CN102319735A - 一种铝合金板的铸轧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属板材的制造方法，尤其是涉及生产3004铝合金板的一种铝合金板的铸轧方法。其主要是解决现有技术所存在的一般的铝合金板带基本上都是采用热轧方式生产，成本高昂，而如果采取铸轧方式来生产，由于缺少多次精炼，则会造成立板失败、粘辊以及马蹄形裂口，影响产品质量等的技术问题。本发明首先投入废料、铝锭，然后依次经过熔炼、多次精炼、静置、除气、过滤、铸轧、检验后，出成品。

Description

一种铝合金板的铸轧方法

技术领域

本发明涉及一种金属板材的制造方法，尤其是涉及生产3004铝合金板的一种铝合金板的铸轧方法。

背景技术

现行行业里面生产铝板带常用的有两种方式，一种时采用热轧方式，首先是铸造大扁锭，扁锭经过铣面、切头、加热后送往热轧机进行轧制，这种生产方法投资大，能耗高，工艺复杂，普通铝加工企业无法实现；另一种是采用连铸连轧方式，采取一边铸造一边轧制的生产模式，投资小，能耗低，工艺相对简单，被普遍用于铝加工企业。3004铝合金属于Al-Mg-Mn系，主要合金元素是Mn和Mg，它具有较高的强度、耐蚀性和优良的加工成形性，被广泛用于包装、运输、铝制品等行业。中国专利公开了一种轻质薄型铝合金板材的制造工艺（公开号：CN 101712117 A），其依次包括如下步骤：(1)配料：各金属原料的组份和重量配比为：锰0.05-1.5％、铜0.05-0.4％、锘0.06-0.4％、镁0.6-4.5％、铁0.025-0.5％、硅0.2-l％、钛0.0l-0.04％，其余为铝。(2)熔炼：将上述配比的金属原料放入天然气熔炼炉中，并加热至760-780℃，使金属原料熔化形成铝合金溶液，熔炼时间为3-5小时。(3)检验：对上述溶液取样，通过检测仪器对取样溶液进行成份检验，并根据检验结果作出相应调整。(4)静置：将经检验的铝合金溶液转入电加热静置炉中，并加热至720-740℃，电加热静置炉通过其内保温层使铝合金溶液的温度一直保持在该温度内，静置时间为10-20分钟。(5)铸造：在700-740℃的温度和0.1-0.18Mpa的冷却强度下，通过液压深井式铸造机以40-60mm/min的速度将静置炉中通过流槽流出的铝合金溶液铸造成锭坯，其锭坯铸造长度最大为8.6m。(6)锯切与铣面：根据需要将锭坯锯切成所需长度，并用铣床将锭坯的两个大面进行铣削，消除表面缺陷。(7)加热处理：将经锯切和铣面的锭坯放入天然气加热炉中，在530-580℃的温度下保持10-20小时。(8)热轧：用热轧机对温度为530-580℃的锭坯进行热轧，轧制成12～260mm厚的铝合金板材。(9)冷轧：在常温下，用冷轧机将热轧后的铝合金板材轧制成2.8-lOmm的成品。(11)成品剪切：用剪切设备对成品按要求进行剪切。目前一般的铝合金板带基本上都是采用热轧方式生产，成本高昂，而上述专利采取铸轧方式来生产，由于缺少多次精炼，则会造成立板失败、粘辊以及马蹄形裂口，影响产品质量。

发明内容

本发明是提供一种铝合金板的铸轧方法，其主要是解决现有技术所存在的一般的铝合金板带基本上都是采用热轧方式生产，成本高昂，而如果采取铸轧方式来生产，由于缺少多次精炼，则会造成立板失败、粘辊以及马蹄形裂口，影响产品质量等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：

a．先将边角料投入熔炼炉，再投入铝锭，其中边角料组成与铝的配比为：Si≤0.15%，Fe:0.4%-0.5%，Cu:0.1%-0.15%，Mn:1.0%-1.1%，余量为Al，熔化快完成时按成分配比添加合金剂，使合金成分配比为：Si≤0.3%，Fe:0.5%-0.7%，Cu:0.15%-0.25%，Mn：1.0-1.5，Mg：0.8-1.3，余量为Al。静置后再加入精炼剂进行精炼，按每炉10吨铝液计算，精炼剂的加入量为2-4 kg/炉，精炼完成并扒渣后进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次；

b．采用高纯氮气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL，保证流口至前箱温降≤15℃；

c．将铝液送入铸嘴后进行立板工艺，铝液从铸嘴出来后进入前箱内，加水压，由轧辊进行铸轧，立板时，调整冷却水流量、铸轧速度，控制铝液结晶速度，从而保证铸轧速度与结晶速度相匹配，立板完成后，将铝板送入到卷取处，即出成品铝合金板。

本发明的流程如下：配料——投料——熔炼——精炼——扒渣——取样分析——倒炉——精炼——取样分析——除气、过滤——轧制——卷取。

边角料为一级废料，加料时，先投边角料后加铝锭，铝锭纯度为99.70%，要求原材干净，无油污、水分，熔化完成后再添加合金剂。

熔炼时可以加强炉内熔体搅拌，以防止熔体局部过热。

所述的投料方法是：先加入边角料再加入重熔用铝锭，加热使边角料熔化；再按配料标准加入各合金剂。

所述的熔炼是：先熔化边角料再加入铝锭，加热至745-765℃，使边角料熔化；当铝锭快要完全熔化时，加入其他合金剂加热搅拌至全部熔化，熔炼时间为4-5小时。

所述的精炼是在745-765℃下通氮气和精炼剂进行喷粉精炼，完成后静置10-20分钟再进行扒渣。

所述的轧制是指在立板后将铝液送入铸嘴，在轧辊的作用下进行铸轧，立板时，注意调整冷却水流量、铸轧速度，从而控制铝液结晶速度，保证铸轧速度与结晶速度相匹配。

作为优选，所述的铸嘴端部两侧的外表面为圆弧形，其圆弧的半径与轧辊的半径相一致。由于该铝合金流动性差，可以采用特殊耐高温铸嘴材料和分流布置方法来满足生产需要，制作前铸嘴料必须经24小时180℃保温，铸嘴小车可以加装调整机构，保证两边可以分开调整嘴辊间隙，铸嘴底板和压盘均采用耐高温铸铁材料，防止生产过程中产生变形，安装铸嘴前，必须对铸嘴底板进行调整，保证铸嘴底板工作状态下水平度达到0.05mm/m，铸嘴安装时，对轧区进行测量，保证轧区为45mm，保证铸嘴与轧辊接触面密封良好，防止铝水渗漏。

作为优选，所述的步骤a中添加合金剂后静置的时间为15-20分钟。

作为优选，所述的步骤a中熔炼的时间为4-5小时，熔炼的温度为755-765℃。熔炼温度比一般合金高15-20℃，保证铝液熔体的流动性。

作为优选，所述的精炼时通过液氮加压，其压力保证铝液被吹起的高度不超过15cm。精炼气体采用99.995%高纯氮气，精炼终了时快速取样进行成分分析，合格后准备立板。

作为优选，所述的步骤a中对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-15分钟后扒渣，每1-2小时精炼一次。

作为优选，所述的步骤b中石墨转子的转速为350-450r/min。 保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL。

作为优选，所述的轧辊的直径为800-820mm。因3004合金硬，所需轧制力大，选用直径φ800-820mm之间的轧辊进行轧制，轧辊磨削时中高在0.42-0.5mm之间，根据轧辊直径确定，中高对称度必须控制在0.01mm以内，粗糙度控制在1.25-1.35之间。

作为优选，所述的步骤c在立板前对轧辊进行烘烤，并且调整前箱温度到710-720℃。

作为优选，所述的步骤c中轧辊的铸轧速度为0.55-0.65m/min，加水压为0.4-0.5Mpa，轧制力为1100-1300吨。

作为优选，所述的步骤c中立板前后利用火焰喷枪在轧辊的辊面上喷涂石墨。用火焰喷枪在辊面均匀喷涂石墨，可以防止粘辊。

因此，本发明具有节能降耗，减少了从采用半连续水冷铸锭到热轧再冷轧的时间，省去铸锭、铣面等工序，缩短了生产周期，简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本，调整合金成分和铸轧工艺，成功立板，并批量生产的特点。

附图说明

附图1是本发明的铸嘴的装配结构示意图。

图中零部件、部位及编号：铸嘴1、轧辊2，铝液3。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本例的一种铝合金板的铸轧方法，用来生产3004铝合金板，其步骤为：

a．先将边角料投入熔炼炉，再投入铝锭，其中边角料组成与铝的配比为：Si：0.1%，Fe：0.4%，Cu：0.1%，Mn：1.0%，余量为Al，熔化快完成时按成分配比添加合金剂，合金剂组成与铝的配比为：Si：0.15%，Fe:0.56%，Cu:0.15%，Mn：1.15%，Mg：0.9%，静置30分钟后再加入精炼剂 2.5kg进行精炼，同时调整液氮压力，保证液氮气吹起铝液的高度不超过15cm，精炼时间控制在15分钟，精炼完成并扒渣后进行熔炼，熔炼时间为4小时，熔炼温度为755℃，然后到静置炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼并调整压力，每次精炼15分钟，静置10分钟后扒渣，并持续精炼，每隔1小时精炼一次；

b．采用高纯氮气对铝液进行除气，调整石墨转子转速为350r/min，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL，保证流口至前箱温降≤15℃；

c．如图1，将铝液3送入铸嘴后进行立板工艺，铸嘴1端部两侧的外表面为圆弧形，其圆弧的半径与轧辊2的半径相一致。铝液从铸嘴出来后进入前箱内，水压控制为0.4Mpa，调整轧制力，控制在1200吨，由轧辊进行铸轧，并用火焰喷枪在辊面均匀喷涂石墨；立板时，调整冷却水流量、铸轧速度，控制铝液结晶速度，从而保证铸轧速度与结晶速度相匹配，立板完成后，立即投入火焰喷枪喷涂石墨，并调整石墨量，将铝板送入到卷取处，即出成品铝合金板。

实施例2：本例的一种铝合金板的铸轧方法，用来生产3004铝合金板，其步骤为：

a．先将边角料投入熔炼炉，再投入铝锭，其中边角料组成与铝的配比为：Si：0.12%，Fe:0.45%，Cu:0.12%，Mn:1.05%，余量为Al，熔化快完成时按成分配比添加合金剂，合金剂组成与铝的配比为：Si：0.2%，Fe:0.63%，Cu:0.2%，Mn：1.25%，Mg：1.1%，静置30分钟后再加入精炼剂3.5kg进行精炼，同时调整液氮压力，保证液氮气吹起铝液的高度不超过15cm，精炼时间控制在18分钟，精炼完成并扒渣后进行熔炼，熔炼时间为4.5小时，熔炼温度为760℃，然后到静置炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼并调整压力，每次精炼18分钟，静置10分钟后扒渣，并持续精炼，每隔1.5小时精炼一次；

b．采用高纯氮气对铝液进行除气，调整石墨转子转速为400r/min，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL，保证流口至前箱温降≤15℃；

c．如图1，将铝液3送入铸嘴后进行立板工艺，铸嘴1端部两侧的外表面为圆弧形，其圆弧的半径与轧辊2的半径相一致。铝液从铸嘴出来后进入前箱内，水压控制为0.45Mpa，调整轧制力，控制在1200吨，由轧辊进行铸轧，并用火焰喷枪在辊面均匀喷涂石墨；立板时，调整冷却水流量、铸轧速度，控制铝液结晶速度，从而保证铸轧速度与结晶速度相匹配，立板完成后，立即投入火焰喷枪喷涂石墨，并调整石墨量，将铝板送入到卷取处，即出成品铝合金板。

实施例3：本例的一种铝合金板的铸轧方法，用来生产3004铝合金板，其步骤为：

a．先将边角料投入熔炼炉，再投入铝锭，其中边角料组成与铝的配比为：Si：0.15%，Fe: 0.5%，Cu: 0.15%，Mn: 1.1%，余量为Al，熔化快完成时按成分配比添加合金剂，合金剂组成与铝的配比为：Si：0.25%，Fe:0.68%，Cu:0.23%，Mn：1.3%，Mg：1.2%，静置30分钟后再加入精炼剂4kg进行精炼，同时调整液氮压力，保证液氮气吹起铝液的高度不超过15cm，精炼时间控制在20分钟，精炼完成并扒渣后进行熔炼，熔炼时间为5小时，熔炼温度为765℃，然后到静置炉进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼并调整压力，每次精炼20分钟，静置10分钟后扒渣，并持续精炼，每隔2小时精炼一次；

b．采用高纯氮气对铝液进行除气，调整石墨转子转速为350r/min，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL，保证流口至前箱温降≤15℃；

c．如图1，将铝液3送入铸嘴后进行立板工艺，铸嘴1端部两侧的外表面为圆弧形，其圆弧的半径与轧辊2的半径相一致。铝液从铸嘴出来后进入前箱内，水压控制为0.5Mpa，调整轧制力，控制在1200吨，由轧辊进行铸轧，并用火焰喷枪在辊面均匀喷涂石墨；立板时，调整冷却水流量、铸轧速度，控制铝液结晶速度，从而保证铸轧速度与结晶速度相匹配，立板完成后，立即投入火焰喷枪喷涂石墨，并调整石墨量，将铝板送入到卷取处，即出成品铝合金板。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：

a．先将边角料投入熔炼炉，再投入铝锭，其中边角料组成与铝的配比为：Si≤0.15%，Fe:0.4%-0.5%，Cu:0.1%-0.15%，Mn:1.0%-1.1%，余量为Al，熔化快完成时按成分配比添加合金剂，使合金成分配比为：Si≤0.3%，Fe:0.5%-0.7%，Cu:0.15%-0.25%，Mn：1.0-1.5，Mg：0.8-1.3，余量为Al，静置后再加入精炼剂2-4kg进行精炼，精炼完成并扒渣后进行倒炉，倒炉完成后开动喷粉精炼机对静置炉内的铝液进行多次精炼，每次精炼结束后扒渣，每隔一定时间精炼一次；

b．采用高纯氮气对铝液进行除气，调整石墨转子转速，保证铝液的含氢量≤0.12ml/100gAL，保证流口至前箱温降≤15℃；

c．将铝液送入铸嘴后进行立板工艺，铝液从铸嘴出来后进入前箱内，加水压，由轧辊进行铸轧，立板时，调整冷却水流量、铸轧速度，控制铝液结晶速度，从而保证铸轧速度与结晶速度相匹配，立板完成后，将铝板送入到卷取处，即出成品铝合金板。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的铸嘴端部两侧的外表面为圆弧形，其圆弧的半径与轧辊的半径相一致。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤a中添加合金剂后静置的时间为15-20分钟。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤a中熔炼的时间为4-5小时，熔炼的温度为755-765℃。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的精炼时通过液氮加压，其压力保证铝液被吹起的高度不超过15cm。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤a中对静置炉内铝液每次精炼的时间为15-20分钟，静置5-15分钟后扒渣，每1-2小时精炼一次。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤b中石墨转子的转速为350-450r/min。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤c在立板前对轧辊进行烘烤，并且调整前箱温度到710-720℃。

9.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤c中轧辊的直径为800-820mm，轧辊的铸轧速度为0.55-0.65m/min，加水压为0.4-0.5Mpa，轧制力为1100-1300吨。

10.根据权利要求1所述的一种铝合金板的铸轧方法，其特征在于所述的步骤c中立板前后利用火焰喷枪在轧辊的辊面上喷涂石墨。

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