一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法技术

一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，包括炉料的选择和熔炼、在线超声细化处理、轧前电磁细化处理、轧辊冷却控制、轧制获得细晶坯料步骤。本方法通过熔炼工序降低了晶粒在保温炉中长大的可能性；通过超声细化、电磁细化工序使熔体晶粒得到了两次细化；通过轧辊对坯料的冷却轧制，并控制轧制厚度最终获得细晶粒的铸轧坯料。本发明专利技术的方法，能够在不使用细化剂的情况下得到细晶粒的铸轧坯料，极大地降低了细化剂的采购成本，其经济效益显著；同时，本发明专利技术避免了使用细化剂所带来的潜在质量风险，从而保证了轧制坯料的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法
本专利技术涉及铝加工
，尤其是涉及一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法。
技术介绍
在现有金属材料加工
内，理想的金属凝固组织应该均布有细小的等轴晶粒，而晶粒度则是评价铸轧带坯质量的一项关键指标。晶粒度越细小和均匀，铸轧带坯的常温力学性能、塑性和韧性也越好。当前的铝铸轧生产工艺是通过向铝熔体内添加细化剂并配合相关轧制工艺，来满足产品对晶粒度的要求。常用的细化剂有：铝钛硼、铝钛碳、钛添加剂、铝钛中间合金等。这些细化剂价格高、有时效性，并且对熔体温度和加入方式要求较高，使用不当，不仅造成材料浪费、成本上升，还会对产品质量造成影响。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其目的在于：不使用细化剂而得到细晶粒的铸轧坯料，从而降低材料成本，并避免了添加细化剂所带来的潜在质量风险。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，包括以下步骤：S1：炉料的选择和熔炼：熔炼炉冷料的加入量为60-70%，熔炼温度740-750℃，经配料、精炼、静置、扒渣后导炉，导炉温度控制在735-745℃，配料使用中间合金；保温炉导炉后精炼一次，然后每隔2小时精炼一次，直至下次导炉；每次精炼前均往炉中均匀加入占炉内熔体总量2.5%-3.5%的同牌号冷料，保温炉温度控制在730-740℃；S2：将除气箱入口处的熔体温度控制在710-720℃，使用超声细化装置对流经该处的熔体进行在线超声细化处理；S3：在铸轧前，使用电磁细化装置对铸嘴处的熔体进行电磁细化处理；S4：对铸轧辊进行冷却，使轧制坯料的降温速度达到102-103℃/S；S5：控制轧制坯料的厚度，获得细晶坯料。进一步地改进技术方案，在S1步骤中，所述中间合金为铝硅合金、或铝铁合金。进一步地改进技术方案，所述超声细化装置包括多个超声波发射器，多个超声波发射器设置在除气箱入口流槽底面的中心位置，且呈线型排列；超声波发射器的工作频率为20～25kHz。进一步地改进技术方案，所述电磁细化装置包括多组电磁波发射器；每组电磁波发射器由感应线圈和绝缘支撑体组成，其中，感应线圈缠绕在绝缘支撑体上，在绝缘支撑体的内部设有中空的冷却风道；多组电磁波发射器对称地设置在铸嘴的上下铸嘴片上，且电磁波发射器的长度与铸嘴的长度一致；所述电磁波发射器的工作频率为100-220Hz。进一步地改进技术方案，在S4步骤中，辊内冷却水回水温度控制在25-30℃，且进回水温差小于2℃；使用液氮冷却装置对辊外表面进行连续冷却。进一步地改进技术方案，所述液氮冷却装置设置在轧制入口侧，包括混合分配罐、一对导流槽和一对喷管；所述混合分配罐连接有液氮源和压空源，用于提供冷却源；混合分配罐通过一对输送管分别与一对喷管连通；在喷管上排列设置有多个喷头，一个喷管上的喷头朝向上轧辊，另一个喷管上的喷头朝向下轧辊；所述导流槽设在喷管外部，用于收集并导出喷管外壁产生的冷凝水。进一步地改进技术方案，在S5步骤中，轧制坯料的厚度控制在6mm以内。由于采用上述技术方案，相比
技术介绍
，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术示例的一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料的方法，通过对铝合金铸轧工艺进行了创新，不需要添加细化剂即可使坯料获得细晶组织，不仅极大降低了原辅材料成本,而且避免了添加细化剂所带来的潜在质量风险，从而保证了产品质量。2、本专利技术示例的一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料的方法，通过对熔炼工序的工艺设计，在原料入炉时对冷料的比重进行控制，配料使用中间合金，保证了冷料的加入量；对熔炼和导炉温度进行限定，避免了熔体过烧；对保温炉精炼间隔、精炼时冷料加入量和温度的控制，降低了晶粒在保温炉中长大的可能性。3、本专利技术示例的一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料的方法，通过在除气箱入口加装超声细化装置、在轧机入口加装电磁细化装置，抑制了熔体中枝晶的生长，增加了固相形核率，促进柱状晶向等轴晶的转变，起到了细化晶粒的作用。4、本专利技术示例的一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料的方法，通过对铸轧辊的辊内水冷和辊外液氮冷却，提高了冷却强度，从而使轧制坯料获得细晶组织。5、本专利技术示例的一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料的方法，通过对铸轧速度、辊缝、铸轧区、预应力等工艺进行综合设置，降低了坯料的轧制厚度，使坯料结晶温度梯度及冷却强度的绝对值进一步下降，最终获得细晶坯料。综上所述，本专利技术的工艺方法，能够在不使用细化剂的情况下，得到细晶粒的铸轧坯料，极大地降低了细化剂的采购成本，其经济效益显著；避免了使用细化剂所带来的潜在质量风险，保证了轧制坯料的质量。附图说明图1为本专利技术一种不加细化剂获得铸轧细晶坯料工艺流程图；图2为本专利技术实施方式提供的超声波发射器安装结构示意图；图3为本专利技术实施方式提供的电磁细化装置安装结构示意图；图4为本专利技术实施方式提供的电磁发射装置的结构示意图；图5为本专利技术实施方式提供的辊面液氮冷却装置安装结构示意图。图中：1、除气箱入口流槽；2、超声波发射器；3、铸嘴；4、铸嘴夹具；5、电磁波发射器；501、感应线圈；502、绝缘支撑体；6、铸轧辊；7、混合分配罐；8、输送管；9、喷管；10、喷头；11、导流槽。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。本实施例中以某牌号的铝合金板铸轧生产为例，阐述一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，包括以下步骤：第一步、炉料的选择和熔炼：熔炼炉冷料的加入量为65%，熔炼温度746℃，经配料、精炼、静置、扒渣后导炉，导炉温度控制在740℃，配料使用中间合金。保温炉导炉后精炼一次，然后每隔2小时精炼一次，直至下次导炉。每次精炼前均往炉中均匀加入占炉内熔体总量2.5%-3.5%的同牌号冷料，保温炉温度控制在732℃。在熔炼过程中没有加入铝钛硼、铝钛碳、钛添加剂、铝钛等成本较高的细化剂。为了避免熔体过烧，可在熔炼炉内加入铝硅、铝铁等能充当冷料的中间合金。每次精炼前在炉内加入一定量的成分冷料、中间合金，冷料、中间合金以及炉内温度决定了熔体内结晶的生核速度和长大程度。由于采取了保温炉精炼间隔、精炼时冷料加入量及温度控制等措施，降低了熔体晶粒在保温炉中长大的可能性。第二步、在线超声细化处理：使用超声细化装置在熔体进入除气箱之前，对熔体进行在线超声细化处理。所述超声细化装置包括四个超声波发射器2，如图1所示，四个超声波发射器2设置在除气箱入口流槽1底面的中心位置，且呈线型排列。超声细化装置还包括控制线缆与电控柜，电控柜设有控制芯片和触摸屏，控制芯片输入有控制程序，可以通过触屏选择超声波的发射功率和频率。根据炉料投入量，调整超声细化装置的工作电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其特征是：包括以下步骤：/nS1：炉料的选择和熔炼：熔炼炉冷料的加入量为60-70%，熔炼温度740-750℃，经配料、精炼、静置、扒渣后导炉，导炉温度控制在735-745℃，配料使用中间合金；保温炉导炉后精炼一次，然后每隔2小时精炼一次，直至下次导炉；每次精炼前均往炉中均匀加入占炉内熔体总量2.5%-3.5%的同牌号冷料，保温炉温度控制在730-740℃；/nS2：将除气箱入口处的熔体温度控制在710-720℃，使用超声细化装置对流经该处的熔体进行在线超声细化处理；/nS3：在铸轧前，使用电磁细化装置对铸嘴处的熔体进行电磁细化处理；/nS4：对铸轧辊进行冷却，使轧制坯料的降温速度达到10

【技术特征摘要】
1.一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其特征是：包括以下步骤：
S1：炉料的选择和熔炼：熔炼炉冷料的加入量为60-70%，熔炼温度740-750℃，经配料、精炼、静置、扒渣后导炉，导炉温度控制在735-745℃，配料使用中间合金；保温炉导炉后精炼一次，然后每隔2小时精炼一次，直至下次导炉；每次精炼前均往炉中均匀加入占炉内熔体总量2.5%-3.5%的同牌号冷料，保温炉温度控制在730-740℃；
S2：将除气箱入口处的熔体温度控制在710-720℃，使用超声细化装置对流经该处的熔体进行在线超声细化处理；
S3：在铸轧前，使用电磁细化装置对铸嘴处的熔体进行电磁细化处理；
S4：对铸轧辊进行冷却，使轧制坯料的降温速度达到102-103℃/S；
S5：控制轧制坯料的厚度，获得细晶坯料。


2.如权利要求1所述的一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其特征是：在S1步骤中，所述中间合金为铝硅合金、或铝铁合金。


3.如权利要求1所述的一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其特征是：所述超声细化装置包括多个超声波发射器，多个超声波发射器设置在除气箱入口流槽底面的中心位置，且呈线型排列；超声波发射器的工作频率为20～25kHz。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾虎，刘全贵，拓如印，苗涛，梁继东，李宏国，高春阳，
申请(专利权)人：洛阳万基铝加工有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41