一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺的制作方法

本发明属于铝合金铸造技术领域，具体涉及一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺。

背景技术：

重熔用电解铝锭是生产铝合金的原料。生产工艺大致为从电解槽将铝水收集到处理炉中。在炉中经过精炼等处理后，由流槽将铝水送到分水器中。由分水器将铝水浇入锭模中，铝水在锭模中凝固，形成铝锭，一个铝锭大约15-20公斤重，这是一个半连续的过程，多个锭模并排安放在传送链上，由传送链带动，连续运动。一个锭模浇注满了，离开浇注位置，下一个锭模进入浇注位置，接受浇注，浇注满了的锭模在运动中凝固，运动到脱模位置，进行脱模。空模再运动到浇注位置，进行浇注，形成一个半连续的浇注过程。预合金化铝锭或者废料重熔后浇铸的铝锭铸造工艺基本相同，这种铝锭的熔炼是先在熔炼炉中熔炼，然后根据要生产的合金牌号添加所需要的合金元素，并进行熔体处理，这样的工艺生产的铝锭凝固速度慢，表面氧化严重，而且生产效率低。

因此，研发一种生产效率高，相对简单，成本低的铝锭铸造工艺及设备具有重要意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺，可以用来铸造铝锭，铝锭表面氧化少生产效率高，装置简单。本发明所采用的技术方案如下：

一种辊-带式铸锭连续铸造装置，该铸造装置包括前箱、铸嘴、上轧辊、钢带、两边挡块；所述上轧辊和钢带及两边挡块形成铸造型腔，所述前箱与铸嘴相连接，将铝水送入铸造型腔。

该铸造装置还包括张紧辊、驱动辊，支撑辊，所述钢带通过焊接形成环形，由平行的张紧辊与驱动辊支撑并张紧，使钢带形成一个平面，所述张紧辊的位置高度低于驱动辊，由于铸造板坯较厚，为了防止铝水流动过快，平面倾斜角度不易过大，使形成的平面有0°至5°的倾斜角。

所述驱动辊沿着辊经方向开一系列沟槽，在每个槽里放置一个驱动辊喷水管，喷口对着上轧辊与驱动辊的轴心连线位置，喷水方向与钢带运动方向一致。铸造生产时，连续往钢带上喷水，冷却钢带，并提高对铝水的冷却能力，开槽的数量要足够多，保证对钢带的冷却均匀。

所述驱动辊和张紧辊中间设有支撑辊，所述支撑辊与驱动辊平行，所述支撑辊上表面紧贴着钢带，支撑钢带，并随钢带运动而转动。所述支撑辊之间还设有喷水口。铸造生产时，连续往上面的钢带喷水，冷却钢带，并提高对铸出的板坯的冷却能力。喷水口的数量要足够多，保证对钢带的冷却均匀。

该铸造装置还包括支撑基座和机架；所述机架一边固定在支撑基座上，一边悬空，便于装卸钢带。所述支撑辊固定在机架上，喷水管安装在机架内部。

张紧辊轴承座安装在机架上，利用安装在机架上张紧辊张紧油缸对张紧辊进行张紧。上轧辊和驱动辊轴承座也安装在机架上。

所述上轧辊为空心，内部设有喷水管，喷口对着铝水与上轧辊接触的位置；所述上轧辊位于驱动辊的上方，并与之平行，所述上轧辊与驱动辊的轴心连线与钢带形成的平面垂直，所述上轧辊与钢带的距离需要和铸造板坯的厚度一致。

该铸造装置还包括电机、减速箱、电机和减速箱基座、传动轴，所述上轧辊和驱动辊由电机驱动，所述电机主轴连接减速箱，所述减速箱连接传动轴，传动轴与两辊连接，在电机的驱动下，所述上轧辊和驱动辊朝相反的方向转动，驱动辊带动钢带从较高的一端向较低的一端运动。

冷却系统包括风冷系统或淋浴冷系统或水雾冷系统，风冷系统为通过出风口向铸出来的铸造板坯吹风；淋浴冷系统为通过淋浴口向铸出来的铸造板坯淋雨；水雾冷系统为通过喷雾口向铸出来的铸造板坯喷水雾，冷却系统安装在铸造板坯的上方。

所述挡块包括由钢块组成的柔性钢块链条，所述柔性钢块链条围绕钢带放置在两边，所述钢带运动时带动柔性钢块链条同步运动，所述柔性钢块链条的钢块厚度与铸造板坯的厚度相同，上轧辊面与钢带面及两边柔性钢块链条的侧面，完整形成一个铸造型腔。

由于铝锭铸造工艺的需求，铸造板坯尺寸较厚且铸造型腔不宜过宽，所述铸造型腔宽度为200-500mm，优选250-350mm，厚度为30-60mm，优选40-50mm。

采用1所述一种辊-带式铝锭连续铸造装置进行铸造的工艺，包括如下步骤：

步骤一：铝水从熔炼炉或保温炉经流槽进入前箱，前箱承接并汇集由流槽流过来的铝水，由水冷上轧辊和水冷钢带及两边挡块形成铸造型腔，通过铸嘴将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。

步骤二：铝水连续进入铸造型腔，上表面由上轧辊辊面冷却，下表面由钢带冷却。

步骤三：出辊面后上表面由冷却系统冷却，下表面继续由钢带冷却。

步骤四：铸造板坯离开钢带时，已完全凝固，离开钢带后，经夹持辊运行到分切辊进行分切，分切成段的铸造板坯进一步冷却后进行堆垛打包，形成铸锭连铸工艺。

铸造板坯较厚，铸造速度较快，铸造板坯出上轧辊面时有可能上表面也没有完全凝固。这时，由于铸板坯底面是由长钢带支撑和冷却，不会塌陷，前方是已凝固的板坯，两侧是挡块，没有完全凝固的铝水也不会任意流动，而是保持形状不变。这时，可以对出了上轧辊面还没有完全凝固的铝水先通过吹风口施加风冷，促使板坯表面快速凝固。一旦表面已经凝固，可以使用类似半连续直冷铸造的方法，接着通过淋浴口直接喷水冷却，使板坯快速冷却，当板坯到达钢带出口时，板坯会完全凝固，能够顺利运动到下游进行分切。

本发明的有益效果是：通过本发明提供一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺，该装置高效率低成本，具有以下优势：

本发明为一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺，与现有的锭模铸造工艺相比，变半连续铸造为连续铸造，生产效率大为提高，而且，铸锭质量大为改善，表面光亮，氧化现象大为减轻。

附图说明

图1为本发明的铸造机装置示意图；

图2为本发明的铸造机装置剖面示意图；

图3为本发明的实施例1铸造板坯凝固示意图；

图4为本发明的铝锭连续铸造工艺生产线示意图。

符号说明：1—前箱；2—上轧辊；3—支撑基座；4—传动轴；5—减速箱；6—电机；7—电机和减速箱基座；8—出风口；9-喷雾口或淋浴口；10—张紧辊；11—铸造板坯；12—钢带；13—柔性钢块链条；14-张紧辊轴承座；15—张紧辊张紧油缸；16—支撑辊；17—机架；18—上轧辊和驱动辊轴承座；19—喷水口；20—驱动辊喷水管；21—驱动辊；22—驱动辊沟槽；23—铸嘴；24-铸造机；25—夹持辊；26—道辊；27—平整辊；28—剪切辊；29—冷却室；30—堆垛打包台。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明，结合附图对本发明进行进一步详细描述。

下面参照图1-4来描述根据本发明的实施例提供的一种辊-带式铝锭连续铸造装置及铸造工艺。

如图1至图4所示，一种辊-带式铸锭连续铸造装置，该铸造装置包括前箱1、铸嘴23、上轧辊2、钢带12、两边挡块；上轧辊2和钢带12及两边挡块形成铸造型腔，前箱1与铸嘴23相连接，将铝水送入铸造型腔。

该铸造装置还包括张紧辊10、驱动辊21，支撑辊16，钢带12通过焊接形成环形，由平行的张紧辊10与驱动辊21支撑并张紧，使钢带12形成一个平面，张紧辊10的位置高度低于驱动辊21，使形成的平面有0°至5°的倾斜角。

铸造型腔，宽度为200-500mm，优选250-350mm，厚度为30-60mm，优选40-50mm。

驱动辊21沿着辊经方向开一系列沟槽22。在每个槽里放置一个驱动辊喷水管20，喷口对着上轧辊2与驱动辊21的轴心连线位置，喷水方向与钢带12运动方向一致。铸造生产时，连续往钢带12上喷水，冷却钢带12，并提高对铝水的冷却能力，开槽的数量要足够多，保证对钢带12的冷却均匀。

驱动辊21和张紧辊10中间设有支撑辊16，支撑辊16与驱动辊21平行，支撑辊16上表面紧贴着钢带12，支撑钢带12，并随钢带12运动而转动。支撑辊16之间还设有喷水口19。铸造生产时，连续往上面的钢带12喷水，冷却钢带12，并提高对铸出的板坯的冷却能力。喷水口的数量要足够多，保证对钢带12的冷却均匀。

该铸造装置还包括支撑基座3和机架17。机架17一边固定在支撑基座3上，一边悬空，便于装卸钢带12。支撑辊16固定在机架上，喷水管19安装在机架17内部。

张紧辊轴承座14安装在机架17上，利用安装在机架17上张紧辊张紧油缸15对张紧辊10进行张紧。上轧辊和驱动辊轴承座18也安装在机架上17。

上轧辊2为空心，内部设有喷水管(未画出)，喷口对着铝水与上轧辊接触的位置；上轧辊2位于驱动辊21的上方，并与之平行，上轧辊2与驱动辊21的轴心连线与钢带12形成的平面垂直，上轧辊2与钢带12的距离需要和铸造板坯11的厚度一致。

该铸造装置还包括电机6、减速箱5、电机和减速箱基座7、传动轴4，上轧辊2和驱动辊21由电机6驱动，电机6主轴连接减速箱5，减速箱5连接传动轴4，传动轴4与两辊连接，在电机6的驱动下，上轧辊2和驱动辊21朝相反的方向转动，驱动辊21带动钢带12从较高的一端向较低的一端运动。

冷却系统包括风冷系统或淋浴冷系统或水雾冷系统，风冷系统为通过出风口8向铸出来的铸造板坯11吹风；水淋浴冷为通过淋浴口9向铸出来的铸造板坯11淋雨；水雾冷为通过喷雾口9向铸出来的铸造板坯11喷水雾，冷却系统安装在铸造板坯11的上方。

挡块包括由钢块组成的柔性钢块链条13，柔性钢块链条13围绕钢带12放置在两边，钢带12运动时带动柔性钢块链条13同步运动，柔性钢块链条13的钢块厚度与铸造板坯11的厚度相同，上轧辊面与钢带面及两边柔性钢块链条的侧面，完整形成一个铸造型腔。

采用一种辊-带式铝锭连续铸造装置进行铸造的工艺，包括如下步骤：

步骤一：铝水从熔炼炉或保温炉经流槽进入前箱1，前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水，由水冷上轧辊2和水冷钢带12及两边挡块形成铸造型腔，通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。

步骤二：铝水连续进入铸造型腔，上表面由上轧辊2辊面冷却，下表面由钢带12冷却；

步骤三：出辊面后上表面由冷却系统冷却，下表面继续由钢带12冷却。

步骤四：铸造板坯11离开钢带12时，已完全凝固，离开钢带12后，经夹持辊运行到分切辊进行分切，分切成段的铸造板坯进一步冷却后进行堆垛打包，形成铸锭连铸工艺。

实施例1：用一种高效率低成本辊-带式连续铸造工艺及装置高速铸造电解重熔铝锭，铸造速度为4.0m/min。铸造装置由前箱1、铸嘴23、上轧辊2、驱动辊21、张紧辊10、支撑辊16、喷水口19、钢带12、两边挡块、风冷系统组成；如图1和图3所示。将铝水从电解槽收集到处理炉中。在炉中经过精炼等处理后，经由流槽进入前箱1。前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水，通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。铝水进入型腔，上表面由上轧辊2的辊面冷却，下表面由钢带12冷却。铸造板坯出上轧辊面的时候，上表面还没有完全凝固，如图3所示。下表面继续由钢带冷却；为了加快上表面的凝固，先通过出风口8施加风冷进行冷却，一旦表面已经凝固，便通过喷口9喷水雾或水进行冷却，根据实际情况进行选择，保证铸造板坯离开钢带时，铸造板坯已完全凝固。当铸造板坯离开钢带时，铸造板坯已完全凝固，运行到夹持辊，经夹持辊继续在辊道上往前运行，经过平整辊平整后，运行到分切辊分切成段，然后，结果进一步冷却、堆垛和打包，如图4所示。

实施例2：和实施例1不同之处是铸造合金铝锭。比如铸造行业用的预合金化铝锭，或者废料重熔后浇铸的铝锭，这种铝锭的熔炼是先在熔炼炉中熔炼，然后根据要生产的合金牌号添加所需要的合金元素，并进行熔体处理,此种铝锭熔炼工艺不同，但铸造工艺与本申请铸造工艺相同。