立式半固态铸轧装置及铸轧方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种立式半固态铸轧装置及铸轧方法，涉及铝合金铸轧装备及制造技术领域，以解决现有的铸轧法生产效率较低、铸嘴容易堵塞且存在严重的宏观偏析及微观偏析缺陷等技术问题。本发明专利技术所述的立式半固态铸轧装置，包括：平台，平台的上端设有流槽；平台的下端设有铸嘴，且铸嘴与流槽连通；铸嘴的出口处水平对称设置有左铸轧辊和右铸轧辊，且铸嘴的出口高度在左铸轧辊和右铸轧辊的中心线以上；铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块；左铸轧辊和右铸轧辊的辊套内部均通有冷却水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金铸轧装备及制造
，特别涉及一种立式半固态铸轧装置及铸轧方法。
技术介绍
目前，工业用高品质铝合金板带材的供料方式主要有直冷铸造法、铸轧法和连铸连轧法。其中，直冷铸造法的工序主要包括：半连续铸锭、切头、铣面、加热、热轧、中间退火、冷轧、热处理等，生产工序繁多，多次的加热导致能量消耗高，生产周期长，效率低，设备投资大；(卧式双辊)铸轧法是将一对逆向旋转的水冷铸轧辊作为结晶器，省去了中间的切头、铣面、再加热、热轧、中间退火等工序，由液态金属直接浇入两辊缝之间加工成金属成品或半成品的一种加工工艺，在铸轧辊的冷却和一定压力的轧制作用下，可以直接生产出6mm－8mm厚的板带；连铸连轧法是将一对相向旋转内部水冷的薄钢带作为结晶器，将液态金属直接浇入两条钢带之间加工成半成品板坯的一种加工工艺，板坯厚度约为15mm－23mm，在板坯出口处设置二机架或三机架热连轧机，以降低板坯的厚度，随后对热轧后的板坯进行卷曲。综上，与直冷铸造法和连铸连轧法相比，铸轧法具有短流程、低能耗、生产周期短、生产效率高、投资小等优势。但是，工业上制备合金元素含量高的合金板坯时，由于所添加的合金元素种类较多，含量较高，因此存在严重的宏观偏析及微观偏析现象；此外，传统的卧式双辊铸轧法生产板坯的速度为0.7m/min－1.2m/min，铸轧速度相对还是较慢，可变范围较窄，从而对铝合金板材的生产效率还是有所影响；并且，水平设置的流槽导致铝合金熔体流动速度较慢，当铝合金熔体固相率较高时，容易造成铸嘴堵塞，铸轧失败。因此，从而提供一种生产效率高、铸嘴堵塞风险低、且能够避免宏观偏析及微观偏析现象的铸轧装置及铸轧方法，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种立式半固态铸轧装置及铸轧方法，以解决现有的铸轧法生产效率较低、铸嘴容易堵塞且存在严重的宏观偏析及微观偏析现象的技术问题。本专利技术提供一种立式半固态铸轧装置，包括：平台，所述平台的上端设有流槽；所述平台的下端设有铸嘴，且所述铸嘴与所述流槽连通；所述铸嘴的出口处水平对称设置有左铸轧辊和右铸轧辊，且所述铸嘴的出口高度在所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的中心线以上；所述铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块；所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的辊套内部均通有冷却水。实际应用时，所述左铸轧辊连通有左冷却模块，所述右铸轧辊连通有右冷却模块；所述左冷却模块和所述右冷却模块管路上均设置有水流调节器。其中，所述铸嘴临近所述左铸轧辊和所述右铸轧辊处分别设置有侧封板。具体地，所述流槽上设置有加热器。进一步地，所述左铸轧辊与所述右铸轧辊之间的开口度为0.5mm－20mm。实际应用时，所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的下方还设有导引板，所述导引板的末端设有剪切装置，且所述剪切装置位于水平辊道支架上；所述水平辊道支架上且位于所述剪切装置的下游还装设有轧机，所述轧机与所述剪切装置之间铺设有水平辊道。其中，所述立式半固态铸轧装置还包括：脉冲电源装置，所述脉冲电源装置通入所述流槽内；所述脉冲电源装置的频率为10Hz－50Hz，电流密度为0.1－0.5A/mm2。相对于现有技术，本专利技术所述的立式半固态铸轧装置具有以下优势：本专利技术提供的立式半固态铸轧装置，包括：平台，平台的上端设有流槽；平台的下端设有铸嘴，且铸嘴与流槽连通；铸嘴的出口处水平对称设置有左铸轧辊和右铸轧辊，且铸嘴的出口高度在左铸轧辊和右铸轧辊的中心线以上；铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块；左铸轧辊和右铸轧辊的辊套内部均通有冷却水。由此分析可知，本专利技术提供的立式半固态铸轧装置中，由于铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块，因此能够使得半固态熔体的流量和温度在轧辊的宽度方向上均匀分布，由于铸嘴两侧设置有左、右冷却模块及左、右铸轧辊，且左、右冷却模块及左、右铸轧辊内部均通有冷却水，因此能够通过控制内部冷却水的流量来控制半固态熔体的固相率；同时，立式铸轧充分发挥了半固态浆料的流动性能，并以普通卧式铸轧几倍的速度进行铸轧生产，从而能够得到特殊微观组织的铝合金板带材；并且，立式半固态铸轧法制备的铝合金板带材，其中心线合金元素偏析缺陷明显减轻，从而本专利技术提供的立式半固态铸轧装置能够在提高板带材生产效率的同时，显著降低熔体的过热度，获得与传统铸轧方法不同的近球形或者非树枝晶微观组织，改善了板带的中心线合金元素偏析缺陷，并能够有效地细化晶粒，最终提高板带材的综合力学性能。本专利技术还提供一种立式半固态铸轧方法，使用了如上述任一项所述的立式半固态铸轧装置，并包括如下步骤：将铝合金料按照含量的比例进行配料，并在熔炼炉中进行熔炼，随后进行除气、精炼、扒渣后在静置炉中将熔体进行降温，当熔体温度降至液相线的温度附近时，将铝合金熔体通过所述流槽输送入所述铸嘴，进行立板，立板成功后将铸轧速度提高并进行稳定铸轧；同时，控制熔体到达所述铸嘴入口时的温度，并控制流入所述左铸轧辊和所述右铸轧辊辊套内的冷却水流量、铸轧速度和所述铸嘴中的所述分流块高度。实际应用时，具体包括如下步骤：配料熔炼：根据所需要的铝合金板带材的设计成分，将含有要添加各种合金元素的中间合金进行配比和称重，待所述熔炼炉的炉温升至200℃后，将坩埚内衬刷上二氧化钛保护层，放入纯铝原料，当铝液温度达到设定温度值时，按顺序加入各中间合金并保温，使中间合金可以充分熔化，之后对熔化好的熔体进行扒渣、搅拌，转入所述静置炉静置后，对熔体进行精炼除气处理；烘烤流槽：采用液化气喷枪加热设备对所述流槽进行烘烤，烘烤时间约为10min，待所述流槽变红，并充分预热干燥、无潮气，温度高于铝合金熔体时，开始进行铸轧；铸轧：将经过精炼和除气处理的铝合金熔体通过干燥的所述流槽导入所述铸嘴，进行立板操作，通过对铸轧速度的控制，使得铸轧板带的表面形成具有一定厚度的凝固壳。其中，单位宽度铸轧辊冷却水流量为0.06m3＊h/mm－1.36m3＊h/mm，铸轧速度为1.0m/min－70m/min，铸轧温度为600℃－660℃，铸轧区长度为60mm－120mm。相对于现有技术，本专利技术所述的立式半固态铸轧方法具有以下优势：本专利技术提供的立式半固态铸轧方法，使用了如上述任一项所述的立式半固态铸轧装置，并包括如下步骤：将铝合金料按照含量的比例进行配料，并在熔炼炉中进行熔炼，随后进行除气、精炼、扒渣后在静置炉中将熔体进行降温，当熔体温度降至液相线的温度附近时，将铝合金熔体通过流槽输送入铸嘴，进行立板，立板成功后将铸轧速度提高并进行稳定铸轧；同时，控制熔体到达铸嘴入口时的温度，并控制流入左铸轧辊和右铸轧辊辊套内的冷却水流量、铸轧速度和铸嘴中的分流块高度。由此分析可知，本专利技术提供的立式半固态铸轧方法，通过控制适当的铸轧温度、铸轧速度、辊缝开口度和冷却条件的组合，从而能够得到特殊微观组织的铝合金板带材；并且，立式半固态铸轧法制备的铝合金板带材，其中心线合金元素偏析缺陷明显减轻，从而本专利技术提供的立式半固态铸轧方法能够在提高板带材生产效率的同时，显著降低熔体的过热度，获得与传统铸轧方法不同的近球形或者非树枝晶微观组织，改善了板带的中心线合金元素偏析缺陷，并能够有效地细化晶粒，最终提高板带材的综合力学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式半固态铸轧装置，其特征在于，包括：平台，所述平台的上端设有流槽；所述平台的下端设有铸嘴，且所述铸嘴与所述流槽连通；所述铸嘴的出口处水平对称设置有左铸轧辊和右铸轧辊，且所述铸嘴的出口高度在所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的中心线以上；所述铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块；所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的辊套内部均通有冷却水。

【技术特征摘要】
1.一种立式半固态铸轧装置，其特征在于，包括：平台，所述平台的上端设有流槽；所述平台的下端设有铸嘴，且所述铸嘴与所述流槽连通；所述铸嘴的出口处水平对称设置有左铸轧辊和右铸轧辊，且所述铸嘴的出口高度在所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的中心线以上；所述铸嘴的内部沿宽度方向设置有分流块；所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的辊套内部均通有冷却水。2.根据权利要求1所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，所述左铸轧辊连通有左冷却模块，所述右铸轧辊连通有右冷却模块；所述左冷却模块和所述右冷却模块管路上均设置有水流调节器。3.根据权利要求1所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，所述铸嘴临近所述左铸轧辊和所述右铸轧辊处分别设置有侧封板。4.根据权利要求1所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，所述流槽上设置有加热器。5.根据权利要求1－4中任一项所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，所述左铸轧辊与所述右铸轧辊之间的开口度为0.5mm－20mm。6.根据权利要求1－4中任一项所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，所述左铸轧辊和所述右铸轧辊的下方还设有导引板，所述导引板的末端设有剪切装置，且所述剪切装置位于水平辊道支架上；所述水平辊道支架上且位于所述剪切装置的下游还装设有轧机，所述轧机与所述剪切装置之间铺设有水平辊道。7.根据权利要求6所述的立式半固态铸轧装置，其特征在于，还包括：脉冲电源装置，所述脉冲电源装置通入所述流槽内；所述脉冲电源装置的频率为10Hz－50Hz，电流密度为0.1－0.5A/mm2。8.一种立式半固态铸轧方法，其特征在于，使用了如上述权利要求1－7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，贺晨，王昭东，李家栋，王国栋，许光明，高冠军，韩毅，吴迪，付天亮，田勇，王丙兴，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21