CN108950327A - 一种铝合金焊材杆坯的生产装置及其工作流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金焊材杆坯的生产装置，包括熔炼反射炉、电磁搅拌装置、冷却循环机构、合金结晶器、牵引装置和收线机构，熔炼反射炉与电磁搅拌装置相连，铜合金结晶器通过牵引装置与收线机构相连，冷却循环机构环绕在合金结晶器上。所述铝合金焊材杆坯的生产装置的工作流程，具体步骤如下：步骤一，配料；步骤二，熔炼；步骤三，精炼；步骤四，保温；步骤五，水平连铸引杆；步骤六，抽样检查。该装置采用先进的水平锻造合金结晶器连铸引杆技术，解决了铝合金组织不一、成分不均、表面缺陷多、焊丝在拉制过程中容易断丝的问题和批量化生产稳定性的问题，杆坯直径可达9.5mm‑30mm，生产效率高，成本低，焊丝质量达到了国际同类型焊丝的先进水平。

Description

一种铝合金焊材杆坯的生产装置及其工作流程

技术领域

本发明涉及铝合金生产领域，具体是一种铝合金焊材杆坯的生产装置。

背景技术

随着中国铁路交通的迅速发展，轨道车辆大部分已采用铝合金制造，由于对安全性能要求很高，其专用铝合金焊丝目前国内还没有企业能够自主生产，目前国内铝合金构件所用高端铝合金焊丝几乎全部来自进口， 而高品质铝合金焊丝的制造工艺主要掌握在日本、 美国、 法国以及加拿大等发达国家手里， 且这些国家对中国实施技术封锁措施，导致中国重要装备的焊接材料不能实现自主保障。

突破铝合金焊丝熔体净化关键技术是优化控制杆坯的连铸过程。根据国内外目前的研究情况和对同类行业的考查，铝合金焊材杆坯的制备有连铸连轧法和水平牵引拉杆法二种。目前国内连铸连轧法生产铝合金焊材杆坯在生产工艺、技术和设备上均不成熟，至今未有合格产品出现，而且该方法投资大、能耗高、生产成本大。第二种制备方法在设备投资上虽然较少，线材的成品率也比较高（可达90％以上），但这种制备方法采用石棉板水平牵引拉杆，其杆坯尺寸偏小，铝合金溶液无法快速凝固成铝合金杆坯，铝合金溶液在铸造炉中停留时间过长，加大了合金元素的烧损和挥发，导致杆坯的成分不均。杆坯出石棉板后采用直接喷淋的形式进行冷却，杆坯冷却不均，杆坯组织粗大且分布不一，并且杆坯直接与空气接触，表面容易产生氧化层、疲劳层和吸水层等一系列缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金焊材杆坯的生产装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝合金焊材杆坯的生产装置，包括熔炼反射炉、电磁搅拌装置、冷却循环机构、合金结晶器、牵引装置和收线机构，熔炼反射炉与电磁搅拌装置相连，铜合金结晶器通过牵引装置与收线机构相连，冷却循环机构环绕在合金结晶器上。

作为本发明进一步的方案：冷却循环机构采用循环冷却水管，合金结晶器安装在铸造保温炉上。

作为本发明进一步的方案：熔炼反射炉包括熔炼炉、除气装置和精炼炉。

所述铝合金焊材杆坯的生产装置的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，配料：按照质量分数，称取镁4.3-5.5%、锰0.05-1.0%、铬0.05-0.25%和钛0.06-0.25%，剩余全部采用铝；

步骤二，熔炼：先加入三分之一的铝，加入的铝熔化后将镁、锰、铬和钛全部加入，然后加入剩余的铝；

步骤三，精炼：熔化完成后，在熔炼反射炉内进行精炼、除气和除渣，电磁搅拌装置进行电磁搅拌，搅拌时间为8-15分钟；

步骤四，保温：将精炼后的溶液倒入铸造保温炉中，控制合金结晶器中的液面，使得液面与出料孔中心线的高度差为50-200mm；

步骤五，水平连铸引杆：开启冷却循环机构，水平连铸引杆的速度为0-2000mm每分钟，将得到的铝合金杆坯通过牵引装置收到收线机构上；

步骤六，抽样检查：检查产品成分及尺寸是否符合要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置设计合理，结构和生产工艺简单，采用先进的水平锻造合金结晶器连铸引杆技术，解决了铝合金组织不一、成分不均、表面缺陷多、焊丝在拉制过程中容易断丝的问题和批量化生产稳定性的问题，杆坯直径可达9.5mm-30mm，生产效率高，成本低，焊丝质量达到了国际同类型焊丝的先进水平，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为铝合金焊材杆坯的生产装置的结构示意图。

其中：1-熔炼反射炉，2-电磁搅拌装置，3-冷却循环机构，4-合金结晶器，5-牵引装置，6-收线机构。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种铝合金焊材杆坯的生产装置，包括熔炼反射炉、电磁搅拌装置、冷却循环机构、合金结晶器、牵引装置和收线机构，熔炼反射炉与电磁搅拌装置相连，铜合金结晶器通过牵引装置与收线机构相连，冷却循环机构环绕在合金结晶器上。冷却循环机构采用循环冷却水管，合金结晶器安装在铸造保温炉上。熔炼反射炉包括熔炼炉、除气装置和精炼炉，是一个一体化结构。

所述铝合金焊材杆坯的生产装置的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，配料：按照质量分数，称取镁4.3-5.5%、锰0.05-1.0%、铬0.05-0.25%和钛0.06-0.25%，剩余全部采用铝；

步骤二，熔炼：先加入三分之一的铝，加入的铝熔化后将镁、锰、铬和钛全部加入，然后加入剩余的铝；

步骤三，精炼：熔化完成后，在熔炼反射炉内进行精炼、除气和除渣，电磁搅拌装置进行电磁搅拌，搅拌时间为8-15分钟；

步骤四，保温：将精炼后的溶液倒入铸造保温炉中，控制合金结晶器中的液面，使得液面与出料孔中心线的高度差为50-200mm；

步骤五，水平连铸引杆：开启冷却循环机构，引杆的直径为13mm，水平连铸引杆的速度为0-2000mm每分钟，且可设置多条同时引杆，能将铝水快速的引成杆坯，减少铝水在炉中停留的时间，有效防止合金元素的烧损，利于生产出来的产品前后成分均匀一致，将得到的铝合金杆坯通过牵引装置收到收线机构上；

步骤六，抽样检查：检查产品成分及尺寸是否符合要求。

本发明的工作原理是：铝合金杆坯通过合金结晶器引出，合理控制引杆速度和引杆温度，均化杆坯坯组织，提高铝合金线坯的内部质量，同时采用冷却循环机构环绕在合金结晶器四周进行冷却，可使杆坯均匀冷却，避免了杆坯与空气和水直径接触，得到组织均匀一致的杆坯，减少材料表面氧化层、疲劳层和吸水层等一系列缺陷的产生，生产的杆坯尺寸在9.5mm-30mm之间，能够将保温炉中的铝合金溶液快速的连铸成杆坯，有效的阻止合金元素的烧损，使得生产的杆坯成分均匀。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种铝合金焊材杆坯的生产装置，其特征在于，包括熔炼反射炉、电磁搅拌装置、冷却循环机构、合金结晶器、牵引装置和收线机构，熔炼反射炉与电磁搅拌装置相连，铜合金结晶器通过牵引装置与收线机构相连，冷却循环机构环绕在合金结晶器上。

2.根据权利要求1所述的铝合金焊材杆坯的生产装置，其特征在于，所述冷却循环机构采用循环冷却水管，合金结晶器安装在铸造保温炉上。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金焊材杆坯的生产装置，其特征在于，所述熔炼反射炉包括熔炼炉、除气装置和精炼炉。

4.一种如权利要求1-3任一所述的铝合金焊材杆坯的生产装置的工作流程，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，配料：按照质量分数，称取镁4.3-5.5%、锰0.05-1.0%、铬0.05-0.25%和钛0.06-0.25%，剩余全部采用铝；

步骤二，熔炼：先加入三分之一的铝，加入的铝熔化后将镁、锰、铬和钛全部加入，然后加入剩余的铝；

步骤三，精炼：熔化完成后，在熔炼反射炉内进行精炼、除气和除渣，电磁搅拌装置进行电磁搅拌，搅拌时间为8-15分钟；

步骤四，保温：将精炼后的溶液倒入铸造保温炉中，控制合金结晶器中的液面，使得液面与出料孔中心线的高度差为50-200mm；

步骤五，水平连铸引杆：开启冷却循环机构，水平连铸引杆的速度为0-2000mm每分钟，将得到的铝合金杆坯通过牵引装置收到收线机构上；

步骤六，抽样检查：检查产品成分及尺寸是否符合要求。