CN113005337A - 一种容器箔坯料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容器箔坯料的制造方法，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn1.05‑1.20％、Fe0.40‑0.50％、Si0.20‑0.30％、Cu0.08‑0.12％、Ti0.015‑0.030％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；所述制造方法包括以下步骤：熔炼、精炼、连铸、连轧和冷轧步骤；本发明采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达8.5m/min，连铸机出来通过夹送辊直接进入MINO三机架连轧机轧制成3.8mm厚度的容器箔坯料，生产效率较高，同时出口厚度比传统铸轧机厚度更薄，减少了后续冷轧轧制道次，进一步提高了生产效率。

Description

一种容器箔坯料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种合金生产制备方法，具体涉及一种容器箔坯料的制造方法。
背景技术
3003铝锰防锈铝合金突出的特点是密度低、耐蚀、具有良好的加工性能等。现有3003容器箔坯料生产工艺：3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺，涉及铝合金加工工艺技术领域。涉及3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺，依次包括熔炼—炉内净化、合金化—静置、保温—在线净化、过滤—铸轧—冷轧—均匀化退火—冷轧—中间退火—冷轧—重卷切边—检验包装的工艺流程。其熔炼、铸轧生产时间较慢效率极低。
而连铸连轧是连铸与连轧相结合的轧制工艺，采用的是美国哈兹列特连铸连轧机，将铝合金液注入连铸机中铸出19mm铸坯，然后直接由三连轧机对其进行轧制，能生产2.0mm以上的板坯。目前哈兹列特工艺在我国应用极少，生产工艺技术还不成熟，生产复杂合金及较宽板带材时有一定难度，连铸时容易形成表面偏析和孔洞等铸造缺陷，因此，亟需开发一种用连铸连轧容器箔生产方法，突破高速生产高性能容器箔带材的瓶颈问题，为大规模生产高性能容器箔提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种容器箔坯料的制造方法，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn 1.05-1.20％、Fe 0.40-0.50％、Si0.20-0.30％、Cu 0.08-0.12％、、Ti 0.015-0.030％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；所述制造方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为80％的电解铝液和20％的固体料作为合金配料，先加入电解铝液，再加入固体料进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比，制得铝合金液；
②、精炼：将铝合金液进行三次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃，采用一次精炼剂进行精炼，精炼完毕后搅拌5-10min，扒渣后二次取样，根据检测结果进行合金配比；二次精炼：将成分调整后的铝合金液继续进行升温，炉温达到730-750℃进行倒炉，倒炉时在流槽采用二次精炼剂进行二次精炼；三次精炼：将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃，采用三次精炼剂进行精炼，精炼时间为0.8-1.2h，精炼完毕后扒渣静置5min；
③、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带；
⑤、冷轧：将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制，轧制道次分别为：6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm。
优选地，步骤②和步骤③之间还包括除气箱在线除气和双级深床过滤装置净化熔体工序；其中，除气箱采用SINF除气装置，并且在入口添加钛丝用来细化晶粒，钛丝为5Ti1B。
优选地，步骤⑤后还包括精准切边和包装入库工序。
优选地，步骤①中，固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料。
优选地，步骤②中，一次精炼剂、二次精炼剂和三次精炼剂分别为喷粉精炼剂、颗粒精炼剂和混合气体精炼剂，其中，喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液)，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气和氯气的体积比为8.5:1.5。
优选地，步骤③中，所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为30±3℃，压力为3.2±0.2Bar，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为6.8-8.5m/min，铸机出口板带边部温度为565±10℃，中间温度为510±10℃。
优选地，步骤④中，所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为110-150℃，卷径为2465-2485mm。
优选地，步骤④中，连轧得到两种尺寸板带的连轧道次分别为：19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm。
优选地，步骤⑤中，冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为580-600℃，保温时间为6.5-7.5h，期间开启吹洗风机，吹洗比为60％；当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火，第二阶段炉气温度设为550-570℃，保温时间为4-6h。
有益效果：
(1)采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达8.5m/min，连铸机出来通过夹送辊直接进入MINO三机架连轧机轧制成3.8mm厚度的容器箔坯料，生产效率较高，同时出口厚度比传统铸轧机厚度更薄，减少了后续冷轧轧制道次，进一步提高了生产效率；
(2)采用MINO三机架连轧机进行轧制，第一机架轧制温度在500℃以上，高于铝合金液的再结晶温度，属于热轧，晶粒发生了不完全再结晶，提高了金属塑性，减少了变形抗力；同时与铸轧相比较，板坯晶粒更细密；
(3)本发明解决了哈兹列特生产容器箔坯料的难题，结合ESP系统和火焰喷涂的优点配合使用，解决了钢带温度不均的难题；
综上，本发明提供了一种容器箔坯料制造方法，解决了采用哈兹列特工艺生产3003铝合金容器箔坯料的关键技术，解决了国内该生产工艺的空白，具有较高的经济效益和实用价值。
附图说明
图1为本发明中容器箔坯料的加工系统结构示意图；
图2为实施例1得到的容器箔坯料的高倍晶粒照片；
图3为实施例1得到的容器箔坯料的OM检测图；
图4为对比例得到的容器箔坯料的高倍晶粒照片；
图5为对比例得到的容器箔坯料的OM检测图；
图6为实施例1得到的容器箔坯料高温退火后的低倍组织；
图7为对比例得到的容器箔坯料高温退火后的低倍组织；
图中，1-熔炼炉、2-保温炉、3-SINF除气装置、4-双级深床过滤装置、5-前箱、6-哈兹列特连铸机、7-剪切机、8-MINO三机架连轧机、9-卷取机。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种容器箔坯料的制造方法，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn1.15％、Fe 0.45％、Si 0.25％、Cu 0.10％、、Ti 0.025％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；如图1所示的容器箔坯料的加工系统，所述制造方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为80％的电解铝液和20％的固体料作为合金配料，先加入电解铝液，再加入固体料进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比，制得铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行三次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃，采用喷粉精炼剂进行精炼，喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液)，精炼完毕后搅拌8min，扒渣后二次取样，根据检测结果进行合金配比；二次精炼：将成分调整后的铝合金液继续进行升温，炉温达到730-750℃进行倒炉，倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼，精炼剂用量为每炉50kg；三次精炼：将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，精炼时间为1h，精炼完毕后扒渣静置5min；其中，氩气和氯气的混合气体，氩气和氯气的体积比为8.5:1.5；
③、除气过滤：将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体，再通过双级深床过滤装置净化熔体；
④、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L；所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为30±3℃，压力为3.2±0.2Bar，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为6.8m/min，铸机出口板带边部温度为565±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带；两种尺寸板带的连轧道次分别为：19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为110-150℃，卷径为2465-2485mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制，轧制道次分别为：6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm；其中，冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为590℃，保温时间为7h，期间开启吹洗风机，吹洗比为60％；当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火，第二阶段炉气温度设为560℃，保温时间为5h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
实施例2
一种容器箔坯料的制造方法，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn1.20％、Fe 0.48％、Si 0.22％、Cu 0.08％、、Ti 0.028％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；所述制造方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为80％的电解铝液和20％的固体料作为合金配料，先加入电解铝液，再加入固体料进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比，制得铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行三次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃，采用喷粉精炼剂进行精炼，喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液)，精炼完毕后搅拌10min，扒渣后二次取样，根据检测结果进行合金配比；二次精炼：将成分调整后的铝合金液继续进行升温，炉温达到730-750℃进行倒炉，倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼，精炼剂用量为每炉50kg；三次精炼：将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，精炼时间为1.2h，精炼完毕后扒渣静置5min；其中，氩气和氯气的混合气体，氩气和氯气的体积比为8.5:1.5；
③、除气过滤：将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体，再通过双级深床过滤装置净化熔体；
④、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L；所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为30±3℃，压力为3.2±0.2Bar，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.5m/min，铸机出口板带边部温度为565±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带；两种尺寸板带的连轧道次分别为：19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为110-150℃，卷径为2465-2485mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制，轧制道次分别为：6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm；其中，冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为580℃，保温时间为6.5h，期间开启吹洗风机，吹洗比为60％；当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火，第二阶段炉气温度设为570℃，保温时间为6h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
实施例3
一种容器箔坯料的制造方法，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn1.12％、Fe 0.43％、Si 0.27％、Cu 0.09％、、Ti 0.018％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；所述制造方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为80％的电解铝液和20％的固体料作为合金配料，先加入电解铝液，再加入固体料进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比，制得铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行三次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃，采用喷粉精炼剂进行精炼，喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液)，精炼完毕后搅拌10min，扒渣后二次取样，根据检测结果进行合金配比；二次精炼：将成分调整后的铝合金液继续进行升温，炉温达到730-750℃进行倒炉，倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼，精炼剂用量为每炉50kg；三次精炼：将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，精炼时间为1.2h，精炼完毕后扒渣静置5min；其中，氩气和氯气的混合气体，氩气和氯气的体积比为8.5:1.5；
③、除气过滤：将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体，再通过双级深床过滤装置净化熔体；
④、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L；所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为30±3℃，压力为3.2±0.2Bar，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为6.8-8.5m/min，铸机出口板带边部温度为565±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带；两种尺寸板带的连轧道次分别为：19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为110-150℃，卷径为2465-2485mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制，轧制道次分别为：6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm；其中，冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为600℃，保温时间为7.5h，期间开启吹洗风机，吹洗比为60％；当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火，第二阶段炉气温度设为560℃，保温时间为4.5h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
性能测试
对比例：采用传统铸轧法以及高温均匀化退火工艺：对比例1的高温均匀化退火工艺参数同实施例1；
对比图2和图4，可以看出采用连铸连轧工艺，同时采用高温均匀化退火，可以使板坯晶粒更加细密，而且更加均匀；
对比图6和图7，可以看出采用连铸连轧工艺可以使坯料中晶粒更均匀。
表1示出了实施例1得到的容器箔坯料的力学性能数据；
表1
Figure BDA0002980392550000091
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为：Mn 1.05-1.20％、Fe 0.40-0.50％、Si 0.20-0.30％、Cu 0.08-0.12％、、Ti 0.015-0.030％、Mg≤0.01％、Zn≤0.03％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，单种杂质含量<0.05％，总量<0.15％；所述制造方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为80％的电解铝液和20％的固体料作为合金配料，先加入电解铝液，再加入固体料进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比，制得铝合金液；
②、精炼：将铝合金液进行三次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃，采用一次精炼剂进行精炼，精炼完毕后搅拌5-10min，扒渣后二次取样，根据检测结果进行合金配比；二次精炼：将成分调整后的铝合金液继续进行升温，炉温达到730-750℃进行倒炉，倒炉时在流槽采用二次精炼剂进行二次精炼；三次精炼：将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃，采用三次精炼剂进行精炼，精炼时间为0.8-1.2h，精炼完毕后扒渣静置5min；
③、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带；
⑤、冷轧：将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制，轧制道次分别为：6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤②和步骤③之间还包括除气箱在线除气和双级深床过滤装置净化熔体工序；其中，除气箱采用SINF除气装置，并且在入口添加钛丝用来细化晶粒，钛丝为5Ti1B。
3.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤⑤后还包括精准切边和包装入库工序。
4.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤①中，固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料。
5.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤②中，一次精炼剂、二次精炼剂和三次精炼剂分别为喷粉精炼剂、颗粒精炼剂和混合气体精炼剂，其中，喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液)，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气和氯气的体积比为8.5:1.5。
6.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤③中，所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为30±3℃，压力为3.2±0.2Bar，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为6.8-8.5m/min，铸机出口板带边部温度为565±10℃，中间温度为510±10℃。
7.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤④中，所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为110-150℃，卷径为2465-2485mm。
8.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤④中，连轧得到两种尺寸板带的连轧道次分别为：19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm。
9.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法，其特征在于，步骤⑤中，冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为580-600℃，保温时间为6.5-7.5h，期间开启吹洗风机，吹洗比为60％；当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火，第二阶段炉气温度设为550-570℃，保温时间为4-6h。
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