CN112588863B - 一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，铸轧机组包括：熔铝的输送和供给系统，可实现自动化双级液位控制，偏差±0.5mm，改进了钛丝快速送给装置，通过铸嘴自动调整，形成多级步流；以及轧机本土辊缝自动控制系统，辊面带有火焰喷涂及水溶液喷涂两套可切换系统；将熔融金属通过液面自动控制装置，经除气箱内进一步精炼，从相向转动且内部通有循环冷却水的铸轧辊通过，使铝液迅速结晶并产生一定的变形率，从而实现铝合金熔融的液态金属铸轧成2～3mm铸轧板材，再经过切头和卷取后，形成铸卷成品带材。

Description

一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺
技术领域
本发明涉及铝合金铸轧技术领域，具体为一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺。
背景技术
铝带坯连铸连轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺，其基本流程为：铝锭→熔炼炉→静置炉→除气→过滤→铸嘴→轧机→中间机组→卷取机。
其特点将熔融的铝液铸轧成6-10mm厚，650-1400mm宽的板坯并收卷，然后直接送冷轧机精轧，这样在铝板带材的生产过程中，省略了铸锭、加热、热轧、开坯等工艺，不但缩短了铝板带材生产的工艺流程，大大减少了工程建设资金，还减少了生产中的金属烧损，节约能源，同时又能方便地实现铝板带材的连续生产。
目前，国内大量铝厂使用上述铸轧机组较为普遍，成品多见于宽度1600mm以下，厚度6mm以上带坯。针对国内近年来，宽幅进口冷轧机组的引进，加上国内轧机生产厂开始研制宽幅冷轧机，对于铸轧带坯的尺寸宽度和生产速度有了更进一步的需求，同时，更高装机水平的下游对铸轧坯料的表面质量也不断的提高，比如板面均匀性。
国内高效高速铸轧设备和配套轧制工艺尚属空白，首先是由于没有整套完善铸轧生产机组，其次，在配套生产工艺及技术方法上处于空白领域，国内可见的相关文献，均为局部设备的研究和发明，尚无系统性的配制和生产应用，极个别的生产企业，通过在现有设备上进行改造，虽取得一些进展，但设备配伍性较差且自动化程度较低，产品质量和通过量均无法实现长期的工业化应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，具备稳定的熔融金属液面控制，极大的提高了金属表层氧化层厚度，同时对内部温度均匀性形成保证，满足轧制提速及结晶质量的需求的优点，解决了设备配伍性较差且自动化程度较低，产品质量和通过量均无法实现长期的工业化应用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，所述连续化铸轧工艺基于一种超薄宽幅铸轧装置来实现，其特征在于：所述超薄宽幅铸轧装置包括铸轧机组，铸轧机组由如下机构组成：
(1)熔铝的输送和供给系统：金属液面由炉口液面控制装置和前箱液面控制装置两级控制；
(2)钛丝送给装置：包括钛丝送进器和放丝架两部分，钛丝送进器用交流变频电机驱动，钛丝送给速度可调，操作者能够调整钛丝杆的速度和铸轧机速度匹配，满足铸轧机最高6m/min高速生产；
(3)铸嘴调整装置：铸嘴的水平调整由两台伺服电机传动两个螺旋千斤顶通过两个挡块进行调节，垂直调整也由两台伺服电机传动，铸嘴调节装置把铸嘴调节到目标位置后由机械锁锁定；
(4)铸轧机本体：铸轧机本体具有15度的后倾角，材质为ZG270-500；铸轧机本体的每个轧辊都由交流变频电机和行星齿轮减速箱驱动，同步控制由数字式交流控制系统进行；
(5)辊缝控制系统：压上缸上装有位移传感器，根据测厚仪测得的板厚信号，伺服控制上、下辊辊缝；横向同板差通过单侧调节相应侧压上缸的压力实现；
(6)火焰喷涂及水溶液喷涂系统：上辊喷涂系统采用固定形式，下辊喷涂系统要求可沿牌坊出口侧外侧面由油缸推动升降，为立板操作让出空间；火焰喷涂或水溶液喷涂两种形式能够互换使用；
工艺流程：
S1、首先静止炉和铸轧机之间进行两级液面控制，这对薄带顺利轧制运行至关重要。流槽液面由一流口液面自动控制装置，通过调节出口流量来保持恒定,前箱液面通过设置在流槽与前箱之间的液面自动控制装置控制。通过上述,可将前箱液面稳定在±0.5mm之内。
S2、在静止炉和铸轧机之间，铝钛硼丝要实现晶粒快速细化和工序前移，钛丝送给器运行同步要满足6m/min轧制速度，按预先设定的恒定速度送入流槽系统及前端系统。
S3、通过铸嘴的注口自动调整，将铝液注入经冷却水冷却的轧辊上，多级布流形式的采用使得铝液沿轧辊表面可在轴向均匀分布。
S4、保证熔融金属均匀处于稍前于轧辊中线的辊缝处，使液态金属在很短的时间内冷却、凝固，完成整个铸造结晶过程，接着由热轧制成形。
S5、进入铝板带连续铸轧过程中，通过厚度AGC控制轧辊开度，实现高速轧制和精准的板型控制，生产出合格的2-3mm厚度的薄带铸轧板。
作为本发明的进一步方案，熔铝液面控制必须由垂直导向的浮标，连续实时检测，通过电机控制流口的塞杆运动进行连锁控制。
作为本发明的进一步方案，钛丝送给速度达到4000mm/min。
作为本发明的进一步方案，铸嘴平台为耐热球磨铸铁或耐热铸钢结构，能够耐高温并有很好的耐冲击性。
作为本发明的进一步方案，牌坊要求经过二次退火热处理提高机械性能，轧辊同步控制由数字式交流控制系统进行。
作为本发明的进一步方案，辊缝控制系统位移传感器信号误差范围为±0.1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：稳定的熔融金属液面控制，极大的提高了金属表层氧化层厚度，同时对内部温度均匀性形成保证，满足轧制提速及结晶质量的需求。
对比现有生产最大速度1m/min，新技术可直接提升至6m/min，降低综合成本，提高生产效率。
整卷成品厚度尺寸公差得到连续性监控和控制调整，极大提高了产品质量，主要表现在辊周长纵向厚度差：≤1.0％H；每米厚度斜度小于0.5％；带材全长上的纵向厚度差≤1.5％H。
成品厚度从6-10mm下降至2-3mm，不仅提高铸轧成品附加值。同时，节省下游加工道次，缩短生产周期，极大地节省水、电、气的能源损耗。
附图说明
图1为本发明的连续化铸轧生产工艺流程图；
图2为本发明的铸轧区域自动化喂料示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1至图2，本发明提供的一种实施例：一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，包括铸轧机组，铸轧机组由如下机构组成：
(1)熔铝的输送和供给系统：金属液面由炉口液面控制装置和前箱液面控制装置两级控制，保证前箱液面控制精度为±0.5mm以内；
(2)钛丝送给装置：包括钛丝送进器和放丝架两部分，钛丝送进器用交流变频电机驱动，钛丝送给速度可调，操作者能够调整钛丝杆的速度和铸轧机速度匹配，满足铸轧机最高6m/min高速生产；
(3)铸嘴调整装置：铸嘴的水平调整由两台伺服电机传动两个螺旋千斤顶通过两个挡块进行调节，垂直调整也由两台伺服电机传动，铸嘴调节装置把铸嘴调节到目标位置后由机械锁锁定；
(4)铸轧机本体：铸轧机本体具有15度的后倾角，材质为ZG270-500；铸轧机本体的每个轧辊都由交流变频电机和行星齿轮减速箱驱动，同步控制由数字式交流控制系统进行；
(5)辊缝控制系统：压上缸上装有位移传感器，根据测厚仪测得的板厚信号，伺服控制上、下辊辊缝，从而达到控制纵向同板差的目的；横向同板差通过单侧调节相应侧压上缸的压力实现；
(6)火焰喷涂及水溶液喷涂系统：上辊喷涂系统采用固定形式，下辊喷涂系统要求可沿牌坊出口侧外侧面由油缸推动升降，为立板操作让出空间；火焰喷涂或水溶液喷涂两种形式能够互换使用。
熔铝液面控制必须由垂直导向的浮标，连续实时检测，通过电机控制流口的塞杆运动进行连锁控制。
钛丝送给速度达到4000mm/min。
铸嘴平台为耐热球磨铸铁或耐热铸钢结构，能够耐高温并有很好的耐冲击性。
牌坊要求经过二次退火热处理提高机械性能，轧辊同步控制由数字式交流控制系统进行。
辊缝控制系统位移传感器信号误差范围为±0.1mm。
实施例2
本发明提供的一种实施例：一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，工艺流程：
S1、首先静止炉和铸轧机之间进行两级液面控制，这对薄带顺利轧制运行至关重要。流槽液面由一流口液面自动控制装置，通过调节出口流量来保持恒定,前箱液面通过设置在流槽与前箱之间的液面自动控制装置控制。通过上述,可将前箱液面稳定在±0.5mm之内。
S2、在静止炉和铸轧机之间，铝钛硼丝要实现晶粒快速细化和工序前移，钛丝送给器运行同步要满足6m/min轧制速度，按预先设定的恒定速度送入流槽系统及前端系统。
S3、通过铸嘴的注口自动调整，将铝液注入经冷却水冷却的轧辊上，多级布流形式的采用使得铝液沿轧辊表面可在轴向均匀分布。
S4、保证熔融金属均匀处于稍前于轧辊中线的辊缝处，使液态金属在很短的时间内冷却、凝固，完成整个铸造结晶过程，接着由热轧制成形。
S5、进入铝板带连续铸轧过程中，通过厚度AGC控制轧辊开度，实现高速轧制和精准的板型控制，生产出合格的2-3mm厚度的薄带铸轧板。
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。

Claims (6)

1.一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，所述连续化铸轧工艺基于一种超薄宽幅铸轧装置来实现，其特征在于：所述超薄宽幅铸轧装置包括铸轧机组，铸轧机组由如下机构组成：
(1)熔铝的输送和供给系统：金属液面由炉口液面控制装置和前箱液面控制装置两级控制；
(2)钛丝送给装置：包括钛丝送进器和放丝架两部分，钛丝送进器用交流变频电机驱动，钛丝送给速度可调，操作者能够调整钛丝杆的速度和铸轧机速度匹配，满足铸轧机最高6m/min高速生产；
(3)铸嘴调整装置：铸嘴的水平调整由两台伺服电机传动两个螺旋千斤顶通过两个挡块进行调节，垂直调整也由两台伺服电机传动，铸嘴调节装置把铸嘴调节到目标位置后由机械锁锁定；
(4)铸轧机本体：铸轧机本体具有15度的后倾角，材质为ZG270-500；铸轧机本体的每个轧辊都由交流变频电机和行星齿轮减速箱驱动，同步控制由数字式交流控制系统进行；
(5)辊缝控制系统：压上缸上装有位移传感器，根据测厚仪测得的板厚信号，伺服控制上、下辊辊缝；横向同板差通过单侧调节相应侧压上缸的压力实现；
(6)火焰喷涂及水溶液喷涂系统：上辊喷涂系统采用固定形式，下辊喷涂系统要求可沿牌坊出口侧外侧面由油缸推动升降，为立板操作让出空间；火焰喷涂或水溶液喷涂两种形式能够互换使用；
工艺流程：
S1、首先静止炉和铸轧机之间进行两级液面控制，这对薄带顺利轧制运行至关重要；流槽液面由一流口液面自动控制装置，通过调节出口流量来保持恒定,前箱液面通过设置在流槽与前箱之间的液面自动控制装置控制；通过上述,可将前箱液面稳定在±0.5mm之内；
S2、在静止炉和铸轧机之间，铝钛硼丝要实现晶粒快速细化和工序前移，钛丝送给器运行同步要满足6m/min轧制速度，按预先设定的恒定速度送入流槽系统及前端系统；
S3、通过铸嘴的注口自动调整，将铝液注入经冷却水冷却的轧辊上，多级布流形式的采用使得铝液沿轧辊表面可在轴向均匀分布；
S4、保证熔融金属均匀处于稍前于轧辊中线的辊缝处，使液态金属在很短的时间内冷却、凝固，完成整个铸造结晶过程，接着由热轧制成形；
S5、进入铝板带连续铸轧过程中，通过厚度AGC控制轧辊开度，实现高速轧制和精准的板型控制，生产出合格的2-3mm厚度的薄带铸轧板。
2.根据权利要求1所述的一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，其特征在于：熔铝液面控制必须由垂直导向的浮标，连续实时检测，通过电机控制流口的塞杆运动进行连锁控制。
3.根据权利要求1所述的一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，其特征在于：钛丝送给速度达到4000mm/min。
4.根据权利要求1所述的一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，其特征在于：铸嘴平台为耐热球磨铸铁或耐热铸钢结构，能够耐高温并有很好的耐冲击性。
5.根据权利要求1所述的一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，其特征在于：牌坊要求经过二次退火热处理提高机械性能，轧辊同步控制由数字式交流控制系统进行。
6.根据权利要求1所述的一种超薄宽幅铸轧铝板带连续化铸轧工艺，其特征在于：辊缝控制系统位移传感器信号误差范围为±0.1mm。
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