一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，通过硅相变质处理和温度控制，使铝合金焊剂带材坯料在连续铸轧生产时不会出现断裂，并提高铝合金的可轧制性能，从而实现了铝合金焊剂带材坯料的铸造和轧制生产的连续化，尤其适用于4000系铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产，不会出现片层状共晶硅，且制得的产品边部裂边≤5mm，克服了连续铸轧法在生产4000系铝合金铸轧带坯时所存在的问题，缩短了生产流程，减少了设备投资，降低了生产成本。
【专利说明】一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金加工【技术领域】，具体涉及一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧
生产工艺。 【背景技术】
[0002]由于4000系铝合金硅含量高，熔点低，熔体流动性好，容易补缩，并且不会使最终产品产生易脆性，常用于制造铝合金焊接材料。目前，我国采用铸轧法大多只能生产1000系列、3000系列、8000系列的铝及铝合金铸轧带坯，对4000系列的铝合金带坯的连续铸轧生产工艺存在以下问题:生产时易出现片层状共晶硅，造成该系铝合金的可轧制性能较差，容易产生断裂，无法顺利实现轧制变形；液相线和固相线的温差较大，在铸轧实际生产中液固两相区的金属补缩性能很差，容易出现热带和堵塞，另因合金元素含量高，也容易出现粘铝。目前世界上4000系铝合金焊剂带材坯料的生产工艺基本采用锭坯热轧法，其生产工艺流程大致为:熔炼一扁锭铸造一锯切铣面一退火一热轧成卷。锭坯热轧法存在的主要问题是:工艺流程较长、生产成本高，工艺裂边大，成品率较低，能耗和投资大。若能解决铸轧法生产4000系铝合金存在的以上问题，与铸锭热轧法相比，不仅可实现铸造和轧制生产的连续化，而且可缩短生产流程，减少设备投资，降低生产成本。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，包括以下步骤:
[0006]步骤1、按照铝合金的化学成分要求进行配料、熔炼和精炼；
[0007]步骤2、将步骤I精炼好的熔体采用锶盐变质剂喷粉变质，锶盐变质剂的加入量为1.5~2kg/吨铝，变质时间为15~20min，熔体温度为720~750°C ；
[0008]步骤3、将变质后的熔体转至保温炉精炼；
[0009]步骤4、将步骤3精炼好的熔体经在线熔体处理后送入连续铸轧机组铸轧成带材坯料，铸轧温度为650~660°C，铸轧坯料速度为650~850mm/min，铸轧区长度小于或等于65mm0
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:通过硅相变质处理和温度控制，使铝合金焊剂带材坯料在连续铸轧生产时不会出现断裂，并提高铝合金的可轧制性能，从而实现了铝合金焊剂带材坯料的铸造和轧制生产的连续化，尤其适用于4000系铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产，不会出现片层状共晶硅，且制得的产品边部裂边<5_，克服了连续铸轧法在生产4000系铝合金铸轧带坯时所存在的问题，缩短了生产流程，减少了设备投资，降低了生产成本。【具体实施方式】
[0011]本发明与现有技术的主要区别在于:通过硅相变质处理和温度控制，使铝合金焊剂带材坯料在连续铸轧生产时不会出现断裂，并提高铝合金的可轧制性能，尤其适用于4000系铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产，不会出现片层状共晶硅，且制得的产品边部裂边< 5mm，克服了连续铸轧法在生产4000系铝合金铸轧带坯时所存在的问题，缩短了生产流程，减少了设备投资，降低了生产成本。
[0012]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下以4343铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺为实施例详予说明，其他牌号的4000系铝合金焊剂带材坯料以及其他系列的铝合金焊剂带材坯料可参照以下实施例进行连续铸轧生产。
[0013]一、配料、熔炼
[0014]按照4343铝合金化学成分的控制要求:
[0015]Si:6.8 ~8.2%, Fe〈0.8%, Cu〈0.25%, Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，其余合金元素≤ 0.05%,剩余为Al。
[0016]选用固体料(冷料)、电解铝水、金属添加剂和中间合金进行配料。其中，固体料可选用小块废料、铸轧废料和重熔用铝锭等，金属添加剂和中间合金可选用常规的种类，固体料的用量占总量的40~50wt%，电解铝水的用量占总量的50~60wt%，金属添加剂和中间合金的添加量可按常规用量，注意要考虑到它们的实收率。
[0017]投料时，为了减少烧损和保护熔炼炉寿命，先加入小块废料，后加入铸轧废料和重熔用铝锭，燃烧熔化至一定程度后再加入电解铝水，待铝液温度达到720~750°C时，添加中间合金和金属添加剂，配料完成后，应静置30min来保证中间合金和金属添加剂的充分溶解。为了加速炉料的熔化，保证铝熔体温度和成分的均匀性，每隔半小时搅拌一次直至化学成分完全均匀，熔炼炉内的铝液温度控制在750°C以内。
[0018]当熔体熔化后，取样分析，具体做法为:在炉门口两边熔池的中间二分之一处分别取蘑菇样，送往中心实验室进行化验，若两边成分差距相差很大，则加强搅拌直至熔体均匀，然后根据取样分析结果调整配料过程，直至样品的化学成分符合4343铝合金化学成分的控制要求。
[0019]熔炼完毕后，对熔体进行扒渣、取样快速分析，并根据分析结果对熔体的化学成分进行调整(补料或者冲淡)。
[0020]二、精炼
[0021]待熔体化学成分合格后，采用环保精炼剂对熔体进行喷粉精炼，所述环保精炼剂可采用现有已知的环保精炼剂，比如产品型号为FLXll的环保精炼剂，呈白色粉状，粒度(20目，含水量在0.3%以下。环保精炼剂的用量为熔体质量的0.15~0.2%，精炼时间为15~20min，熔体温度为720~750°C。
[0022]三、变质
[0023]待精炼完毕后，采用锶盐变质剂对熔体进行喷粉变质，所述锶盐变质剂可采用现有已知的锶盐变质剂，锶盐变质剂的加入量为熔体质量的0.15~0.2%，变质时间为15~20min,熔体温度为720~750°C。变质完毕后，对熔体进行扒渣处理，使用扒渣工具将铝液表面浮渣扒出。
[0024]四、转炉精炼[0025]当熔炼炉内的熔体温度达到745 °C时将熔炼炉内的熔体通过流槽转入保温炉内，保证流槽液位的稳定，此过程严格按照工艺温度进行，并在转炉时尽量缩短转炉时间并保证铸轧前箱液面高度的稳定性。保温炉内的铝液温度控制在735 °C以内，根据铸轧前箱温度要求，通过在线熔体处理装置的降温情况决定保温炉的具体温度控制。转炉结束后静置30min，然后每隔两小时向保温炉内通入高纯氮气精炼，保证熔体氢含量为0.12ml/100g，精炼时间为15~20min。精炼完毕后，对熔体进行扒渣处理，扒渣时不允许大幅度搅拌熔体。
[0026]五、在线熔体处理
[0027]将转炉精炼后的铝熔体经过钛丝机在线连续加入Al5Ti1B细化晶粒，经过在线除气装置、陶瓷板过滤装置深层除气除渣、精炼和过滤。
[0028]其中，在线除气装置优选为除气炉，使用高纯氮气或氩气，要求气泡细小分布均匀，有蓝色火星火焰，要求无粘稠状浮渣。
[0029]其中，所述陶瓷板过滤装置优选采用单极国产30ppi过滤片，过滤箱液位差≤30mm，通过量≤ 200吨，安装过滤片时要保证过滤箱内无凝铝和明显结渣，生产过程中不能有碰撞、敲击过滤箱等影响到过滤能力的行为。
[0030]六、连续铸轧
[0031]将在线熔体处理后的熔体通过流槽送入连续铸轧前箱，通过铸嘴进入轧辊进行冷却和轧制。轧辊采用石墨胶体和水按重量比1: 100的比例搅拌混合喷涂于轧辊出口表面，以减少轧辊的应力和形成一层润滑层来防止粘辊。调整铸嘴的水平位置和垂直位置，直至达到合适的间隙和铸轧区长度，铸轧区长度< 65mm，优选为62mm。铸轧前箱温度为650~660°C，铸轧辊的上辊270°位置辊面温度为80~90°C，下辊90°位置辊面温度为110~120°C。铸轧跑渣辊速为1800~1900mm/min，铸轧辊速为600~800mm/min，铸轧坯料速度为650~850mm/min,优选为830~850mm/min。冷却水压力为0.3~0.4Mpa,优选为0.36Mpa，冷却水的温度和流量根据铸轧辊的辊面温度设定。
[0032]当铸轧前箱内的铝液温度达到710~740°C并稳定时，拔掉铸轧前箱的堵头开始跑渣。观察铝液在辊缝当中的结晶情况和分布情况，调整前箱液面高度和轧辊的线速度，直至出现完整的带材，用干净的破布擦干净辊面上的粘铝及杂物。当跑渣到合适的程度时开始出板，在降低铸轧辊速的同时控制好铸轧前箱的液面高度，并提升预载力。当带材出板后，随时观察带材板头是否能顺利通过夹送辊、剪床。当带材到达剪床处剪切多余的不平整的带材部分直至卷取。
[0033]铸轧得到的带材坯料的板形优选为:板厚6.2±0.3mm，两边厚差≤0.03mm，中凸度≤0.4%，纵向厚差≤0.1mm。更优选的，板厚为6.15mm，两边厚差为0.002mm，中凸度为0.29%，纵向厚差为0.05mm。
[0034]七、卷取、剪切
[0035]将连续铸轧得到的带材坯料经过卷取机成卷，成卷的铸轧坯料待到设定的卷径时用剪床剪切，剪成品前检测板样，测量两边部和中间三个点，查看中凸度是否符合要求。第2卷开始卷尾剪切周长样，之后每10个卷剪切I次周长样，若生产过程中发现板形异常时需要及时取周长样，调整板形部分卷材需要切废。然后由卸卷小车卸卷，用钢带捆缚称重，吊至存放检查区待检查。
[0036]八、检查[0037]按照行业标准或客户标准，检查铸轧坯料质量，包括晶粒度、卷径、卷外观等等，经过检查合格后的铸轧坯料运往下道冷轧车间。
[0038]铸轧坯料的质量要求为:晶粒度在A级，板面没有明显横纹、氧化膜、挂渣条、非金属压入，无明细划伤条、暗条，边部裂边< 5mm。
[0039]本发明所提供的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，通过硅相变质处理和温度控制，实现了 4000系铝合金焊剂带材坯料的铸造和轧制生产的连续化，连续铸轧时不会出现片层状共晶硅，且制得 的产品边部裂边< 5_，缩短了生产流程，减少了设备投资，降低了生产成本。
[0040]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、按照铝合金的化学成分要求进行配料、熔炼和精炼； 步骤2、将步骤I精炼好的熔体采用锶盐变质剂喷粉变质，锶盐变质剂的加入量为熔体质量的0.15~0.2%，变质时间为15~20min，熔体温度为720~750°C ； 步骤3、将变质后的熔体转至保温炉精炼； 步骤4、将步骤3精炼好的熔体经在线熔体处理后送入连续铸轧机组铸轧成带材坯料，铸轧温度为650~660°C，铸轧坯料速度为650~850mm/min，铸轧区长度小于或等于65mm。
2.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤I中，配料过程按照40~50wt%电解铝水和50~60wt%冷料的比例组合进行配料，装炉时先加入小块料，再加入薄板和铝锭，最后加入电解铝水，熔炼温度为720~750°C，熔炼过程中每隔半小时搅拌一次。
3.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤I中，精炼过程采用环保精炼剂喷粉精炼，环保精炼剂的加入量为熔体质量的0.15~.0.2%，精炼时间为15~20min，熔体温度为720~750°C。
4.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤3中，当变质后的熔体温度达到745°C时转入保温炉内，转炉结束后静置30min，然后每隔两小时向保温炉内通入高纯氮气精炼，保证熔体氢含量为0.12ml/100g，精炼时间为.15 ~20mino
5.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤4中，所述在线熔体处理是指将熔体经过钛丝机在线连续加入Al5Ti1B细化晶粒，然后经过在线除气装置、陶瓷板过滤装置深层除气除渣、精炼和过滤。
6.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤4中，所述连续铸轧机组的铸轧辊的上辊270°位置辊面温度为80~90°C，下辊90°位置棍面温度为110~120°C。
7.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:在步骤4中，所述连续铸轧机组的铸轧辊出口表面采用由石墨胶体和水按重量比1: 100的比例混合而成的润滑液进行喷涂。
8.根据权利要求1所述的铝合金焊剂带材坯料的连续铸轧生产工艺，其特征在于:所述带材还料的板厚为6.2±0.3mm,两边厚差< 0.03mm,中凸度< 0.4%,纵向厚差< 0.1mm。
【文档编号】B21B1/46GK103966469SQ201410153419
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】彭文伟, 王良辉 申请人:福建省南铝板带加工有限公司