本发明涉及合金加工工艺技术领域，尤其是涉及3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺。
背景技术：
铝是地壳内含量最丰富的金属元素，其含量约占地壳总质量的8.8％。自然界的铝都是化合物形式存在，地壳中的铝的70％左右是以al2o3的形式存在于自然界。铝及铝合金制品广泛应用在包装业、交通运输业、建筑业，其中包装业的用量约占18.5％。铝是食品、饮料、药物、化妆品等各类物品的良好包装材料，其用途越来越广，用量在逐年增加。
中国目前已成为原铝和铝材生产大国，铝加工产品净出口国。铝加工产品是指通过塑性变形生产工艺生产的各种铝材，即板、带、箔、管、线、棒、型、锻件等，供用户制造铝产品。按照冷轧用坯料的不同分为两种生产方式：热轧板带和铸轧板带。3003合金由于在冲压性能的良好表现，在容器箔上的用途越来越广，用量也在逐步增加。目前国际上使用的大部分3003合金容器箔都是用热轧法生产的，而热轧法生产3003合金存在着成本高的问题。
具体的，热轧的生产工艺过程为熔炼铸造扁锭——扁锭锯切及铣削——扁锭热处理——热连轧——冷轧——退火——冷轧——成品包装。利用热轧法生产3003合金带材具有组织均匀、晶粒细小的特点，但生产成本居高不下。
鉴于此，为了降低3003合金的生产成本，亟需一种新型工艺方法来生产3003合金。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺，采用铸轧法生产3003合金容器箔用铝箔坯料，提供一种流程短且成本低的3003合金容器箔坯料的加工工艺。
本发明提供的一种3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺，包括如下步骤：
步骤a：选取原料，放入熔炼炉中；
优选的，原料为铝锭和废料，其中，废料量不超过原料总量的30％；
步骤b：将上述原料依次进行熔炼、合金化、精炼和倒炉；
优选的，首先进行化料，直至熔炼炉运行正常，而后经两次搅拌工序；两次搅拌工序设定的温度参数不同；
步骤c：取出上述步骤b化料后的合金熔体，进行成分分析，根据所需合金性能加入不同的配合金；
优选的，进行成分分析后，经升温第三次搅拌后再加入不同的配合金；
步骤d：对熔炼炉进行再次升温，对加入配合金后的合金熔体进行搅拌、第一次精炼、扒渣之后，对熔炼炉进一步升温、第二次精炼、扒渣之后静置、倒炉，将炉料转至静置炉进行静置，在静置炉不进行任何操作，只扒去表面浮渣；
步骤e：进行连续铸轧的准备工作，设定相应的设备参数；
优选的，设备参数包括炉料温度、炉膛温度、烘烤过滤箱、连接保温炉放流口至过滤箱之间流槽、制作并安装铸嘴、铸轧辊磨削、调辊缝、进行轧辊表面处理、连接过滤箱至前箱段流槽、设定放流立板及工艺参数以及设定正常生产铸轧机运行工艺参数；
步骤f：将上述步骤d中获得的合金熔体放入铸轧区内实现铸造、轧制变形、将经在线晶粒细化、除气、过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成(6.8～7.2)×(1260～1460)的板带，再经过剪切、卷取成为铸轧坯料；
步骤g：将上述步骤f获得的铸轧坯料通过冷轧机轧制成0.3mm厚度的冷轧坯料，在轧制过程中进行两次退火；
步骤h：将上述步骤g获得的0.3mm厚度的冷轧坯料经过重卷机进行切边，然后进行包装得到3003合金铝箔坯料。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤b中，化料的过程中进行3～4次搅拌，将炉内底部料搅拌均匀，每次搅拌时间为4～6分钟。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤b中，熔炼炉运行正常后，第一次搅拌时，需要将熔炼炉的温度升至680～695℃，升温一段时间后，将熔炼炉继续升温至720～730℃，而后进行第二次搅拌。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤c中，具体参照如下公式进行配合金的合金元素的搭配：
合金元素/kg＝(m－检测含量)＊炉料重量(吨)＊n；
其中，m和n均为定量值；
当合金元素为铁剂时，m＝0.6，n＝14；当合金元素为铜剂时，m＝0.1，n＝14；当合金元素为锰剂时，m＝1.1，n＝14。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤d中，第一次精炼的温度范围为740～755℃，第二次精炼的温度范围为760～770℃，两次精炼时氩气压力控制在0.45mpa，精炼后扒渣、静置5分钟，达到750～760℃的温度后进行倒炉。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤e中，炉料温度设置为780℃、炉膛温度设置为880℃。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤g中，两次退火包括均匀化退火和中间退火；
铸轧坯料依次经过如下加工道次进行厚度加工，即7mm、4.7mm后进行均匀化退火，继续3mm、2mm、1.3mm、0.75mm、0.5mm后进行中间退火，而后进行最后一道次形成0.3mm厚度的冷轧坯料。
在上述任一技术方案中，进一步地，在上述步骤g中，冷轧机内设置有冷轧开坯辊、工作辊和轧制油添加剂，冷轧开坯辊的粗糙度为ra0.8μm；轧制油添加剂的含量为7～8％；工作辊的凸度为0.03mm。
在上述任一技术方案中，进一步地，在步骤g中，两次退火均采用炉气控温方式。
在上述任一技术方案中，进一步地，在步骤g中，均匀化退火时采用高温入炉，采用590℃退火20～25小时；中间退火时采用高温快速退火，使晶界附近和晶内同时发生再结晶，采用500℃退火10～12小时，进而进行420℃退火4小时。
本发明的有益效果如下：
采用本发明的3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺，包括如下步骤：步骤a：选取原料，放入熔炼炉中；优选的，原料为铝锭和废料，其中，废料量不超过原料总量的30％；步骤b：将上述原料依次进行熔炼、合金化、精炼和倒炉；优选的，首先进行化料直至熔炼炉运行正常，而后经两次搅拌工序，且两次搅拌工序设定的温度参数不同；步骤c：取出经步骤b处理的合金熔体，进行成分分析，根据所需合金性能加入不同的配合金；优选的，进行成分分析后，经升温第三次搅拌后再加入不同的配合金；步骤d：对熔炼炉进行再次升温，对加入配合金后的合金样进行搅拌、第一次精炼、扒渣之后，对熔炼炉进一步升温、第二次精炼、扒渣之后静置、倒炉，将炉料转至静置炉进行静置，在静置炉只扒去表面浮渣；步骤e：进行连续铸轧的准备工作，设定相应的设备参数；优选的，设备参数包括炉料温度、炉膛温度、烘烤过滤箱、连接保温炉放流口至过滤箱之间流槽、制作并安装铸嘴、铸轧辊磨削、调辊缝、进行轧辊表面处理、连接过滤箱至前箱段流槽、设定放流立板及工艺参数以及设定正常生产铸轧机运行工艺参数；步骤f：将上述步骤d中获得的合金熔体放入铸轧区内实现铸造、轧制变形、将经在线晶粒细化、除气、过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成(6.8～7.2)×(1260～1460)的板带，再经过剪切、卷取成为铸轧坯料；步骤g：将上述步骤f获得的铸轧坯料通过冷轧机轧制成0.3mm厚度的冷轧坯料，在轧制过程中进行两次退火；步骤h：将上述步骤g获得的0.3mm厚度的冷轧坯料经过重卷机进行切边，然后进行包装得到3003合金铝箔坯料。采用熔炼、连续铸轧、冷轧、退火的加工方式，整个生产流程短，加工成本低；加工成的容器箔用3003合金铝箔坯料，抗拉强度及延伸率等性能良好，在冲压过程中不易破裂，满足容器箔使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺提供的工艺流程简图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例的具体实施方式如下：
3003合金不属于常规铝合金，其中含锰较高，在用铸轧法生产此合金时组织中锰偏析严重，在后续生产中极易发生晶粒粗大，导致成品的力学性能差，用户无法使用。其原因是晶粒周围和晶内锰浓度的差异，扩大了再结晶的温度区间，降低形核率，从而极易产生粗晶。
需要指出的是，本实施例的3003高合金铸轧生产具有如下特点：针对铝液粘度大、含渣含气量高的特点，采用了熔炉内高温二次精炼和高温低速铸轧工艺。
为了能够顺利采用铸轧法进行3003合金容器箔坯料的加工生产，从而生产出8150合金容器箔用铝箔坯料。具体工艺方法如下：
如图1所示，本实施例的3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺主要包括依次为熔炼—炉内净化、合金化—静置、保温—在线净化、过滤—铸轧—冷轧—均匀化退火—冷轧—中间退火—冷轧—重卷切边—检验包装的工艺流程，具体步骤如下：
步骤a：加料
选取原料并放入熔炼炉中，即铝锭和废料，其中，废料量不超过原料总量的30％。
步骤b：熔炼
对熔炼炉进行升温，将上述原料依次进行熔炼、合金化、精炼和倒炉，首先进行化料，直至熔炼炉运行正常，而后经两次搅拌工序，且两次搅拌工序设定的温度参数不同，在第二次搅拌时加入打渣剂。
需要说明的是，在此步骤b中，将铝锭及废料加入到火焰反射炉中进行熔化，化料过程中要有3～4次搅拌；搅拌要将炉内底部料搅拌均匀，每次搅拌4～6分钟，在熔炉运行正常的情况下，第一次搅拌：熔炉料温升至680～695℃时进行；升温30分钟后料温升至720～730℃进行第二次搅拌并撒入打渣剂、用量20kg。
步骤c：合金化
取出合金样，进行成分分析，对熔炼炉进行再次升温，并进行第三次搅拌，根据所需合金性能加入不同的配合金；需要说明的是，本步骤中所指的配合金元素主要包括fe、cu和mn，相对应的，需要分别加入铁剂、铜剂和锰剂，具体参照如下公式进行配合金的合金元素的搭配：
合金元素/kg＝(m－检测含量)＊炉料重量(吨)＊n；
其中，m和n均为定量值；
当合金元素为铁剂时，m＝0.6，n＝14；当合金元素为铜剂时，m＝0.1，n＝14；当合金元素为锰剂时，m＝1.1，n＝14。
步骤d：精炼、扒渣和倒炉
对熔炼炉进行再次升温，对加入配合金后的合金样进行搅拌、第一次精炼、扒渣之后，对熔炼炉进一步升温、第二次精炼、扒渣之后静置、倒炉(温度不足时继续升温)，将炉料转至静置炉进行静置，在静置炉不进行任何操作，只扒去表面浮渣，最终形成合金熔体；需要说明的是，在步骤c之后，再次升温至740～755℃、搅拌、细配合金然后第一次精炼：精炼剂用量10kg、时间10分钟、然后扒渣、升温至760～770℃、进行第二次精炼：精炼时间20分钟、精炼剂用量20kg、要求熔炉料温满足精炼温度时，及时进行精炼操作，使用喷粉机加入，精炼时氩气压力控制在0.45mpa，并使精炼过程中的精炼管口在炉底均匀拖动；精炼小车在炉门轴心位置沿各个方向移动，对炉内各个位置进行均匀精炼，同时加强对放流口的精炼；精炼后扒渣、静置5分钟、达到倒炉温度750～760℃后倒炉(温度不够再升温)，将炉料转至静置炉进行静置，在静置炉不进行任何操作，只扒去表面浮渣。
步骤e：进行连续铸轧前的准备工作
设定炉料温度、炉膛温度、烘烤过滤箱、连接保温炉放流口至过滤箱之间流槽、制作并安装铸嘴、铸轧辊磨削、调辊缝、进行轧辊表面处理、连接过滤箱至前箱段流槽、设定放流立板及工艺参数以及设定正常生产铸轧机运行工艺参数；需要说明的是，上述准备工作具体如下：
一、立板前静置炉料温设置为780℃、炉膛温度设定为880℃。
二、过滤箱使用泡沫陶瓷过滤板过滤生产、使用40目和30目泡沫陶瓷过滤板生产；30目装第一级、40目第二级、过滤板安装后充分烘烤1小时左右，用于进行过滤工序。
三、连接保温炉放流口至过滤箱之间流槽。
四、制作并安装铸嘴：在嘴片唇口处刷不粘铝涂料，前沿15mm范围。铸嘴开口10mm。
五、铸轧辊磨削：轧辊预磨中凸0.26mm、轧辊粗糙度0.8um。
六、调辊缝：辊缝调整和检查时，要求轧辊辊面温度为室温。测量辊缝采用300mm以上长度的完整平直的铝钛硼线杆进行测量，两边同时进行，用千分尺测量同时通过轧制区域的线杆厚度值即为辊缝值、辊缝大小为5.2mm。
七、辊缝调整完后、进行轧辊表面处理：先用洗涤剂清洗轧辊表面防锈油，再用液化气烘烤轧辊表面。
八、铸嘴、轧辊间隙控制在0.5mm。
九、连接过滤箱至前箱段流槽。
十、放流立板及工艺参数：立板预载：800t/800t、前箱温度：720～740℃、立板跑渣速度：1.6m/min以上、铸轧区55～60mm、运行状态铸嘴距上/下辊间隙比4∶6。
十一、正常生产铸轧机运行工艺参数：保温炉料温：750℃，前箱温度：705～710℃；轧辊速度：0.70～0.80m/min；al－5ti－b线杆进给速度350～400mm/min；卷取张力：9.0t；板形数据：中凸度≤0.3～1％、纵向厚差≤0.10mm、两边厚差≤0.04mm。
步骤f：连续铸轧
将上述步骤d中获得的合金熔体放入铸轧区内实现铸造、轧制变形、将经在线晶粒细化、除气、过滤除渣后的铝合金熔体铸轧成(6.8～7.2)×(1260～1460)的板带，再经过剪切、卷取成为铸轧坯料；
步骤g：冷轧
将上述步骤f获得的铸轧坯料通过冷轧机轧制成0.3mm厚度的冷轧坯料，在轧制过程中进行两次退火，在退火后进行自然冷却至常温后再到冷轧机进行轧制加工成0.30mm厚度的冷轧坯料。需要说明的是，铸轧胚料依次经过如下加工道次进行厚度加工，即7mm、4.7mm后进行均匀化退火，继续3mm、2mm、1.3mm、0.75mm、0.5mm后进行中间退火，而后进行最后一道次形成0.3mm厚度的冷轧坯料；冷轧机内设置有冷轧开坯辊、轧制油添加剂和工作辊，其中，冷轧开坯辊的粗糙度为ra0.8μm；轧制油添加剂含量为7～8％；工作辊凸度为0.03mm。
进一步需要指出的是，步骤g中的两次退火，包括第一次的均匀化退火和第二次的中间退火；两次退火过程均采用炉气控温方式；3003合金的含mn量较高，mn的偏析是al－mn合金形成粗晶的主要原因，为了减少成份偏析，具体的，本实施例中的第一次均匀化退火采用高温入炉，采用590℃退火20～25小时，使得fe－mn－al相均匀析出，与本实施例不同的是，其他合金如1235合金采用均匀化退火为520℃14小时；本实施例的第二次的中间退火时采用高温快速退火，使晶界附近和晶内同时发生再结晶，从而达到晶粒细化的效果；采用500℃退火10～12小时，进而进行420℃退火4小时；与本实施例不同的是，其他合金的中间再结晶退火过程为460℃持续8小时后，进行380℃持续2小时。
步骤h：将上述步骤g获得的0.3mm厚度的冷轧坯料经过重卷机进行切边，然后进行包装得到3003合金铝箔坯料。
形成的3003合金的化学成分如表1：
表1.3003合金化学成分
采用本实施例的效果如下：现有国际上3003合金产品一般通用热轧法进行生产，热轧的生产工艺过程为熔炼铸造扁锭——扁锭锯切及铣削—扁锭热处理—热连轧—冷轧—退火—冷轧—成品包装。利用热轧法生产3003合金带材具有组织均匀、晶粒细小的特点，但生产成本居高不下，因此我公司经过试验摸索出了用铸轧法生产出了合格的3003合金容器箔用铝箔坯料，使3003合金带材的生产成本大幅度降低；然而，本实施例采用的铸轧法生产3003合金，针对铝液粘度大、含渣含气量高的特点，采用了熔炉内高温二次精炼和高温低速铸轧工艺。具体工艺步骤依次为熔炼—炉内净化、合金化—静置、保温—在线净化、过滤(铸轧前准备)—铸轧—冷轧—均匀化退火—冷轧—中间退火—冷轧—重卷切边—检验包装的工艺流程，能够缩短工艺流程，降低加工成本，加工成的容器箔用3003合金铝箔坯料，抗拉强度及延伸率等性能良好，在冲压过程中不易破裂，满足容器箔使用要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。