CN107012371B - 一种建筑装饰用铝带的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种建筑装饰用铝带的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭以及铝合金固体废料熔炼成铝熔体，再通过连铸连轧制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧‑中间退火‑冷轧→清洗切边→成品退火→拉矫倒卷→检查包装工艺制备出0.7~1.0mm厚建筑装饰用铝带，铝带的抗拉强度可以达到220～240Mpa，延伸率≥10%且90°折弯不裂，缩短了工艺流程，降低了生产成本。

Description

一种建筑装饰用铝带的制备方法

技术领域

本发明属于铝加工技术领域，尤其是一种建筑装饰用铝带的制备方法。

背景技术

3004合金是一种非常适用于建筑装饰材料的铝合金产品，以其强度适中、耐腐蚀、耐渍、易于折弯焊接加工等优点，被普遍认可作为建筑设计使用寿命50年以上的屋面、外墙材料。但由于受到技术能力的限制，目前国内3004合金建筑装饰材料只能采用制造成本较高的热轧坯料生产，存在着生产成本高、制造周期长等缺点。

热轧3004合金制备建筑装饰用铝带的常规工艺流程是：熔炼铸造→热轧→冷轧→清洗切边→成品退火→拉矫倒卷→检查包装，3004合金建筑装饰用铝带的常规工艺中各工序简述如下：

一、熔炼铸造：

常规3004合金熔铸采用直冷铸锭工艺，熔炼时采用含量99.7％以上的铝锭、固体废料或含量99.7％以上的铝锭、固体废料及10～30％重量的电解铝液为原料放入熔炼炉内进行熔炼，通过合金成分配置、铝熔体处理等工序以保证熔体质量，熔体的化学成分应符合国标GB/T3190-2012中对3004合金成分之要求且参见下表。熔炼炉温控制在750±5℃范围内，氢含量控制在0.15ml/100g·Al以下，铸造时采用旋转吹气法进行在线除气，过滤采用30PPi单级过滤，变质剂采用Al-5Ti-B，铝熔体通过铸模形成400～600mm厚的铸锭。

二、热轧：

先将上述熔铸加工的铸锭锯头铣面再重新加热，在480～520℃条件下保温20～25小时，再将加热后的铸锭通过大加工量的粗轧机开坯多道次轧制至6～8mm厚热轧铝卷并转入冷轧工序。

三、冷轧：

经多道次冷轧将6～8mm厚热轧铝卷冷轧到0.7～1.0mm厚铝带，每道次加工率控制在20～35％之间。轧制时要求注意清擦导路中的各根导辊，防止铝带表面有印痕、粘伤等缺陷。成品道次轧制时必须更换工作辊，清擦导路中的每一个辊子，支撑棍表面不行必须更换支撑辊；对铝带表面进行检查，不允许有擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及色差等任何影响使用的表面缺陷。

四、清洗切边：

清洗切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm。

清洗时要控制水温水压和清洗速度，保证清洗质量，避免退火后铝带表面出现黄油斑，同时观察板带表面是否存在轧制工序造成的印痕、亮条、色差等表面质量缺陷。

五、成品退火：

成品退火检查来料端面状况，各铝带卷之间是否有碰卷现象。成品退火工艺为：3h升温到330℃，再在330℃的退火温度下退火30～40h。退火出炉后料不能下料架。退火后物料必须完全冷透再转下工序。

六、拉矫倒卷：

拉矫倒卷时必须清擦导路中的各个导辊，确保铝卷表面在倒卷过程中不出现印痕、粘铝、擦伤、划伤等问题；根据来料板型情况对延伸率进行适当调整，确保板带不存在边浪、中浪、肋浪等板型缺陷。对拉矫工序头尾废料在成品拉矫倒卷过程中甩掉。

七、检查和包装；

成品检查时主要检查铝带厚度、宽度不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边，撞伤，错层不得超过0.5mm。套筒规格、材质必须符合客户要求，套筒两边伸出铝箔端面各为5mm。要求做到抗拉强度达到220Mpa、90°折弯不裂，合格后按照建筑装饰用铝带的包装要求包装。

虽然该工艺制备的铝带其抗拉强度可以达到220Mpa、90°折弯不裂，但存在生产工序多，生产周期长，成本高等问题。现今由于市场竞争激烈，此种产品加工费不断下滑，且存在订单要求批量大，交货周期短等现象，因此寻求一种能进行大批量生产，缩短交货期，且能降低生产成本的制备方法成为目前生产3004合金建筑装饰用铝带的重要研究课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种建筑装饰用铝带的制备方法，先将电解铝液和铝锭、铝合金固体废料熔炼成铝熔体采用连铸连轧工艺生产3～5mm厚铝卷，再通过冷轧、中间退火、冷轧、拉矫清洗以及成品退火等工序技术参数的合理设置，从而实现采用电解铝液直接熔炼、连铸连轧工艺直接大批量生产3004合金坯料，缩短工艺流程，降低生产成本，制备出的建筑装饰用铝带其抗拉强度达到220～240Mpa，延伸率≥10％且90°折弯不裂。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种建筑装饰用铝带的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭以及铝合金固体废料熔炼成铝熔体，再通过连铸连轧制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧-中间退火-冷轧→清洗切边→成品退火→拉矫倒卷→检查包装工艺制备出建筑装饰用铝带，其中清洗切边、拉矫倒卷和检查包装按常规工艺进行，其特征是：

1)熔炼铝熔体：

将80～90％重量份的电解铝液和10～20％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭和铝合金固体废料一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量；

2)通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷：

连铸造时通过由耐高温的无机非金属材料加工成型的铸嘴将铝熔体等量、匀速的注入两根相向旋转的钢带内，而两根钢带外侧与循环冷却水相连接，铝液中的热量通过钢带及冷却水被带走，连铸时铝熔体的温度保持在685±10℃范围，连铸速度控制在8～11m/min，连铸的铸坯厚度控制在19±1mm，要求通过调整冷却水的压力和流量，确保铸坯温度控制在520～580℃范围；

连铸后的铸坯直接进入三连轧机进行连轧，连轧的第一道次轧制加工率控制在50～60％且轧制入口温度控制在420～500℃而出口温度控制在360～420℃，连轧的第二道次轧制加工率控制在25～35％且轧制入口温度控制在330～390℃而出口温度控制在290～360℃，连轧的第三道次加工率控制在20～33％且入口温度控制在250～320℃而出口温度控制在220～250℃，经第三道次加工制备出3～5mm厚铝卷，连轧时采用乳化液进行润滑和冷却；

3)冷轧-中间退火-冷轧：

将上述3～5mm厚铝卷直接上冷轧机组轧制出0.7～1.0mm厚铝带，各道次的冷轧分配方案是：3.0～5.0mm→2.1～3.6mm→中间退火→1.55～2.5mm→1.1～1.8mm→0.85～1.35mm→0.7～1.0mm，其中3.0～5.0mm→2.1～3.6mm的道次加工率控制在25～35％之间，中间退火后2.1～3.6mm→1.55～2.5mm的道次加工率控制在30～35％之间，其余各道次加工率控制在20～30％之间，各道次轧制过程采用轧制油进行润滑和冷却，各道次轧制时要求注意清擦导路中的各根导辊以防止铝板表面有印痕、粘伤等缺陷，0.85～1.35mm→0.7～1.0mm道次轧制时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子且支撑棍表面不行必须更换支撑辊，各道次轧制时对铝带表面进行检查，不允许有擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及色差等任何影响使用的表面缺陷；

上述中间退火方式是：在240℃保温4h，3h升温到530℃退火10h，再在460℃温度下退火5h，然后将炉温降至170℃时出炉，中间退火时应检查铝带卷端面状况，检查封头是否采用高温胶带且是否牢固，各铝带卷之间是否有碰卷现象，检查退火炉的循环风机罩上是否粘有铝末，有则必须清理干净铝末才可进入退火炉；

4)成品退火：

成品退火方式是：3h升温至260℃并在260℃退火温度下退火30～40h，成品退火的其它方式参照中间退火，退火出炉后铝带卷不能下料架并在室温下完全冷透；

经成品退火后的0.7～1.0mm厚铝带，经检测其抗拉强度需达到220～240Mpa，延伸率≥10％且90°折弯不裂。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明熔炼时采用80～90％重量份的电解铝液和10～20％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭一同放入熔炼炉中进行熔炼，同时通过高温电解铝液的胎包精炼技术以及改进熔炼炉内的精炼工艺，如增加静置时间、短时间多次精炼等工艺，保证了铝熔体质量，从而实现铝熔体直接通过连铸连轧来缩短工艺流程，与常规工艺相比省去了铝锭的铸造和二次重熔过程，经测算：可以减少铝液铸成铝锭过程中0.4～0.5％的铝损和铝锭二次重熔过程中2～4％的铝的烧损，节约了能源，提高了生产效率和成品率。

2、通过连铸连轧直接制备3～5mm厚铝卷，与传统的直冷铸锭热轧工艺相比，哈兹列特连铸连轧省去了传统热轧合金大板锭铸造、锭坯锯头铣面再重新加热、大加工量的粗轧机开坯轧制等多道环节，节能降耗，减少二氧化碳排放，节约成本，具有明显的经济效益和社会效益。

3、热轧3004合金建筑装饰用铝带是将6-8mm厚的热轧料轧制到0.7～1.0mm厚之间，清洗切边退火拉矫。而本发明比传统生产工艺可减少冷轧工序2～4个道次，大大的提高了冷轧机组的生产效率的同时，可降低生产成本100元/吨以上。

具体实施方式

本发明是一种建筑装饰用铝带的制备方法，本发明先将电解铝液和铝锭熔炼成铝熔体并通过连铸连轧制备出3～5mm厚铝卷，再通过冷轧-中间退火-冷轧、箔轧以及成品退火等工序技术参数的合理设置，从而制备出建筑装饰用铝带，缩短了工艺流程，降低了生产成本。

本发明总的制备方法是：熔炼铝熔体→通过连铸连轧制备出3～5mm厚卷→冷轧-中间退火-冷轧→清洗切边→成品退火→拉矫倒卷→检查包装工艺制备出3004合金建筑装饰用铝带，其中清洗切边、拉矫倒卷和检查包装按常规工艺进行。

通过下述实施例可以更详细的解释本发明，未述部分参见背景技术相关内容，本发明并不局限于下述实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

一、电解铝液直接制备铝熔体：

将80～90％重量份的电解铝液和10～20％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭和铝合金固体废料一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求进行除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量。

二、通过连铸连轧工艺制备出4mm厚铝卷：

连铸造时通过由耐高温的无机非金属材料加工成型的铸嘴将铝熔体等量、匀速的注入两根相向旋转的钢带内，而两根钢带外侧与循环冷却水相连接，铝液中的热量通过钢带及冷却水被带走，连铸时铝熔体的温度保持在685℃范围，连铸速度控制在8.5m/min，连铸的铸坯厚度控制在19mm，要求通过调整冷却水的压力和流量，确保铸坯温度控制在554℃范围。

连铸后的铸坯直接进入三连轧机进行连轧，连轧的第一道次轧制加工率控制在50％且轧制入口温度控制在490℃而出口温度控制在420℃，连轧的第二道次轧制加工率控制在32％且轧制入口温度控制在390℃而出口温度控制在330℃，连轧的第三道次加工率控制在33％且入口温度控制在300℃而出口温度控制在225℃，经第三道次加工制备出4mm厚铝卷，连轧时采用乳化液进行润滑和冷却。

三、冷轧-中间退火-冷轧：

将上述4mm厚铝卷直接上冷轧机组轧制出0.86mm厚铝带，各道次的冷轧分配方案是：4mm→3.0mm→中间退火→2.0mm→1.55mm→1.15mm→0.86mm，各道次轧制过程采用轧制油进行润滑和冷却，各道次轧制时要求注意清擦导路中的各根导辊以防止铝板表面有印痕、粘伤等缺陷，最后至0.86mm道次轧制时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子且支撑棍表面不行必须更换支撑辊，各道次轧制时对铝带表面进行检查，不允许有擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及色差等任何影响使用的表面缺陷。

上述中间退火方式是：在240℃保温4h，3h升温到530℃退火10h，再在460℃温度下退火5h，然后将炉温降至170℃时出炉，中间退火时应检查铝带卷端面状况，检查封头是否采用高温胶带且是否牢固，各铝带卷之间是否有碰卷现象，检查退火炉的循环风机罩上是否粘有铝末，有则必须清理干净铝末才可进入退火炉；

四、清洗切边的参考方式：

清洗切边时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊，确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤，端面不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，中间切边错层必须小于2mm。

清洗时要控制水温水压和清洗速度，保证清洗质量，避免退火后铝带表面出现黄油斑，同时观察铝带表面是否存在轧制工序造成的印痕、亮条、色差等表面质量缺陷。

五、成品退火：

成品退火方式是：3h升温至260℃并在260℃退火温度下退火30～40h，成品退火的其它方式参照中间退火，退火出炉后铝带卷不能下料架并在室温下完全冷透。

经成品退火后的0.7～1.0mm厚铝带，经检测其抗拉强度230Mpa，最佳抗拉强度甚至可以达到240Mpa，延伸率13％且90°折弯不裂。

检测参考方法是：按照国家标准GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验》加工成5倍标准拉伸试样，电子拉伸在日本岛津AGS-X 1KN精密拉力实验机上进行，拉伸速度参考值为1mm/min。按照NCCA《标准T弯试验方法》，折弯试验在WZJ-2折弯机上进行。

六、拉矫倒卷的参考方式：

拉矫倒卷时必须清擦导路中的各个导辊，确保铝带卷表面在倒卷过程中不出现印痕、粘铝、擦伤、划伤等问题；对延伸率进行适当调整可以确保铝带不存在边浪、中浪、肋浪等板型缺陷。对拉矫工序头尾废料在成品拉矫倒卷过程中甩掉。

七、检查和包装的参考方式：

成品检查时主要检查厚度、宽度，不得超过公差范围，端面不得有毛刺、翻边、撞伤，错层不得超过0.5mm。单卷重不能超过合同要求，套筒规格、材质必须符合客户要求。检查合格后按照建筑装饰用卷包装要求包装。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的技术方案或是实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是：本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (1)

1.一种建筑装饰用铝带的制备方法，该制备方法先将电解铝液和铝锭以及铝合金固体废料熔炼成铝熔体，再通过连铸连轧制备出3～5mm厚铝卷，然后经过冷轧-中间退火-冷轧→清洗切边→成品退火→拉矫倒卷→检查包装工艺制备出建筑装饰用铝带，其中清洗切边、拉矫倒卷和检查包装按常规工艺进行，其特征是：

1)熔炼铝熔体：

将80～90％重量份的电解铝液和10～20％重量份且铝含量≥99.7％的铝锭和铝合金固体废料一同放入熔炼炉中进行熔炼制备出铝熔体，熔炼炉温控制在750±5℃范围内，熔炼时铝熔体的化学成分经检测应符合下表要求，并要求除气、除渣干净且充分搅拌均匀以保证铝熔体的质量；

2)通过连铸连轧工艺制备出3～5mm厚铝卷：

连铸造时通过由耐高温的无机非金属材料加工成型的铸嘴将铝熔体等量、匀速的注入两根相向旋转的钢带内，而两根钢带外侧与循环冷却水相连接，铝液中的热量通过钢带及冷却水被带走，连铸时铝熔体的温度保持在685±10℃范围，连铸速度控制在8～11m/min，连铸的铸坯厚度控制在19±1mm，要求通过调整冷却水的压力和流量，确保铸坯温度控制在520～580℃范围；

连铸后的铸坯直接进入三连轧机进行连轧，连轧的第一道次轧制加工率控制在50～60％且轧制入口温度控制在420～500℃而出口温度控制在360～420℃，连轧的第二道次轧制加工率控制在25～35％且轧制入口温度控制在330～390℃而出口温度控制在290～360℃，连轧的第三道次加工率控制在20～33％且入口温度控制在250～320℃而出口温度控制在220～250℃，经第三道次加工制备出3～5mm厚铝卷，连轧时采用乳化液进行润滑和冷却；

3)冷轧-中间退火-冷轧：

将上述3～5mm厚铝卷直接上冷轧机组轧制出0.7～1.0mm厚铝带，各道次的冷轧分配方案是：3.0～5.0mm→2.1～3.6mm→中间退火→1.55～2.5mm→1.1～1.8mm→0.85～1.35mm→0.7～1.0mm，其中3.0～5.0mm→2.1～3.6mm的道次加工率控制在25～35％之间，中间退火后2.1～3.6mm→1.55～2.5mm的道次加工率控制在30～35％之间，其余各道次加工率控制在20～30％之间，各道次轧制过程采用轧制油进行润滑和冷却，各道次轧制时要求注意清擦导路中的各根导辊以防止铝板表面有印痕、粘伤缺陷，0.85～1.35mm→0.7～1.0mm道次轧制时必须更换工作辊并清擦导路中的每一个辊子且支撑棍表面不行必须更换支撑辊，各道次轧制时对铝带表面进行检查，不允许有擦伤、划伤、周期行印痕、亮条及色差影响使用的表面缺陷；

上述中间退火方式是：在240℃保温4h，3h升温到530℃退火10h，再在460℃温度下退火5h，然后将炉温降至170℃时出炉，中间退火时应检查铝带卷端面状况，检查封头是否采用高温胶带且是否牢固，各铝带卷之间是否有碰卷现象，检查退火炉的循环风机罩上是否粘有铝末，有则必须清理干净铝末才可进入退火炉；

4)成品退火：

成品退火方式是：3h升温至260℃并在260℃退火温度下退火30～40h，退火出炉后铝带卷不能下料架并在室温下完全冷透；

经成品退火后的0.7～1.0mm厚铝带，经检测其抗拉强度需达到220～240MPa，延伸率≥10％且90°折弯不裂。