CN101318288A - 一种由电解铝液直接铸轧生产ps版用铝板基的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其主要步骤为：高温电解铝液→熔炼炉→调整元素成分→精炼→导炉→调整温度至740～750℃→加入Al－Ti－B丝进行晶粒细化→除气→过滤→铸轧带卷→冷轧→拉弯矫直→成品；本发明的各个步骤综合起来，优化工艺参数，所制备的PS版用铝板基的抗拉强度和延伸率高，质量优于同类产品，省去使用铝锭时重熔的过程，节约了资源，降低了生产成本，经济效益和社会效益高。
Description
技术领域
本发明涉及一种PS版用铝板基的生产方法，具体涉及一种由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法。
背景技术
胶印是当代印刷的主要方式，今天的胶印印刷用版材，不管是传统的PS版，还是近年来推出的CTP版，都是以铝板基为支持体的预涂感光版。PS版是预涂感光版的简称，是一种预涂有感光层的可随时用于晒版的平印版，是在经表面电解氧化后形成致密砂目的0.15～0.50mm厚的铝板基上涂布非银感光(热)树脂层而制成的。PS版具有分辨率高、再现性强、字迹清晰、便于自动化制版印刷、经济效益高等优点，受到世界各国印刷行业的高度重视。现在，工业发达国家PS版用量已占整个印刷版的80％～90％。
前些年，PS版生产用的铝卷，我国一直依赖进口，每年从日本、德国等国家进口铝卷数万吨。近年来，我国铝板加工业发展很快，同时由于国际铝价的不断上涨，各PS版生产厂家希望使用国内铝材厂生产的铝卷，但是除西南铝业集团公司等几个大企业生产的铝板质量较高外，国内的PS版基的质量与国外产品有很大差别。国内企业所能提供的铝版基的质量稳定性、规格的保证以及成本等都有很多不足之处，尤其是适合PS版生产的高质量的冷轧板，其产量还不能满足PS版业的需要，因此大部分PS版生产厂家主要靠国外铝材进行生产，原料不足，极大地束缚了PS版的生产，这也是多年来不能解决的问题。
铝板基在PS版生产中占所有原材料成本的70％～80％左右，铝板基不仅是PS版的支持体，还对PS版的性能起到重要的作用，其质量的好坏会直接影响到PS版的质量和生产成本。因此，对PS版用铝板基进行研究，提高铝板基质量、降低铝板基的成本，对于减少进口、降低PS版生产企业的生产成本都有重要意义。
目前PS版用铝板基的生产方法主要有两种：热轧板坯再冷轧和铸轧板坯再冷轧，其中热轧法的生产过程是：铝锭重熔-铸造锭坯-切头尾-铣面-锭坯加热-热粗轧-热精轧-冷轧-拉弯矫直-成品板基，而铸轧法的生产过程是：铝锭重熔-连续铸轧-冷轧-拉弯矫直-成品板基。热轧法的缺点是需要切头尾、铣面、加热，工艺流程长，成本高。铸轧法不需切头尾、不需铣面，提高了成品率，不需加热，大大缩短了工艺流程，省去了锭坯加热和热轧设备，但是铸轧法存在的缺陷是需要对电解铝液浇铸成的铝锭进行再重熔，浪费资源，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，铝板基的质量高，生产成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，包括以下步骤：(1)将高温电解铝液送至熔炼炉，加入占铝液总重量20～30％的铝锭，控制熔体温度为740～760℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为：Si：0.08～0.12％、Fe：0.3～0.35％、Cu：0.06～0.08％、Ti：0.01～0.03％，余量为Al；(2)采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂精炼，充分搅拌均匀，精炼时间为8～10分钟，然后静置15～25分钟，除去铝液表面的浮渣，导入静置炉内，控制静置炉内温度为740～750℃；(3)将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；(4)然后铝液经前箱流入铸轧机铸轧，控制铸轧辊的表面粗糙度为0.7～0.8μm，铸轧温度680～700℃，铸轧速度800～1000mm/min，冷却时进水温度为17～18℃，进口压力0.3～0.4MPa，出水温度为22～25℃；(5)将铸轧后的带卷料送入冷轧机冷轧，控制冷轧辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm，冷轧至0.27mm，然后经拉弯矫直机清洗矫直使带材平直度不大于3I，即得PS版用铝板基成品。
所述步骤(5)中冷轧时的道次分配为：6～7mm→3.5～4mm→2.0～2.4mm→1.2～1.4mm→0.72～0.82mm→0.45～0.47mm→0.27mm。
所述步骤(3)中Al-Ti-B丝的加入量为铝液重量的1.5～1.7‰。
所述步骤(3)中Al-Ti-B丝所含成分质量百分比为：Ti：4.75～6.05％、B：1～1.5％、Fe≤0.3％、Si≤0.2％，余量为Al。
所述步骤(3)中除气箱内的石墨转子的转速为120～180r/min。
所述步骤(2)中精炼剂为喷粉精炼剂SY-PJ1，加入量为铝液重量的0.1～0.4％。
所述步骤(2)和步骤(3)中纯氩气和纯氮气的纯度均大于99.999％。
本发明采用高温电解铝液作为原料直接铸轧生产PS版用铝板基，省去了电解铝液浇铸成铝锭然后再进行重熔的过程，由于电解铝液中的氢含量较高，而氢含量较高时容易造成铸轧的铝板基产品出现孔洞缺陷。本发明利用纯氮气喷精炼剂对熔体精炼和在除气箱中对熔体除气，在铝熔体中形成大量弥散的气泡，气泡在上浮过程中与铝熔体充分接触，把铝液中的气体和夹杂物带到铝液表面，达到除气、除渣的目的，使氢含量小于0.11ml/(100gAl)，保证了铝板基的质量；控制合适的Cu含量是因为微量的Cu有利于砂目的形成，并使砂目均匀，但过量的Cu会加快PS版基的腐蚀，降低耐印力；控制石墨转子转速是因为转速太低时气泡数量少，不利于除气，造成氢含量高，转速太快时加速转子的磨损对铝液造成二次污染，而且转速太快会导致除气箱内铝熔体飞溅，造成氧化造渣；铸轧时控制合适的铸轧辊的表面粗糙度，提高铝板基的质量，这是因为表面粗糙度过大时易出现黑丝、黑道及擦、划伤缺陷，表面粗糙度过小时铸轧容易漏铝，也影响正常立板；冷轧时控制合适的冷轧辊的表面粗糙度同样为了保证铝板基的高品质，避免表面粗糙度过大时出现黑丝、黑道及擦、划伤缺陷及表面粗糙度过小出现轧制打滑现象；控制合适的冷轧道次，保证产品的表面质量同时提高生产效率，因为道次加工率太大时易出现裂纹、波浪等缺陷，道次加工率太小时，影响生产效率和产品质量。本发明的各个步骤综合起来，优化工艺参数，所制备的PS版用铝板基的抗拉强度和延伸率高，质量优于同类产品，省去使用铝锭时重熔的过程，节约了资源，降低了生产成本，经济效益和社会效益高。
具体实施方式
实施例1：如本发明所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，包括以下步骤：(1)将920℃的高温电解铝液送至熔炼炉，加入占铝液总重量20％的铝锭，控制熔体温度为740℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为：Si：0.1％、Fe：0.3％、Cu：0.06％、Ti：0.02％，余量为Al；(2)采用纯度大于99.999％的纯氮气向熔体中喷入喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，喷粉精炼剂SY-PJ1的用量为铝液重量的0.1％，搅拌均匀，精炼时间为8分钟，然后静置25分钟，除去铝液表面的浮渣，将熔体导入静置炉内，控制静置炉内温度为740℃；(3)将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入占铝液重量1.5‰的Al-Ti-B丝进行晶粒细化，Al-Ti-B丝所含成分质量百分比为：Ti：4.75％、B：1％、Fe：0.3％、Si：0.2％、Al：93.75％，然后在除气箱内用纯度大于99.999％的纯氮气对铝液进行除气处理，控制除气箱内石墨转子的转速为120r/min，使铝液中的氢含量为0.11ml/(100gAl)，然后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；(4)然后铝液经前箱流入铸轧机铸轧，控制铸轧辊的表面粗糙度为0.7μm，铸轧温度680℃，铸轧速度800mm/min，冷却进水温度为17℃，进口压力0.4MPa，出水温度为25℃；(5)将铸轧后的带卷料送入冷轧机冷轧，控制冷轧辊的表面粗糙度为0.18μm，冷轧道次分配为：6.8mm→3.8mm→2.2mm→1.3mm→0.75mm→0.46mm→0.27mm，然后经拉弯矫直机清洗矫直使带材平直度为3I，即得PS版用铝板基成品。
实施例2：如本发明所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，包括以下步骤：(1)将920℃的高温电解铝液送至熔炼炉，加入占铝液总重量25％的铝锭，控制熔体温度为750℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为：Al：99.55％、Si：0.1％、Fe：0.35％、Cu：0.07％、Ti：0.03％、余量为Al；(2)采用纯度大于99.999％的纯氩气向熔体中喷入喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，喷粉精炼剂SY-PJ1的用量为铝液重量的0.3％，搅拌均匀，精炼时间为9分钟，然后静置20分钟，除去铝液表面的浮渣，将熔体导入静置炉内，控制静置炉内温度为745℃；(3)将静置炉中的铝液送入流槽中，加入占铝液重量1.6‰的Al-Ti-B丝进行晶粒细化，Al-Ti-B丝所含成分质量百分比为：Ti：5.55％、B：1.2％、Fe：0.25％、Si：0.15％、Al：92.85％，然后在除气箱内用纯度大于99.999％的纯氩气对铝液进行除气处理，控制除气箱内石墨转子的转速为160r/min，使铝液中的氢含量为0.10ml/(100gAl)，然后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；(4)然后铝液经前箱流入铸轧机铸轧，控制铸轧辊的表面粗糙度为0.7μm，铸轧温度690℃，铸轧速度900mm/min，冷却进水温度为18℃，进口压力0.35MPa，出水温度为22℃；(5)将铸轧后的带卷料送入冷轧机冷轧，控制冷轧辊的表面粗糙度为0.20μm，冷轧道次分配为：7mm→4mm→2.4mm→1.4mm→0.82mm→0.47mm→0.27mm，然后经拉弯矫直机清洗矫直使带材平直度为3I，即得PS版用铝板基成品。
实施例3：如本发明所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，包括以下步骤：(1)将920℃的高温电解铝液送至熔炼炉，加入占铝液总重量30％的铝锭，控制熔体温度为760℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为：Si：0.12％、Fe：0.32％、Cu：0.08％、Ti：0.03％，余量为Al；(2)采用纯度大于99.999％的纯氮气向熔体中喷入喷粉精炼剂SY-PJ1精炼，喷粉精炼剂SY-PJ1的用量为铝液重量的0.4％，搅拌均匀，精炼时间为10分钟，然后静置15分钟，除去铝液表面的浮渣，将熔体导入静置炉内，控制静置炉内温度为750℃；(3)将静置炉中的铝液送入流槽中，加入占铝液重量1.7‰的Al-Ti-B丝进行晶粒细化，Al-Ti-B丝所含成分质量百分比为：Ti：6.05％、B：1.5％、Fe：0.2％、Si：0.1％、Al：92.15％，然后在除气箱内用纯度大于99.999％的纯氩气对铝液进行除气处理，控制除气箱内石墨转子的转速为180r/min，使铝液中的氢含量为0.09ml/(100gAl)，然后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；(4)然后铝液经前箱流入铸轧机铸轧，控制铸轧辊的表面粗糙度为0.8μm，铸轧温度700℃，铸轧速度1000mm/min，冷却时进水温度为17℃，进口压力0.3MPa，出水温度为25℃；(5)将铸轧后的带卷料送入冷轧机冷轧，控制冷轧辊的表面粗糙度为0.24μm，冷轧道次分配为：6mm→3.5mm→2.0mm→1.2mm→0.72mm→0.450mm→0.27mm，然后经拉弯矫直机清洗矫直使带材平直度为3I，即得PS版用铝板基成品。
采用本发明方法制备的PS版用铝板基与行业标准及其它铝板基的各项性能对比数据如表1所示：
表1性能对比数据
| 抗拉强度A(MPa) | 延伸率I，(％)50mm定标距 | 厚度(mm) | 表面粗糙度Ra(μm) | |
| 印刷用PS版用铝板基(YS/T421-2000) | ≥135 | ≥1.0 | 0.27±0.010 | 0.18～0.28 |
| 本发明电解铝液铸轧生产的铝板基 | ≥190 | ≥4.0 | 0.27±0.003 | ≤0.24 |
| 中铝西南铝业(重熔铝锭铸轧) | 181 | 4.0 | 0.269 | 0.24 |
| 日本住友(热轧) | 156 | 2.5 | 0.270 | 0.26 |
| 英国(热轧) | 163 | 3.0 | 0.268 | 0.25 |
经表1对比明显可以看出，本发明由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的各项性能均优于重熔铝锭铸轧和传统热轧生产的PS版用铝板基。
Claims (7)
1、一种由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将高温电解铝液送至熔炼炉，加入占铝液总重量20～30％的铝锭，控制熔体温度为740～760℃，调整熔体中各元素成分的质量百分比为：Si：0.08～0.12％、Fe：0.3～0.35％、Cu：0.06～0.08％、Ti：0.01～0.03％，余量为Al；(2)采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂精炼，充分搅拌均匀，精炼时间为8～10分钟，然后静置15～25分钟，除去铝液表面的浮渣，导入静置炉内，控制静置炉内温度为740～750℃；(3)将静置炉中的铝液送入流槽中，逆向加入Al-Ti-B丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；(4)然后铝液经前箱流入铸轧机铸轧，控制铸轧辊的表面粗糙度为0.7～0.8μm，铸轧温度680～700℃，铸轧速度800～1000mm/min，冷却时进水温度为17～18℃，进口压力0.3～0.4MPa，出水温度为22～25℃；(5)将铸轧后的带卷料送入冷轧机冷轧，控制冷轧辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm，冷轧至0.27mm，然后经拉弯矫直机清洗矫直使带材平直度不大于3I，即得PS版用铝板基成品。
2、如权利要求1所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(5)中冷轧时的道次分配为：6～7mm→3.5～4mm→2.0～2.4mm→1.2～1.4mm→0.72～0.82mm→0.45～0.47mm→0.27mm。
3、如权利要求1或2所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(3)中Al-Ti-B丝的加入量为铝液重量的1.5～1.7‰。
4、如权利要求3所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(3)中Al-Ti-B丝所含成分质量百分比为：Ti：4.75～6.05％、B：1～1.5％、Fe≤0.3％、Si≤0.2％，余量为Al。
5、如权利要求4所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(3)中除气箱内的石墨转子的转速为120～180r/min。
6、如权利要求5所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(2)中精炼剂为喷粉精炼剂SY-PJ1，加入量为铝液重量的0.1～0.4％。
7、如权利要求6所述的由电解铝液直接铸轧生产PS版用铝板基的方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)中纯氩气和纯氮气的纯度均大于99.999％。
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