CN101220414B - 电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺 - Google Patents

电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺 Download PDF

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电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，所述的工序包括合金铝液熔化，成分调整，精炼，除气，过滤，铸轧，卷取；所述的合金铝液60-70％电解铝液、30-40％铝锭或铝废料；所述的精炼为熔炼炉内喷粉精炼、CCl4精炼和保温炉通氩精炼三次精炼；铸轧时前箱温度为715-725℃，铸轧速度为600-700mm/min。本发明具有工序简化，节能减排，提高生产效率，节约生产成本的特点。

Description

电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，具体地说是涉及一种用电解铝液直接铸轧5052合金的新工艺。
背景技术
目前，热轧供坯方式生产5052合金技术已经很成熟，国内外多采用热轧生产，热轧工艺流程为：熔炼→净化→铸锭→切头尾→铣面→加热→热轧→包装。但热轧供坏方式生产过程中，熔炼过程中金属烧损为2.5％，切头尾量为6％，铣面量为5.5％，热轧过程中切头尾量2％，热轧生产7mm厚带材最终成品率为85％(其中不包括铸锭和热轧过程中产生的废品)。如果考虑铸锭过程及热轧过程产生的废品，综合成品率为80％。因而热轧具有投资大、工序多，同时运行成本较高的不足。
因而，如何有效的改进5052合金生产技术，使工艺更简化，成本更低是技术人员所需要解决的问题。另外，5052合金生产工艺中，还存在以下技术难点：5052合金与1×××及8×××合金比较，熔体结晶温度范围较宽，铸轧生产过程中变形抗力较大，边部裂纹较宽。5052合金流动性较差、黏性较大，易粘辊，界面润滑相对困难。电解铝液温度很高，气渣含量较重熔铝锭熔体高出很多，因此熔体净化难度较大。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种工艺序简化，节能减排，提高生产效率，节约生产成本的电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺。
本发明的目的是通过下述方式实现的：
本发明的工艺的工序包括合金铝液熔化，成分调整，精炼，除气，过滤，铸轧，卷取；所述的合金铝液60-70％电解铝液、30-40％铝锭或铝废料；所述的精炼为熔炼炉内喷粉精炼、CCl4精炼和保温炉通氩精炼三次精炼；铸轧时前箱温度为715-725℃，铸轧速度为600-700mm/min。
所述的铸轧区优选长度为40-50mm。
铸轧时，在线除气时除气箱的温度保持在740～750℃。
本发明还采用质量浓度为1-3％的石墨乳液作为铸轧时铸轧辊的界面润滑，优选2％。
所述的熔炼炉的温度为750-760℃。
保温炉的温度为730-745℃。
本发明更优选方案是在CCl4精炼和保温炉通氩精炼之间还可采用2号精炼剂与除钠剂混合喷粉进行进一步的精炼。
本发明的铸轧时，采用的是双辊倾斜式铸轧机。
铸轧时，变质剂采用铝钛碳晶粒细化剂，添加量为2kg/t铝。
由目前还不曾见过电解铝液短流程铸轧生产5052合金的相关报道。发明人通过理论分析结合现场试验确定了对铸轧生产5052合金工艺流程。本工艺采用双辊倾斜式铸轧机、电解铝液直接铸轧生产5052合金，相对重熔铝锭铸轧生产，省去重熔过程，而相对热轧方式省去铸锭、铣面、加热、热轧等工序，耗能降低，具有明显的成本优势。铸轧生产工艺与热轧生产工艺比较，省去了切头尾、铣面、加热、热轧四个工序，每吨节约成本约951元(不含热轧线设备及场地投资)。
由于5052合金固液温度区域较大、黏性较大，发明人通过分析合金相图及研究熔体温度对铸轧过程的影响，确定适当的铸轧温度(即前箱温度)范围，铸轧前箱温度确定为715-725℃。也较好地提高了熔体的流动性，但同时由于熔体温度过高，将也增加铸轧辊的冷却难度，为解决以上问题发明人确定的铸轧速度为600-700mm/min，且优选铸轧区长度为40-50mm。
由于5052合金粘辊严重的问题，本工艺界面润滑采用石墨乳液，特别是优选是2％。
另外，由于电解铝液气渣量高的特点，本工艺采用在熔炼炉内喷粉精炼、CCl4精炼和保温炉通氩精炼三次精炼以充分地对熔体净化。
由以上工艺所制得的本发明的产品，力学性能如下：
  类别 样品编号   厚度   状态 抗拉强度 屈服强度   伸长率
国家标准     \   0.5-1.3     H32   215-265   ≥160     ≥5
  0.5-1.3     H34   235-285   ≥180     ≥4
    0.8-4.5     H38   ≥270   ≥220     ≥4
本发明的产品     1     1.2     H32   239.97   198.07     9.8
    2     1.1     H32   224.74   190.93     8.4
    3     1.2     H34   269.83   240.14     6.8
    4     1.1     H34   253.74   232.69     6.8
    5     1.3     H38   294.32   273.46     5.2
    6     1.4     H38   324.05   284.19     5.0
从表中可以看出，由本发明的电解铝液直接铸轧5052合金产品力学性能完全满足国家标准要求。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
①本发明的成分包括为：
铁0.25～0.35％，硅≤0.08％，铜≤0.05％，镁2.2～2.5％，锰0.05-0.10％，铬0.20～0.26％，铍3～5ppm，其余为铝。
采用的是60-70％电解铝液、30-40％铝锭或铝废料。
②熔化与精炼
熔化过程中采用叉车搅拌1-2次，以加速度熔化，时间间隔在30分钟。待化平后搅拌4-5min，搅拌温度控制在750-760℃。
第一次精炼采用氩气喷粉精炼，2号精炼剂(成都鑫海通公司购得)按2kg/t加入。
采用CCl4进行第二次精炼，分别在两边炉门左右进行，采用CCl4泡砖，用量4-6块，砖块沉入铝液中，并缓缓移动至无气泡冒出。精炼完成后扒渣干净，并调整成分。
其他元素成分合格后加入铝铍中间合金。充分搅拌完成后开始加入镁锭。
搅拌完成后，本发明工艺可优选地采用2号精炼剂与除钠剂混合喷粉精炼，时间为15分钟，加入量为按2kg/t(含除钠剂占25％)。
精炼完成后，扒渣干净，并确认成分，调整温度至750-760℃，然后开始倒炉。
倒炉后在保温炉进行冲氩精炼，精炼时间为10分钟，保温炉的温度控制在735～745℃。
③铸轧
a.在线处理：在线采用氩气精炼。在线除气时除气箱的温度保持在740～750℃。
b.过滤：过滤箱温度控制在730～740℃。
c.变质处理：变质剂采用铝钛碳晶粒细化剂，添加位置为过滤箱后前箱前，添加量为2kg/t铝。
d.前箱温度控制在715～725℃。铸轧区长度为40-50mm，铸轧速度为650mm/min。
本发明的产品经铸轧后，最后经卷取机卷取，冷却后包装成成品。

Claims (5)

1.电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，其特征在于，所述的工序包括合金铝液熔化，成分调整，精炼，除气，过滤，铸轧，卷取；所述的合金铝液60-70％电解铝液、30-40％铝锭或铝废料；所述的精炼为熔炼炉内喷粉精炼、CCl4精炼和保温炉通氩精炼三次精炼；铸轧时前箱温度为715-725℃，铸轧速度为600-700mm/min；所述的铸轧区长度为40-50mm；除气时，除气箱的温度保持在740～750℃；所述的熔炼炉的温度为750-760℃；保温炉的温度为730-745℃；采用质量浓度为1-3％的石墨乳液作为铸轧时铸轧辊的界面润滑。
2.根据权利要求1所述的电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，其特征在于，石墨乳液质量浓度为2％。
3.根据权利要求1所述的电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，其特征在于，CCl4精炼和保温炉通氩精炼之间还采用2号精炼剂与除钠剂混合喷粉精炼。
4.根据权利要求1所述的电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，其特征在于，铸轧时，采用的是双辊倾斜式铸轧机。
5.根据权利要求1所述的电解铝液短流程铸轧生产5052合金工艺，其特征在于，铸轧时，变质剂采用铝钛碳晶粒细化剂，添加量为2kg/t铝。
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