一种铝合金板带连铸连轧的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金板带连铸连轧的制备工艺，包括熔炼、连铸连轧及收卷，具体包括配料、熔融搅拌、精炼处理、扒渣、静置、晶粒细化处理、除气、过滤除渣，得铝合金液；然后水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯；所述模腔由钢带封闭结晶轮凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴；所得铸坯经矫直后，进行三道热连轧；然后剪切、收卷，即得。本发明改进浇铸及冷却方式，大大改善了铸坯组织性能，使铸坯厚度达到38~45mm、宽度达到500~800mm，设备投资小，生产可以灵活切换合金，设备损耗小产能大，产品质量稳定，生产成本低。
【专利说明】
一种锅合金板带连铸连$卩的制备工艺
技术领域
[0001]本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种铝合金板带连铸连乳的制备工艺。 【背景技术】
[0002]目前，国内外各种连铸连乳板带坯的方法有:1)双钢带式有哈兹莱特法 (Hazelett)和凯撒微型法(Kaiser );哈兹莱特法设备投入大，产能高，产品质量仅能满足产品表面要求不高的产品，生产合金少，不能经常更换合金牌号，板带坯厚度限制在12.7? 38.1 mm范围内；凯撒微型法设备投入小，产能低，板带坯厚度为小于5 mm，板带坯宽度限制在270?400 mm范围内。2)双履带式有劳纳法(Casrter II )和亨特-道格拉斯法(Hunter-Douglas);劳纳法设备投入大，产能高，板带坯厚度一般为15?40 mm，宽度一般为600?1700 mm，铸造速度一般为2?5 m/min，产品质量仅能满足产品表面要求不高的产品，生产合金少， 不能经常更换合金牌号；亨特-道格拉斯法与劳纳法区别仅在于急冷块返回过程中的冷却方式，劳纳法采用专门的冷却系统进行冷却，亨特-道格拉斯冷却块本身即带有冷却排热作用而未配置专门的冷却系统。3)轮带式有波特菲尔德-库尔斯法(Porterf ield-Coors)、利加蒙泰法(Rigamonti)、RSC法、曼式法(Mann)，目前所有轮带式铸板带还受工艺及装备条件限制，一般生产板带还宽度不大于500 mm，厚度为20 mm左右。总之，现有国内外连铸技术制得的板带还的厚度难以达到40 mm以上，并且板带还宽度大于500 mm时，铸造速度较低，最终板带成品的性能也较差。
【发明内容】
[0003]基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝合金板带连铸连乳的制备工〇
[0004]—种铝合金板带连铸连乳的制备工艺，包括熔炼、连铸连乳及收卷，具体包括以下步骤:(1)根据铝合金成分进行配料，730?760°C熔融搅拌，得到铝熔体;用氩气将粉末精炼剂吹入铝熔体中，同时，通入氩气进行精炼处理、扒渣;然后730?750°C静置20?40 min，经晶粒细化处理后，除气、过滤除渣，得到成分均匀的铝合金液，铝合金液的温度为710?740°C;(2)将步骤(1)所得铝合金液经水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯;所述模腔由钢带封闭结晶轮凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴，其中，水平浇铸的温度为690?710°C，结晶轮外缘的线速度为4?8 m/min，冷却水的温度不高于 35。。；(3)将步骤(2)所得铸坯经矫直后，进行三道热连乳，控制入乳温度为480?540°C;(4)经剪切、收卷，即得。
[0005]优选地，步骤(2)所述模腔沿径向方向的尺寸为38?45 mm，模腔沿轴向方向的尺寸为500?800 mm，所述结晶轮的直径为1400?1800 mm，所述钢带的厚度为2.5?3.5 mm。
[0006]进一步，所述结晶轮由铸铜制成。
[0007]优选地，步骤(1)所述粉末精炼剂的用量为1.5?3.0公斤/吨。
[0008]优选地，步骤(1)所述晶粒细化处理采用铝钛硼作为细化剂。
[0009]进一步，所述晶粒细化处理采用以200 cm/min的速度逆流加入铝钛硼丝。[〇〇1〇] 优选地，步骤(2)所述冷却水的用量为400?600 m3/h。
[0011]优选地，步骤(2)中所述静置采用静置炉，所述除气采用在线除气装置，所述过滤采用陶瓷过滤装置;步骤(3)所述矫直采用五辊矫直机。
[0012]优选地，步骤(3)所述热连乳铸坯入乳厚度为35?45 mm，终乳厚度为7?9 mm，每道次的乳压量比小于50%。
[0013]本发明针对目前国内外轮带式连铸铝板带坯冷却慢，组织不好，铝合金铸坯厚度受限的问题，改进浇铸及冷却方式，在进入由铜结晶轮上的凹槽与钢带构成的结晶腔入口， 通过水冷却钢带及结晶轮，将热量迅速带走，从而使铝熔体快速凝固。这样大大改善了铸坯组织性能，使铸坯厚度达到38?45mm、宽度达到500?800mm，是目前国内外连铸连乳板带铸坯所达不到的厚度及宽度。设备投资小，生产可以灵活切换合金，设备损耗小产能大，水帘直喷式冷却，使结晶轮冷却强度大，产能达到30 t/h;产品质量稳定，生产成本低。【附图说明】
[0014]图1为所述浇铸模腔及冷却设置的示意图。【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
[0016]下面实施例中熔炼采用两组60吨的熔炼炉，静置两组采用60吨的静置炉，除气采用双石墨转子在线除气装置(铝液处理能力为500 kg/min)，过滤采用陶瓷过滤装置，矫直采用五辊矫直机，连乳采用三机架热连乳机;所用粉末精炼剂为普通市售产品，成分为:粉末精炼剂成分:KN〇3 40%、C 6%、NaAlF6 20%、NaCl 10%、Na2SiF6 24%。[0〇17] 实施例1一种1100铝合金板带连铸连乳的制备工艺，包括熔炼、连铸连乳及收卷，具体包括以下步骤:(1)1100铝合金板带生产采用电解铝液添加重熔铝锭降温处理，配料添加Fe和Cu添加剂，750°C熔融搅拌，得到铝熔体成分为:Si 0.067%、Fe 0.36%、Cu 0.087%;用氩气将粉末精炼剂吹入铝熔体中，粉末精炼剂用量为每吨铝液用2公斤，同时，通入氩气进行精炼处理、扒渣，通入氩气压力为0.〇8Mpa;然后735°C静置30 min之后，以200 cm/min的速度逆流加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理，然后经在线除气和过滤渣除，将在线除气设定为380转/min，氩气压力为0.12MPa，得到成分均匀的铝合金液，铝合金液的温度为730°C;(2)将步骤(1)所得铝合金液经中浇包水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯；如图1所示，所述模腔由钢带4封闭结晶轮5凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面分别设有用于冷却的外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2,外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴，所述外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2仅用于实现模腔的冷却，采用现有技术的冷却装置结构即可实现，故不详细赘述;所述模腔沿径向方向的尺寸为40 mm，模腔沿轴向方向的尺寸为600 mm，所述结晶轮5的直径为1600 mm，所述钢带4的厚度为3 mm;其中，所述结晶轮5由铸铜制成，水平浇铸的温度为705°C，结晶轮5外缘的线速度为5.3 m/min，冷却水的温度为23°C，冷却水的用量为530 m3/h;(3)将步骤(2)所得铸坯经矫直后(不经过加热升温)，进行三道热连乳，控制入乳温度为503°C;铸坯入乳厚度为40 mm，终乳厚度为7 mm，每道次的乳压量比小于50%。
[0018](4)经剪切、收卷，即得。
[0019]上述工艺制得的1100错合金板带无气孔、疏松、夹渣，表面光洁，晶粒度达到一级； 获得的1100合金板带的H14状态下力学性能为:抗拉强度131 MPa，伸长率10.6%。
[0020]实施例2一种5052铝合金板带连铸连乳的制备工艺，包括熔炼、连铸连乳及收卷，具体包括以下步骤:(1 )5052铝合金板带生产:采用电解铝液添加重熔铝锭降温处理，配料添加Mg金属锭和 Cr添加剂，750°C熔融搅拌，得到铝熔体成分为:Si 0.045%、Fe 0.18%、Mg 2.46%、Cr 0.22%; 用氩气将粉末精炼剂吹入铝熔体中，粉末精炼剂用量为每吨铝液用2公斤，同时，通入氩气进行精炼处理、扒渣，通入氩气压力为0.08 Mpa;然后742°C静置30 min之后，以200 cm/min 的速度逆流加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理，然后经在线除气和过滤渣除， 将在线除气设定为380转/min，氩气压力为0.12 MPa，得到成分均匀的铝合金液，铝合金液的温度为730 °C;(2)将步骤(1)所得铝合金液经中浇包水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯；如图1所示，所述模腔由钢带4封闭结晶轮5凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面分别设有用于冷却的外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2,外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴，所述外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2仅用于实现模腔的冷却，采用现有技术的冷却装置结构即可实现，故不详细赘述;模腔沿径向方向的尺寸为40 mm，模腔沿轴向方向的尺寸为600 mm，所述结晶轮5的直径为1600 mm，所述钢带4的厚度为3 mm;其中，所述结晶轮5由铸铜制成，水平浇铸的温度为708°C，结晶轮5外缘的线速度为4.3 m/min，冷却水的温度为28°C，冷却水的用量为480 m3/h;(3)将步骤(2)所得铸坯经矫直后，经过在线加热升温，进行三道热连乳，控制入乳温度为515°C;铸坯入乳厚度为40 mm，终乳厚度为7 mm，每道次的乳压量比小于50%。
[0021](4)经剪切、收卷，即得。[〇〇22]上述工艺制得的5052铝合金板带无气孔、疏松、夹渣，表面光洁，晶粒度达到一级； 获得的5052合金板带的H12状态下力学性能为:抗拉强度235 MPa，伸长率15.8%。[〇〇23] 实施例3一种6063铝合金板带连铸连乳的制备工艺，包括熔炼、连铸连乳及收卷，具体包括以下步骤:(1 )6063铝合金板带生产:采用电解铝液添加重熔铝锭降温处理，配料添加Mg金属锭和 20%铝硅中间合金，750°C熔融搅拌，得到铝熔体成分为:Si 0.45%、Fe 0.18%、Mg 0.63%;用氩气将粉末精炼剂吹入铝熔体中，粉末精炼剂用量为每吨铝液用2公斤，同时，通入氩气进行精炼处理、扒渣，通入氩气压力为0.07 Mpa;然后735°C静置27 min之后，以200 cm/min的速度逆流加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理，然后经在线除气和过滤渣除，将在线除气设定为380转/min，氩气压力为0.12 MPa，得到成分均匀的铝合金液，铝合金液的温度为728 °C;(2)将步骤(1)所得铝合金液经中浇包水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯；如图1所示，所述模腔由钢带4封闭结晶轮5凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面分别设有外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2，外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2 均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴，所述外冷却装置1、内冷却装置3及侧面冷却装置2仅用于实现模腔的冷却，采用现有技术的冷却装置结构即可实现，故不详细赘述;模腔沿径向方向的尺寸为40 mm，模腔沿轴向方向的尺寸为600 mm，所述结晶轮5的直径为1600 mm，所述钢带4的厚度为3 mm;其中，所述结晶轮5由铸铜制成，水平浇铸的温度为698°C，结晶轮5外缘的线速度为4.5 m/min，冷却水的温度为31°C，冷却水的用量为540 m3/h;(3)将步骤(2)所得铸坯经矫直后，经过在线加热升温，进行三道热连乳，控制入乳温度为525°C;铸坯入乳厚度为40 mm，终乳厚度为7 mm，每道次的乳压量比小于50%。
[0024](4)经剪切、收卷，即得。[〇〇25] 上述工艺制得的6063铝合金板带无气孔、疏松、夹渣，表面光洁，晶粒度达到一级； 获得的6063合金板带的T4状态下力学性能为:抗拉强度198 MPa，伸长率16.5%。
【主权项】
1.一种铝合金板带连铸连乳的制备工艺，包括熔炼、连铸连乳及收卷，其特征在于，具 体包括以下步骤:(1)根据铝合金成分进行配料，730?760°C熔融搅拌，得到铝熔体；用氩气将粉末精炼剂 吹入铝熔体中，同时，通入氩气进行精炼处理、扒渣;然后730?750°C静置20?40 min，经晶粒 细化处理后，除气、过滤除渣，得到成分均匀的铝合金液，铝合金液的温度为710?740°C;(2)将步骤(1)所得铝合金液经水平浇铸进入模腔内，经冷却得到铸坯;所述模腔由钢 带封闭结晶轮凹槽外缘所形成，模腔的四周侧面均匀布满若干用于喷淋冷却水的喷嘴，其 中，水平浇铸的温度为690?710°C，结晶轮外缘的线速度为4?8 m/min，冷却水的温度不高于 35。。；(3)将步骤(2)所得铸坯经矫直后，进行三道热连乳，控制入乳温度为48(H540°C;(4)经剪切、收卷，即得。2.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(2)所述 模腔沿径向方向的尺寸为38?45 mm，模腔沿轴向方向的尺寸为500?800 mm，所述结晶轮的 直径为1400?1800 mm，所述钢带的厚度为2.5?3.5 mm。3.根据权利要求2所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:所述结晶轮由 铸铜制成。4.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(1)所述 粉末精炼剂的用量为1.5?3.0公斤/吨。5.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(1)所述 晶粒细化处理采用铝钛硼作为细化剂。6.根据权利要求5所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:所述晶粒细化 处理采用以200 cm/min的速度逆流加入铝钛硼丝。7.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(2)所述 冷却水的用量为400?600 m3/h。8.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(2)中所 述静置采用静置炉，所述除气采用在线除气装置，所述过滤采用陶瓷过滤装置;步骤(3)所 述矫直采用五辊矫直机。9.根据权利要求1所述的铝合金板带连铸连乳的制备工艺，其特征在于:步骤(3)所述 热连乳铸坯入乳厚度为35?45 mm，终乳厚度为7?9 mm，每道次的乳压量比小于50%。
【文档编号】B21B1/46GK106077539SQ201610610276
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月29日 公开号201610610276.0, CN 106077539 A, CN 106077539A, CN 201610610276, CN-A-106077539, CN106077539 A, CN106077539A, CN201610610276, CN201610610276.0
【发明人】井佳明, 张梅, 赵建国
【申请人】焦作市圣昊铝业有限公司