铝合金薄带垂直式铸轧系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及铝合金铸轧技术领域，具体为铝合金薄带垂直式铸轧系统及工艺，包括至少一对水平放置的铸轧辊和位于铸轧辊两侧的侧封板，两侧的侧封板与铸轧辊顶部之间的V形区共同围成铸轧区熔池；铸轧区熔池上方设有高度可调节的供料嘴，供料嘴包括保温层、铸嘴以及温控组件，保温层位于铸嘴的外侧，温控组件位于保温层和铸嘴之间，铸嘴包括储液腔和出料口，出料口为细长结构，其横截面宽度为5

【技术实现步骤摘要】
铝合金薄带垂直式铸轧系统及工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金铸轧
，具体为铝合金薄带垂直式铸轧系统及工艺。

技术介绍

[0002]现今在铝合金铸轧领域，铸轧铝合金的卷料厚度一般都在5
‑
8mm范围内，人们都希望卷料厚度越薄越好，减少后工序冷轧道次，但铸轧卷厚度越薄，其技术难度越大，限制条件更多；目前铝合金铸轧设备主要有下注式、水平式、倾斜式三种形式，但这三种铸轧方式都无法克服铝液进入铸轧区受到地球重力的影响，其熔池内部液体的传热和流动在两个结晶外壳内有差异，导致坯壳区两个面的结晶速率不一致，晶粒取向偏向下壳面，进而使得铸带组织不均匀，铸带表面质量不稳定且存在两面差异，使用性能不佳，不利于直接进行后续轧制加工。
[0003]为了解决这个问题，专利技术人经过思考决定将立式铸轧运用于铝合金加工中，利用重力使得铝液分布均匀；而公开号为CN101269406B的专利文件也提供了一种铝合金薄带坯的连铸工艺，其铸轧的两个铸辊水平放置，使得两个铸辊对铝合金液体的冷却均匀对称，冷凝区液膜的表面形态一致，因此形成的铸带坯组织均匀，对后续加工有利。但是专利技术人发现采用上述铸轧工艺仍然存在如下技术问题：
[0004]1、该熔池结构大而深，无法从外部干涉熔池的流场和温度，只能靠改变熔体温度和铸轧辊冷却强度，但是这种方式不便于稳定、精确地调整铝液传热、流动、结晶凝固和热轧制的平衡，主要原因在于在将铝液铸轧为铝带的过程中，铝液熔池的温度起到至关重要的作用，当铸轧速度提高时，铝液在熔池内流动变快，如果此时熔体的温度太高，则会导致铝液来不及凝固出现漏液的问题，当熔池的温度太低时，铝液则容易在熔池内凝固；因此现有的铸轧速度受到很大的限制；
[0005]2、同理由于现有的熔池不便于调节铝液流动、结晶凝固等条件，导致现有技术无法生产厚度小于1mm的超薄铝带。

技术实现思路

[0006]本专利技术意在提供铝合金薄带垂直式铸轧系统及工艺，可以解决现有的铝合金生产过程中，无法快速的维持系统平衡，导致整体铸轧速度低的技术问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]铝合金薄带垂直式铸轧系统，包括至少一对水平放置的铸轧辊和位于铸轧辊两侧的侧封板，两侧的侧封板与铸轧辊顶部之间的V形区共同围成铸轧区熔池；铸轧区熔池上方设有高度可调节的供料嘴，供料嘴包括保温层、铸嘴以及温控组件，保温层位于铸嘴的外侧，温控组件位于保温层和铸嘴之间，铸嘴包括储液腔和出料口，出料口为细长结构，其横截面宽度为5
‑
10mm，出料口长度为130
‑
150mm。
[0009]技术原理及有益效果：
[0010]本专利技术通过设置带温控组件的特殊供料嘴，可以实现根据铸轧区(熔池)附近的温
度情况实时进行加热或降温，保证熔池内的铝液始终处于半熔融状态，维持铸轧过程中的动态平衡，从而实现连续铸轧。换句话说，调整供料嘴内的铝液温度，可以干涉即将形成坯壳区的铝液温度，变相地控制坯壳区(铝液接触铸轧辊时立即由熔融状态凝固为结晶状)的长度，铸轧速度提高时，铝液流动速度变快，导致坯壳区的长度过度减小；如果坯壳区的长度减小到铸轧辊内部的冷却液都无法带走结晶所需释放的热量时，铝液在铸轧辊封之间来不及凝固，铸轧机就会出现“漏液”，导致铸轧无法持续进行；此时通过调整供料嘴中的温控组件使铝液温度降低，加大冷却强度，使铸嘴内的铝液进入半熔固的结晶状态增多，带走铸轧辊来不及带走的结晶释放热，让熔池内的铝液处于熔融状态，保证铸轧持续进行。
[0011]在上述温控组件的基础上，本技术将铸嘴出料口的横截面宽度设计为5
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10mm，长度为130
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150mm，这个设计结构进一步满足了人为对进入两只铸轧辊之间形成熔池的铝液进行干预的条件，使铸嘴出料口空间里的铝液量、温度、流速人为干涉变得灵敏，干涉后响应时间短，真正达到了可控制的目的，进而使得铸轧轧制速度一直保持在120
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150m/min的条件下稳定生产，解决了铸轧速度低的问题。
[0012]本专利技术通过将供料嘴的高度设置为可调节，可以根据实际情况选择潜入式注铝液或灌注式注铝液两种模式进行铸轧，只需调整供料嘴的固定高度或是铸嘴出料口与辊缝中的距离，进而改变熔池的深度；在特殊情况下，还能使熔池仅存在于储液腔和铸嘴出料口那部分空间内，铝液受重力和上方铝液静压力作用流出铸嘴出料口时就与铸轧辊形成坯壳区，随即源源不断地形成轧制区。
[0013]本专利技术将两个铸轧辊水平放置，利用重力分布均匀作用，使铝带两面坯壳区两个面的结晶速率几乎一致，产品内部结晶晶粒取向基本相同，铸轧机获得了更利于热轧的轧制条件(变形抗力低)，使卷料厚度变薄成为现实；另外通过供料嘴对熔池进行实时的微调，不但实现了铸轧厚度更薄，生产效率更高的卷料，还改善了铸轧卷料的内部组织(结晶速度快，晶粒来不及长大，晶粒细化)，成品性能可媲美热轧料。
[0014]进一步，出料口横截面的宽度为6mm，长度为140mm；该尺寸为铸轧1系铝合金铸嘴出料口横截面的最优值，当出料口的横截面积在上述范围时，同时通过温控组件调节铝液的温度，使铝液在铸轧的过程中始终处于熔融状态，即可生产出铝带厚度在1mm以下的薄带。
[0015]进一步，侧封板包括两层结构，在两层结构之间设置有加热管和温度传感器。
[0016]有益效果：通过在侧封板内设置加热管和温度传感器，可以对边部铝液温度和结晶温度进行干预，通过提高侧封板的温度，解决坯壳区沿轴向上边部温度偏低而形成的结晶凝固带长的问题；由于在整个铸轧区域内，靠近侧封板的两个边部温度容易散失，早于其他部位结晶凝固，导致卷料边部结晶凝固带长，对铸轧辊的变形抗力增大，严重影响铸轧速度，导致铸轧辊沿横向(轴向)上，铸轧力分布不均，从而影响卷料的顺利轧制，诸如边部开裂、边部板型不能控制等缺陷；在轧制的过程中，通过将加热管的温度控制在380
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390℃范围内，可以保证铸轧连续进行，避免铝带出现断裂的问题。
[0017]进一步，温控组件至少为两组，且设置在出料口横截面的两侧，每一温控组件均包括加热器和冷却管；可以根据铸轧出来的铸带情况，通过温控组件调整铸轧区附近的温度情况进行实时加热或降温。
[0018]进一步，保温层采用硅铝纤维板制成，铸嘴采用紫铜制成。
[0019]有益效果：硅铝纤维板具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点，能有效地避免储液腔内铝液散热；紫铜具有较好的导电性、导热性、延展性、深冲性和耐腐蚀性，可以有效地进行传热，耐热摩擦，耐高温，不易变形。
[0020]进一步，侧封板接触铝液的一面采用紫铜和石墨制成的复合板，另一面采用硅铝纤维板。
[0021]进一步，铸嘴的出料口与辊缝中点相距7.3cm。
[0022]铝合金薄带垂直式铸轧工艺，采用铝合金薄带垂直式铸轧系统进行加工，主要包括如下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于，包括至少一对水平放置的铸轧辊和位于铸轧辊两侧的侧封板，两侧的侧封板与铸轧辊顶部之间的V形区共同围成铸轧区熔池；铸轧区熔池上方设有高度可调节的供料嘴，供料嘴包括保温层、铸嘴以及温控组件，保温层位于铸嘴的外侧，温控组件位于保温层和铸嘴之间，铸嘴包括储液腔和出料口，出料口为细长结构，其横截面宽度为5
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10mm，出料口长度为130
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150mm。2.根据权利要求1所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述铸嘴的出料口横截面宽度为6mm，长度为140mm。3.根据权利要求1所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述侧封板包括两层结构，在两层结构之间设置有加热管和温度传感器。4.根据权利要求3所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述温控组件至少为两组，且设置在铸嘴的出料口两侧，每一温控组件均包括加热器和冷却管。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述保温层采用硅铝纤维板制成，所述铸嘴采用紫铜制成。6.根据权利要求3所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述侧封板接触铝液的一面采用紫铜和石墨制成的复合板，另一面采用硅铝纤维板。7.根据权利要求6所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统，其特征在于：所述出料口与辊缝中点相距7.3cm。8.铝合金薄带垂直式铸轧工艺，采用如权利要求1
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4、5、6
‑
7任意一项所述的铝合金薄带垂直式铸轧系统进行加工，其特征在于，主要包括如下步骤：S1：将供料嘴预热至130
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周绍明，王庆山，
申请(专利权)人：重庆铝道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：