一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，属于金属加工技术领域。本发明专利技术具体包括如下步骤：（1）铸锭加热；（2）热粗轧；（3）热精轧；（4）卷曲。在热粗轧工序中采用斜轧技术进行铸锭宽度延展，增大铸锭投料重量，实现大卷径宽幅卷材轧制。在热精轧工序采用设计的五次方CVC曲线和CVC值解决常见的超宽料二肋浪板形问题。本发明专利技术对大卷径超宽幅铝合金薄带生产进行了轧制方法优化，实现超宽度卷材卷重可达30吨的宽幅热轧卷，并能消除精轧轧制过程的二肋浪缺陷，适合在超宽幅铝合金薄带轧制领域进行推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属加工
，具体涉及一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法。
技术介绍
在国内，目前钢行业最宽薄卷为2270mm，铝行业最宽薄卷为2800mm。航空航天、汽车、海陆运输等行业对铝合金板材整体成形有新的需求，如货运厢挂车3003薄板最宽需求为2750mm，罐车行业最宽已达2800mm。未来几年，随着整体成形技术发展，铝合金板带材宽度也随之增加，预计未来几年内国内外最宽铝合金卷材可达3000mm。对于板材制造商，采用宽大铸锭生产是目前发展趋势，这可大大减少制造过程废料，提高效率。但宽大铸锭在轧制过程中，受结晶器和轧制技术的限制，生产出大卷径高板形质量的宽幅卷十分困难。周林峰在“大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法”（专利申请公布号CN102284836A）中介绍一种卷重500Kg以上，宽度达350mm的镍带生产方法，但在铝合金宽薄带行业生产过程卷重都可达25~30T，宽度达2800mm，该专利没有涉及这些重量和宽度范围的轧制方法，也没有涉及对板形的控制方法；许磊等在“矩形扁平材角轧宽度的预测方法”（CN102873105A）中介绍了一种矩形面铸锭拓宽的角轧方法，但没涉及宽大铸锭轧制过程拓宽量的变化，特别是铸锭侧端面形状不同的拓宽变化；国内外等诸多专利设计精轧及冷轧过程CVC辊形的选择，但仅局限于2000mm宽度以下的产品板形控制适用，对于2000mm以上的轧制产品板形选择方法没有涉及，如李洪波等在“一种具有四次凸度控制能力的变凸度工作辊辊形设计方法”（CN101885002A）中介绍了一种精轧工作辊四次凸度的调节方法，但无超宽带上的实际运用。目前对于超2.3米的薄带材板形研究很少，但在铝合金带材行业，采用宽幅带材整体成形制作交通用车厢侧板急需解决板形问题，现有对超2.3米铝合金薄带轧制板形控制研究很少，技术不成熟。国内大铸锭铸造过程难度很大，随着厚度与宽度增大，铸造过程表层与心部冷却的不均匀就会带来铸造失败问题。目前铝合金扁铸锭结晶器最厚800mm，最宽2650mm，这就局限了轧制带材的宽度。对于宽度大于2650mm的铝合金带材，大部分采用横轧+纵轧或全横轧轧制实现产品宽度，但投料铸锭小，投料铸锭均小于15吨，造成后续卷径小，无法实现铸锭投料达15吨以上的大卷径轧制，成品率低。且宽幅带材轧制过程中，精轧经常出现二肋浪板形（即M头板形），而现有的弯辊和喷淋技术无法有效解决该板形缺陷。精轧的板形缺陷在冷轧过程很难消除，且对后续板形控制影响很大，严重时直接造成整卷报废。同样冷轧过程对于超宽带材的轧制以往板形控制方法介绍很少，产生的中浪很难消除。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法。本专利技术所述的大卷径是指卷材的宽度范围为2300-3000mm，高平面度是指铝合金宽卷不会出现M头板形，即无二肋浪板形缺陷。为达到上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，包括如下步骤：（1）铸锭加热：将铝合金铸锭送至加热炉加热至420~550℃，保温3~5h后出炉；（2）热粗轧：采用纵轧或斜轧与纵轧结合的方式对出炉后的铝合金铸锭进行粗轧，得到铝合金卷材半成品；（3）热精轧：对铝合金卷材半成品进行精轧，精轧工作辊采用辊形曲线为CVC五次多项式，二次凸度为-0.5~+0.2mm，四次凸度为-0.15~+0.05mm，得到铝合金卷材成品；（4）卷曲：铝合金卷材成品进入卷取机卷成卷，得到铝合金宽薄卷。上述技术方案中，所述铝合金宽薄卷为1xxx系、2xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系、6xxx系、7xxx系、8xxx铝合金。上述技术方案中，所述铝合金宽薄卷的卷重为25~30吨，宽度为2300~3000mm，厚度为2.2~15mm。上述技术方案中，所述步骤（1）中的铝合金铸锭规格为厚×宽×长=650~800mm×2300~2650mm×3900~8000mm。上述技术方案中，所述步骤（1）中的铝合金铸锭的侧面为梯形面或矩形面，采用斜轧方式进行轧制，梯形面铸锭最大能拓宽150mm，矩形面铸锭最大能拓宽350mm。上述技术方案中，所述步骤（2）中，轧制宽度为2300~2650mm的铝合金宽薄卷采用纵轧方式进行，轧制宽度为2650~3000mm的铝合金宽薄卷采用先斜轧后纵轧的方式进行。上述技术方案中，所述斜轧方式的斜轧角度为0~90°。上述技术方案中，所述步骤（2）中，斜轧道次在铸锭轧制开始时的1~10道次进行，最大斜轧压下量为40mm。上述技术方案中，所述步骤（3）中，热精轧过程采用五次方多项式工作辊辊形：R（x）=R0+A1*x+A2*x^2+A3*x^3+A4*x^4+A5*x^5其中，R（x）表示辊形曲线函数；x表示辊身长度位；R0表示轧辊名义半径，A1~A5表示辊形系数；二次凸度为-0.5~+0.2mm，四次凸度为-0.15~+0.05mm；工作辊采用辊形CVC窜辊使用范围值为-10~-70mm。有益效果：（1）在热粗轧工序采用斜轧技术进行铸锭宽度延展，增大铸锭投料重量，实现大卷径宽幅卷材轧制，一次性提高综合成品率，减少制造过程废料。（2）在精轧工序采用宽幅轧辊CVC曲线（设计较平滑的五次方CVC曲线代替较陡峭的六次方CVC曲线）和CVC值消除二肋浪板形缺陷。解决常见的超宽料二肋浪板形问题，为后续冷轧或横切开板提供较好的热轧卷坯。本专利技术对大卷径超宽幅铝合金薄带生产进行了轧制方法优化，实现超宽度卷材所用铸锭投料达25~30吨，制成卷重可达25~30吨的宽幅热轧卷，并能消除精轧轧制过程的二肋浪缺陷，在超宽幅铝合金薄带轧制领域值得推广。附图说明图1为实施例1精轧6.0mm厚坯料沿宽度方向厚度分布M头板形。图2为实施例2精轧6.0mm厚坯料沿宽度方向厚度分布正凸度板形。图3为实施例1和2中精轧工作辊磨削曲线（曲线1-6次方，曲线2-5次方）。图4为实施例1和2中二次凸度等效值与CVC窜移关系。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。以3003合金为例，精轧工作辊分别采用六次方CVC曲线和五次方CVC曲线进行轧制。实施例1（采用传统的六次方CVC曲线进行生产）：一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，精轧工作辊采用六次方CVC曲线，具体包括如下步骤：（1）铸锭加热：将规格为800mm×2650mm×5300mm，侧面为梯形面，重30.3吨的铝合金铸锭经推进式加热炉加热至510℃，保温3h后进行热粗轧。（2）热粗轧：采用斜轧和纵轧的方式对出炉后的铝合金铸锭进行粗轧，前5道次进行斜轧，斜轧角度为20°，道次厚度依次分配为800mm-770mm-740mm-700mm-660mm-620mm，斜轧拓宽至2720mm，进行纵轧，经纵轧14道次轧至厚度为25mm，得到铝合金卷材半成品，转移至精轧。（3）热精轧：对铝合金卷材半成品进行精轧，进行3道次轧至卷坯厚度为6.0mm，CVC值为-10mm，精轧工作辊采用辊形曲线为CVC六次多项式，二次凸度为-0.7~+0.5mm（如图4中的直线3所示，负凸度和正凸度调节范围比较大，不容易控制二肋浪板形缺陷），四次凸度为±0.01mm进行轧制，CVC六次方工作辊辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）铸锭加热：将铝合金铸锭送至加热炉加热至420~550℃，保温3~5h后出炉；（2）热粗轧：采用纵轧或斜轧与纵轧结合的方式对出炉后的铝合金铸锭进行粗轧，得到铝合金卷材半成品；（3）热精轧：对铝合金卷材半成品进行精轧，精轧工作辊采用辊形曲线为CVC五次多项式，二次凸度为‑0.5~+0.2mm，四次凸度为‑0.15~+0.05mm，得到铝合金卷材成品；（4）卷曲：铝合金卷材成品进入卷取机卷成卷，得到铝合金宽薄卷。

【技术特征摘要】
1.一种大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）铸锭加热：将铝合金铸锭送至加热炉加热至420~550℃，保温3~5h后出炉；（2）热粗轧：采用纵轧或斜轧与纵轧结合的方式对出炉后的铝合金铸锭进行粗轧，得到铝合金卷材半成品；（3）热精轧：对铝合金卷材半成品进行精轧，精轧工作辊采用辊形曲线为CVC五次多项式，二次凸度为-0.5~+0.2mm，四次凸度为-0.15~+0.05mm，得到铝合金卷材成品；（4）卷曲：铝合金卷材成品进入卷取机卷成卷，得到铝合金宽薄卷。2.根据权利要求1所述的大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，其特征在于：所述铝合金宽薄卷为1xxx系、2xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系、6xxx系、7xxx系、8xxx铝合金。3.根据权利要求1所述的大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，其特征在于：所述铝合金宽薄卷的卷重为25~30吨，宽度为2300~3000mm，厚度为2.2~15mm。4.根据权利要求1所述的大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的生产方法，其特征在于：步骤（1）中的铝合金铸锭规格为厚×宽×长=650~800mm×2300~2650mm×3900~8000mm。5.根据权利要求1所述的大卷径、高平面度铝合金宽薄卷的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹盛强，黄奎，马英义，闫焱，陈秋林，林瑞丁，彭自业，王华春，
申请(专利权)人：广西南南铝加工有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45