸造工艺参数；2、模拟铸造；3、确认保温炉熔体温度；4、布设结晶器；5、铸造；6、最终成分取样；7、铝液冷却。本发明铝合金扁锭铸造工艺，一次性可铸造两种或多种规格的铝合金扁锭、生产安全性高、投资成本低，易于操作。文档编号B22D7/00GK101708546SQ20091023085公开日2010年5月19日申请日期2009年11月27日优先权日2009年11月27日发明者吕正风,孟双,赵英斌申请人:山东南山铝业股份有限公司