CN111495971A - 一种铝合金板连铸连轧设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金板加工领域，尤其涉及一种铝合金板连铸连轧设备及方法。该设备包括机架及安装在其上的进料装置、加热装置、集油装置、铝液传输装置、轧制装置和吸尘装置。加热装置与进料装置进料口相衔接。铝液传输装置一端与加热装置相衔接，铝液传输装置另一端与轧制装置相衔接。轧制装置上端与铝液传输装置和吸尘装置相衔接。吸尘装置与加热装置和轧制装置相衔接。该设备能够提高铝合金板的质量，并且能适应多种厚度铝合金板的轧制。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金板加工领域，尤其涉及一种铝合金板连铸连轧设备及方法。
背景技术
铝合金板的连铸连轧是一种快速发展的成型技术，铝合金熔体被送入旋转的冷轧辊中，在辊缝间同时完成凝固和热轧两个过程，直接成为半成品带坯或者成品板。设备主要由熔炼系统、浇铸系统和轧制系统三个部分组成。连铸连轧是铸造方法和轧机方法的结合，它减少了铸造中的冷却环节和轧制中的预热环节，缩短了板坯制备工艺流程，减少了能源浪费和人员浪费，被认为是一种绿色材料成型工艺，近年来获得了广泛的关注。
中国国家知识产权局公开了公开号为CN105537544A，专利名称为一种铝合金板铸轧机构，包括前箱，其用于承载铝合金熔体。铸轧嘴子，其与前箱下部的流槽连接。铸轧辊，对称设于铸轧嘴子前端的上方和下方。以及脉冲回路，所述铝合金熔体经过铸轧辊铸轧成铝合金板，所述脉冲回路一极与所述铝合金熔体连接，另一极与所述铝合金板连接。本发明在铝合金板铸轧机构采用低温浇铸，有利于在铸轧区凝固前沿形成更多的晶核，细化晶粒。另一方面，本铝合金板铸轧机构加入了一极与所述铝合金熔体连接，另一极与所述铝合金板连接的脉冲回路，使7075铝合金的熔体始终处于脉冲磁力作用下，既可以防止晶核长大搭桥降低流动性能，又可以提高晶核的圆整度，提高合金元素的均匀性。
现有技术存在以下不足：1、一般的铝合金铝液在输送至轧制装置前采用倾倒铝液的方式，在倾倒铝液的过程中直接将铝液从容器中倾倒，造成铝液输送不稳定，而且倾倒过程中会散发大量热量，使得铝液温度降低，影响铝合金板的质量。2、轧制过程中采用定距离轧制，不能调节轧制滚轮之间的间距，不能适应多种厚度铝合金板的轧制。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出通过在铝液传输装置中设置铝液控制阀和铝液溢流装置保证铝液输送至轧制设备时的稳定和输送过程的保温。通过设置可动轧制轮调节轧制滚轮之间的间距，适应多种厚度的铝合金板的一种铝合金板连铸连轧设备及方法。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种铝合金板连铸连轧设备，包括机架及安装在其上的进料装置、加热装置、集油装置、铝液传输装置、轧制装置和吸尘装置。加热装置与进料装置进料口相衔接。铝液传输装置一端与加热装置相衔接，铝液传输装置另一端与轧制装置相衔接。轧制装置上端与铝液传输装置和吸尘装置相衔接。吸尘装置与加热装置和轧制装置相衔接。进料装置用于原材料铝坯的上料；加热装置用于将原材料铝坯熔化成铝液；铝液传输装置用于输送铝液；轧制装置用于铝液的冷却轧制形成铝合金板，集油装置用于轧制装轧制装置的供油，吸尘装置用于吸收加工过程中产生的废气。
作为优选，所述的铝液传输装置包括铝液传输管道、铝液控制阀和铝液溢流装置。所述的铝液传输管道一端与加热装置相连接，铝液传输管道另一端与铝液控制阀相连接。所述的铝液控制阀固定在机架上，铝液控制阀与铝液传输管道和铝液溢流装置相连接。所述的铝液溢流装置固定在铝液控制阀上，铝液溢流装置与铝液控制阀相衔接。所述的轧制装置包括轧制机架、轧制驱动装置、固定轧制轮、可动轧制轮和收紧装置。所述的轧制机架固定在机架上。所述的轧制驱动装置固定在机架上，轧制驱动装置与固定轧制轮相衔接。所述的固定轧制轮固定在轧制机架上，固定轧制轮与轧制驱动装置相衔接并且固定轧制轮上的齿轮与可动轧制轮相啮合。所述的可动轧制轮固定在轧制机架上并且与固定轧制轮相啮合。所述的收紧装置固定在轧制机架上，收紧装置与可动轧制轮相连接。所述的可动轧制轮包括可动内冷却轴、可动内冷却轮、可动轴承座和可动滑轨。所述的可动轴承座固定在轧制机架上。可动内冷却轮固定于可动内冷却轴上。可动内冷却轴穿过可动轴承座。所述的多个可动滑轨固定于轧制机架上，多个可动滑轨与可动轴承座相连接。所述的铝液溢流装置包括溢流机架、溢流加热装置、溢流滤板和溢流板。所述的溢流机架固定于铝液控制阀上。所述的溢流加热装置固定在溢流机架上。所述的溢流滤板固定在溢流机架内部，溢流滤板将溢流机架内部分隔为多个部分，并且溢流机架内侧部分含有铝液控制阀头部。所述的溢流板固定在溢流机架上，溢流板位于溢流机架最外侧并且倾斜放置。
作为优选，所述的溢流滤板包括溢流滤板主体和溢流滤板凹槽。所述的溢流板包括溢流板主体和溢流板凹槽。溢流滤板凹槽和溢流板凹槽都为锯齿状，溢流滤板凹槽底端高度高于溢流板凹槽底端高度。所述的铝液传输管道外端包裹有加热圈，溢流板出口处有加热管。所述的可动内冷却轮包括内冷却轮滚轮和内冷却轮齿轮。所述的内冷却轮滚轮固定在固定内冷却轴上并且内冷却轮滚轮内部为掏空结构。所述的内冷却轮齿轮固定在内冷却轮滚轮侧面并且与可动内冷却轮上的齿轮相啮合。所述的内冷却轮齿轮有多组，多组内冷却轮齿轮分别对应固定轧制轮和可动轧制轮之间不同间隙。所述的可动内冷却轴上设置有冷却孔位，冷却孔位与供油系统相连接。所述的可动内冷却轮为掏空结构，可动内冷却轮掏空部分与可动内冷却轴的冷却孔位相通。所述的收紧装置包括收紧装置机架和收紧装置气缸。所述的收紧装置机架固定在轧制机架上。所述的收紧装置气缸固定在收紧装置机架上，收紧装置气缸伸出端与可动轴承座相连接。
另外，本发明还公开了一种铝合金板连铸连轧方法，该方法采用上述的一种铝合金板连铸连轧设备，该方法包括以下的步骤：
1）将原材料铝坯放入进料装置中进行上料，进料装置将原材料铝坯运输到加热装置中；
2）加热装置将原材料铝坯加热成铝液并且输送至铝液传输装置中；
3）铝液传输装置控制铝液传输到轧制装置中；
4）轧制装置对铝液进行冷却轧制完成轧制过程。
本发明采用上述技术方案的一种铝合金板连铸连轧设备及方法的优点是：
1、铝液进入铝液输送管道后，由铝液输送管道将铝液输送至铝液控制阀内部，铝液控制阀控制铝液的流出过程以保证铝液流出量的稳定。铝液从铝液控制阀中流出后进入铝液溢流机架内侧，铝液溢流机架内侧铝液积累到一定高度后上部铝液溢出溢流滤板凹槽实现铝液的过滤和铝液流出过程的平缓。铝液溢出溢流滤板后进入铝液溢流机架外侧，过滤后的铝液在铝液溢流机架外侧积累到一定高度后上部铝液溢出溢流板凹槽缓慢流到轧制装置中保证铝液流出过程的稳定。同时在铝液控制阀、铝液输送管道和溢流板出口处都设置有加热装置，减少铝液的热量损失，从而保证铝合金板轧制后的质量。
2、铝合金板在轧制过程中，固定轧制轮的内冷却轮齿轮和可动轧制轮的内冷却轮齿轮相啮合，并且固定轧制轮和可动轧制轮之间保留有一定的缝隙以完成一定厚度的铝合金板的轧制。当要改变轧制铝合金板的厚度时，直接将收紧装置松开，更换固定轧制轮的内冷却轮齿轮和可动轧制轮的内冷却轮齿轮，实现固定轧制轮和可动轧制轮之间的间隙的调整，从而适应多种铝合金板厚度的轧制。
附图说明
图1为本发明实施例铝合金板连铸连轧设备的结构示意图。
图2为铝合金板产品示意图。
图3为铝液传输装置的结构示意图。
图4为铝液溢流装置的结构示意图。
图5为溢流滤板的结构示意图。
图6为轧制装置的结构示意图。
图7为可动轧制轮的结构示意图。
图8为可动内冷却轮的结构示意图。
图9为收紧装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1所示的一种铝合金板连铸连轧设备，该设备包括机架1、进料装置2、加热装置3、集油装置4、铝液传输装置5、轧制装置6和吸尘装置7。所述的进料装置2固定在机架1上。所述的加热装置3固定在机架1上，加热装置3与进料装置2进料口相衔接。集油装置4固定在机架1上。铝液传输装置5固定在机架1上，铝液传输装置5一端与加热装置3相衔接，铝液传输装置5另一端与轧制装置6相衔接。轧制装置6固定在机架1上，轧制装置6上端与铝液传输装置5和吸尘装置7相衔接。吸尘装置7固定在机架1上，吸尘装置7与加热装置3和轧制装置6相衔接。
如图2所示为铝合金板的产品图。进料装置2用于原材料铝坯的上料。加热装置3用于将原材料铝坯熔化成铝液。铝液传输装置5用于输送铝液。轧制装置6用于铝液的冷却轧制形成铝合金板a。集油装置4用于轧制装置6的供油。吸尘装置7用于吸收加工过程中产生的废气。
如图3所示，所述的铝液传输装置5包括铝液传输管道51、铝液控制阀52和铝液溢流装置53。所述的铝液传输管道51一端与加热装置3相连接，铝液传输管道51另一端与铝液控制阀52相连接。所述的铝液控制阀52固定在机架1上，铝液控制阀52与铝液传输管道51和铝液溢流装置53相连接。所述的铝液溢流装置53固定在铝液控制阀52上，铝液溢流装置53与铝液控制阀52相衔接。
如图4所示，所述的铝液溢流装置53包括溢流机架531、溢流加热装置532、溢流滤板533和溢流板534。所述的溢流机架531固定于铝液控制阀52上。所述的溢流加热装置532固定在溢流机架531上。所述的溢流滤板533固定在溢流机架531内部，溢流滤板533将溢流机架531内部分隔为多个部分，并且溢流机架531内侧部分含有铝液控制阀52头部。所述的溢流板534固定在溢流机架531上，溢流板534位于溢流机架531最外侧并且倾斜放置。
如图5所示，所述的溢流滤板533包括溢流滤板主体5331和溢流滤板凹槽5332。所述的溢流板534包括溢流板主体5341和溢流板凹槽5342。溢流滤板凹槽5332和溢流板凹槽5342都为锯齿状，溢流滤板凹槽5332底端高度高于溢流板凹槽5342底端高度。所述的铝液传输管道51外端包裹有加热圈，溢流板534出口处有加热管。
所述的铝液传输装置5在工作过程中，在铝液控制阀52、铝液输送管道51和溢流板534出口处都设置有加热装置对铝液进行加热。铝液输送管道51将铝液输送至铝液控制阀52内部，铝液控制阀52控制铝液的流出。铝液从铝液控制阀52中流出后进入铝液溢流机架531内侧，铝液溢流机架531内侧铝液积累到一定高度后上部铝液溢出溢流滤板凹槽5332。铝液溢出溢流滤板533后进入铝液溢流机架531外侧，过滤后的铝液在铝液溢流机架531外侧积累到一定高度后上部铝液溢出溢流板凹槽5342流到轧制装置6中完成铝液的输送。
所述的铝液传输装置5解决了一般的铝合金铝液在输送至轧制装置前采用倾倒铝液的方式，在倾倒铝液的过程中直接将铝液从容器中倾倒，造成铝液输送不稳定，而且倾倒过程中会散发大量热量，使得铝液温度降低，影响铝合金板的质量的问题。铝液进入铝液输送管道51后，由铝液输送管道51将铝液输送至铝液控制阀52内部，铝液控制阀52控制铝液的流出过程以保证铝液流出量的稳定。铝液从铝液控制阀52中流出后进入铝液溢流机架531内侧，铝液溢流机架531内侧铝液积累到一定高度后上部铝液溢出溢流滤板凹槽5332实现铝液的过滤和铝液流出过程的平缓。铝液溢出溢流滤板533后进入铝液溢流机架531外侧，过滤后的铝液在铝液溢流机架531外侧积累到一定高度后上部铝液溢出溢流板凹槽5342缓慢流到轧制装置6中保证铝液流出过程的稳定。同时在铝液控制阀52、铝液输送管道51和溢流板534出口处都设置有加热装置，减少铝液的热量损失，从而保证铝合金板轧制后的质量。
如图6所示，所述的轧制装置6包括轧制机架61、轧制驱动装置62、固定轧制轮63、可动轧制轮64和收紧装置65。所述的轧制机架61固定在机架1上。所述的轧制驱动装置62固定在机架1上，轧制驱动装置62与固定轧制轮63相衔接。所述的固定轧制轮63固定在轧制机架61上，固定轧制轮63与轧制驱动装置62相衔接并且固定轧制轮63上的齿轮与可动轧制轮64相啮合。所述的可动轧制轮64固定在轧制机架61上并且与固定轧制轮63相啮合。所述的收紧装置65固定在轧制机架61上，收紧装置65与可动轧制轮64相连接。
如图7所示，所述的可动轧制轮64包括可动内冷却轴641、可动内冷却轮642、可动轴承座643和可动滑轨644。所述的可动轴承座643固定在轧制机架61上。可动内冷却轮642固定于可动内冷却轴641上。可动内冷却轴641穿过可动轴承座643。所述的多个可动滑轨644固定于轧制机架61上，多个可动滑轨644与可动轴承座643相连接。
如图8所示，所述的可动内冷却轮642包括内冷却轮滚轮6421和内冷却轮齿轮6422。所述的内冷却轮滚轮6421固定在固定内冷却轴641上并且内冷却轮滚轮6421内部为掏空结构。所述的内冷却轮齿轮6422固定在内冷却轮滚轮6421侧面并且与可动内冷却轮642上的齿轮相啮合。所述的内冷却轮齿轮6422有多组，多组内冷却轮齿轮6422分别对应固定轧制轮63和可动轧制轮64之间不同间隙。所述的可动内冷却轴641上设置有冷却孔位，冷却孔位与供油系统相连接。所述的可动内冷却轮642为掏空结构，可动内冷却轮642掏空部分与可动内冷却轴641的冷却孔位相通。
如图9所示，所述的收紧装置65包括收紧装置机架651和收紧装置气缸652。所述的收紧装置机架651固定在轧制机架61上。所述的收紧装置气缸652固定在收紧装置机架651上，收紧装置气缸652伸出端与可动轴承座643相连接。
所述的轧制装置6在工作过程中，固定轧制轮63的内冷却轮齿轮6422和可动轧制轮64的内冷却轮齿轮6422相啮合，固定轧制轮63和可动轧制轮64之间保留有一定的缝隙。当要改变轧制铝合金板a的厚度时，将收紧装置65松开，更换固定轧制轮63的内冷却轮齿轮6422和可动轧制轮64的内冷却轮齿轮6422，实现固定轧制轮63和可动轧制轮64之间的间隙的调整。
铝合金板a在轧制过程中，固定轧制轮63的内冷却轮齿轮6422和可动轧制轮64的内冷却轮齿轮6422相啮合，并且固定轧制轮63和可动轧制轮64之间保留有一定的缝隙以完成一定厚度的铝合金板a的轧制。当要改变轧制铝合金板a的厚度时，直接将收紧装置65松开，更换固定轧制轮63的内冷却轮齿轮6422和可动轧制轮64的内冷却轮齿轮6422，实现固定轧制轮63和可动轧制轮64之间的间隙的调整，从而适应多种铝合金板a厚度的轧制，增加了设备的适应性。
另外，本发明还公开了一种铝合金板连铸连轧方法，该方法采用所述的一种铝合金板连铸连轧设备，该方法包括以下的步骤：
1）将原材料铝坯放入进料装置2中进行上料，进料装置2将原材料铝坯运输到加热装置3中；
2）加热装置3将原材料铝坯加热熔化成铝液并且输送至铝液传输装置5中；
3）铝液传输装置5控制铝液传输到轧制装置6中；
4）轧制装置6对铝液进行冷却轧制完成轧制过程。
Claims (10)
1.一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，该设备包括机架（1）及安装在其上的进料装置（2）、加热装置（3）、集油装置（4）、铝液传输装置（5）、轧制装置（6）和吸尘装置（7）；加热装置（3）与进料装置（2）进料口相衔接；铝液传输装置（5）一端与加热装置（3）相衔接，铝液传输装置（5）另一端与轧制装置（6）相衔接；轧制装置（6）上端与铝液传输装置（5）和吸尘装置（7）相衔接；吸尘装置（7）与加热装置（3）和轧制装置（6）相衔接；进料装置（2）用于原材料铝坯的上料；加热装置（3）用于将原材料铝坯熔化成铝液；铝液传输装置（5）用于输送铝液；轧制装置（6）用于铝液的冷却轧制形成铝合金板，集油装置（4）用于轧制装轧制装置的供油，吸尘装置（7）用于吸收加工过程中产生的废气。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的铝液传输装置（5）包括铝液传输管道（51）、铝液控制阀（52）和铝液溢流装置（53）；所述的铝液传输管道（51）一端与加热装置（3）相连接，铝液传输管道（51）另一端与铝液控制阀（52）相连接；所述的铝液控制阀（52）固定在机架（1）上，铝液控制阀（52）与铝液传输管道（51）和铝液溢流装置（53）相连接；所述的铝液溢流装置（53）固定在铝液控制阀（52）上，铝液溢流装置（53）与铝液控制阀（52）相衔接。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的轧制装置（6）包括轧制机架（61）、轧制驱动装置（62）、固定轧制轮（63）、可动轧制轮（64）和收紧装置（65）；所述的轧制机架（61）固定在机架（1）上；所述的轧制驱动装置（62）固定在机架（1）上，轧制驱动装置（62）与固定轧制轮（63）相衔接；所述的固定轧制轮（63）固定在轧制机架（61）上，固定轧制轮（63）与轧制驱动装置（62）相衔接并且固定轧制轮（63）上的齿轮与可动轧制轮（64）相啮合；所述的可动轧制轮（64）固定在轧制机架（61）上并且与固定轧制轮（63）相啮合；所述的收紧装置（65）固定在轧制机架（61）上，收紧装置（65）与可动轧制轮（64）相连接；
所述的可动轧制轮（64）包括可动内冷却轴（641）、可动内冷却轮（642）、可动轴承座（643）和可动滑轨（644）；所述的可动轴承座（643）固定在轧制机架（61）上；可动内冷却轮（642）固定于可动内冷却轴（641）上；可动内冷却轴（641）穿过可动轴承座（643）；所述的多个可动滑轨（644）固定于轧制机架（61）上，多个可动滑轨（644）与可动轴承座（643）相连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的铝液溢流装置（53）包括溢流机架（531）、溢流加热装置（532）、溢流滤板（533）和溢流板（534）；所述的溢流机架（531）固定于铝液控制阀（52）上；所述的溢流加热装置（532）固定在溢流机架（531）上；所述的溢流滤板（533）固定在溢流机架（531）内部，溢流滤板（533）将溢流机架（531）内部分隔为多个部分，并且溢流机架（531）内侧部分含有铝液控制阀（52）头部；所述的溢流板（534）固定在溢流机架（531）上，溢流板（534）位于溢流机架（531）最外侧并且倾斜放置；所述的溢流滤板（533）包括溢流滤板主体（5331）和溢流滤板凹槽（5332）；所述的溢流板（534）包括溢流板主体（5341）和溢流板凹槽（5342）；溢流滤板凹槽（5332）和溢流板凹槽（5342）都为锯齿状，溢流滤板凹槽（5332）底端高度高于溢流板凹槽（5342）底端高度。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的铝液传输管道（51）外端包裹有加热圈，溢流板（534）出口处有加热管。
6.根据权利要求3所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的可动内冷却轮（642）包括内冷却轮滚轮（6421）和内冷却轮齿轮（6422）；所述的内冷却轮滚轮（6421）固定在固定内冷却轴（641）上并且内冷却轮滚轮（6421）内部为掏空结构；所述的内冷却轮齿轮（6422）固定在内冷却轮滚轮（6421）侧面并且与可动内冷却轮（642）上的齿轮相啮合。
7.根据权利要求6所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的内冷却轮齿轮（6422）有多组，多组内冷却轮齿轮（6422）分别对应固定轧制轮（63）和可动轧制轮（64）之间不同间隙。
8.根据权利要求6所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的可动内冷却轴（641）上设置有冷却孔位，冷却孔位与供油系统相连接；所述的可动内冷却轮（642）为掏空结构，可动内冷却轮（642）掏空部分与可动内冷却轴（641）的冷却孔位相通。
9.根据权利要求3所述的一种铝合金板连铸连轧设备，其特征在于，所述的收紧装置（65）包括收紧装置机架（651）和收紧装置气缸（652）；所述的收紧装置机架（651）固定在轧制机架（61）上；所述的收紧装置气缸（652）固定在收紧装置机架（651）上，收紧装置气缸（652）伸出端与可动轴承座（643）相连接。
10.一种铝合金板连铸连轧方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种铝合金板连铸连轧设备，该方法包括以下的步骤：
1）将原材料铝坯放入进料装置（2）中进行上料，进料装置（2）将原材料铝坯运输到加热装置（3）中；
2）加热装置（3）将原材料铝坯加热熔化成铝液并且输送至铝液传输装置（5）中；
3）铝液传输装置（5）控制铝液传输到轧制装置（6）中；
4）轧制装置（6）对铝液进行冷却轧制完成轧制过程。
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