【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金铸轧生产，具体涉及一种铝合金板坯的铸轧装置和方法，更具体涉及一种提高窄凝固区间铝合金宽幅薄板铸轧流动性和板坯质量的铸轧装置和方法。
技术介绍
1、目前现有的1xxx系铝合金和8xxx系铝合金由于合金元素含量少，主要以fe、si元素为强化元素，因此凝固区间窄，固相线到液相线之间的温差仅为20-30°c。这使得在铸轧1xxx系铝合金和8xxx系铝合金薄板时，随着板材的宽度加大，铝液的流动性降低。
2、现有的生产铸轧板用铸嘴结构装置均为通用结构，且分流结构设计较为简单。例如，专利申请公开号cn 218798971 u描述了一种用于铝合金铸轧生产的铸嘴结构，然而其中没有考虑到不同牌号金属的流动性不同，也未考虑铸轧板材宽度厚度的影响，且浇铸结构简单，只有单排数量较少的几个分流块。该专利申请的专利技术重点在于铸轧过程中，铝液通过进料口可实现流量调节，而对铝液进入铸嘴本体后的分流设计较为薄弱，不适于制备窄凝固区间铝合金宽幅铸轧薄板。
3、目前采用铸轧法生产的坯料主要存在以下问题：随着板材的宽度增大，铝液的流动性降低，一方面，这会导致铸轧板边部铝液补缩困难、填充不完全，影响铸轧板成型效果；另一方面，铸轧板整体宽度方向上中心与边部温差较大，会产生元素偏析、板材晶粒大小不等的问题，导致板材组织不均匀、板材的力学性能降低。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种铝合金板坯的铸轧装置和方法，以解决现有技术中的已知装置铸轧的板材成型率低、晶粒大小不等、组织不均
2、为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种用于铸轧铝合金板坯的装置，装置包括：
3、浇铸装置，浇铸装置包括分流装置和电磁搅拌装置，
4、其中分流装置包括：分流盘本体，进料口，布置在分流盘本体的与铸轧方向垂直的侧面的中央处，多个山字形分流块，布置在分流盘本体中并且线性排列在靠近进料口的一侧，多个山字形分流块的山字形尖端朝向铸轧方向且山字形分流块的竖部长度 / 横部长度之比为0.7-0.8，多个山字形分流块中相邻两个之间的间距从中心到两端递增且满足1.3≤ 最大间距/最小间距 ≤ 2.0，和多个三角形分流块，穿插设置在多个山字形分流块的间隙中并与多个山字形分流块交替排布，多个三角形分流块与多个山字形分流块处于分流盘本体的同一高度处，且三角形分流块的体积比山字形分流块的体积小，其中山字形分流块与三角形分流块在与铸轧方向垂直的方向上的宽度比为2:1，山字形分流块与三角形分流块的高度比为2.2:1，并且
5、电磁搅拌装置包括：第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈，分别设置在分流盘本体在铸轧方向上的两侧且由空心铜管缠绕而成，铜管的壁厚为0.3-0.6 mm，缠绕直径为100-160 mm，第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈的中心与分流盘本体的中心在同一高度处，且第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈在铸轧方向上的长度与分流盘本体在铸轧方向上的长度相等，冷却水进出口，布置在第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈上，用于将冷却水通入铜管中，和交流电源；以及
6、结晶装置，结晶装置包括上结晶轧辊和下结晶轧辊，上结晶轧辊和下结晶轧辊内部设置有冷却水的通路。
7、进一步地，结晶装置还包括风冷装置，位于上结晶轧辊和下结晶轧辊在铸轧方向的下游，用于对铝合金板坯风冷。
8、进一步地，上结晶轧辊和下结晶轧辊由铜制成。
9、进一步地，多个山字形分流块和多个三角形分流块的整体轮廓经过圆滑过渡。
10、进一步地，多个三角形分流块的朝向铸轧方向的顶角的角度大于其他角的角度。
11、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于使用本专利技术的装置铸轧铝合金板坯的方法，方法包括如下步骤：步骤s1，将铝合金熔体精炼、扒渣、搅拌、静止后通过进料口进料至分流盘本体内，使铝合金熔体流过多个山字形分流块和多个三角形分流块；步骤s2，向第一电磁感应线圈和第二电磁感应线圈的铜管中通入冷却水并通过交流电源施加交变电流；以及步骤s3，向上结晶轧辊和下结晶轧辊的通路中通入冷却水，使流经多个山字形分流块和多个三角形分流块的铝合金熔体汇入上结晶轧辊和下结晶轧辊之间的区域，通过上结晶轧辊和下结晶轧辊对铝合金熔体施加冷却和轧制力，得到铝合金板坯。
12、进一步地，方法还包括步骤s4，通过风冷装置使用湿度为40-60%的压缩空气对铝合金板坯进行风冷，得到成品铝合金板材。
13、进一步地，在步骤s1中，在进料口处铝合金熔体的温度为680-720°c，且铝合金熔体的流速为20-50 m/min。
14、进一步地，在步骤s2中，施加于铜线圈上的电压为220-380 v，施加于铜线圈上的电流频率为2-50 hz，铜线圈中冷却水的流量为0.5-2 m3/h。
15、进一步地，在步骤s3中，上结晶轧辊和下结晶轧辊的轧辊速度为1.0-3.0 m/min，轧辊冷却水的流量为3-10 m3/h，轧辊的粗糙度ra为0.3-0.5 μm，轧辊的凸度为0.15-0.20mm，轧制力为22-25 mpa，轧辊的区域的长度为50-55 mm，铝合金板坯离开上结晶轧辊和下结晶轧辊的温度450-510°c。
16、如上所述，已知的铝合金板坯的铸轧装置和方法具有板材成型率低、晶粒大小不等、组织不均匀等技术问题。根据本公开的技术方案，提供了一种铝合金板坯的铸轧装置，通过结合分流装置和电磁搅拌装置两者的结构布局，增加分流盘在与铸轧方向垂直的方向上的两端部铝液的流动性，从而使得液流分配均匀、充型效果改善，由此显著提高铝合金板材的成型率，可从现有的95-96%提高到98-99%；通过本专利技术的分流装置中分流块的具体布置，减小分流盘中心和两端部的铝液的温差，可从现有的10-12°c减小到3-5°c，从而改善铸轧板中心晶粒粗大、两端部晶粒细小的现象；防止因分流盘两端部的铝液温度过低而产生粗大化合物（例如，al9fe2si2相），由此改善铸轧板的组织均匀性。
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1.一种用于铸轧铝合金板坯的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结晶装置还包括风冷装置，位于所述上结晶轧辊（7）和下结晶轧辊（8）在所述铸轧方向的下游，用于对所述铝合金板坯风冷。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上结晶轧辊（7）和所述下结晶轧辊（8）由铜制成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个山字形分流块（3）和所述多个三角形分流块（4）的整体轮廓经过圆滑过渡。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个三角形分流块（4）的朝向所述铸轧方向的顶角的角度大于其他角的角度。
6.一种使用权利要求1-5中任一项所述的装置铸轧铝合金板坯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S4，通过风冷装置使用湿度为40-60%的压缩空气对所述铝合金板坯进行风冷，得到成品铝合金板材。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，施加于铜线圈上的电压为220-380 V，施加于所述铜线圈上的电流频率为2-50 Hz，所述铜线圈中冷却水的流量为0.5-2 m3/h。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述上结晶轧辊（7）和所述下结晶轧辊（8）的轧辊速度为1.0-3.0 m/min，轧辊冷却水的流量为3-10 m3/h，轧辊的粗糙度Ra为0.3-0.5 μm，轧辊的凸度为0.15-0.20 mm，轧制力为22-25 MPa，轧辊的所述区域的长度为50-55 mm，所述铝合金板坯离开所述上结晶轧辊（7）和所述下结晶轧辊（8）的温度450-510°C。
...【技术特征摘要】
1.一种用于铸轧铝合金板坯的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结晶装置还包括风冷装置，位于所述上结晶轧辊（7）和下结晶轧辊（8）在所述铸轧方向的下游，用于对所述铝合金板坯风冷。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上结晶轧辊（7）和所述下结晶轧辊（8）由铜制成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个山字形分流块（3）和所述多个三角形分流块（4）的整体轮廓经过圆滑过渡。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述多个三角形分流块（4）的朝向所述铸轧方向的顶角的角度大于其他角的角度。
6.一种使用权利要求1-5中任一项所述的装置铸轧铝合金板坯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤s4，通过风冷装置使用湿度为40-60%的压缩空气对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛冠霞，陈伟，赵丕植，王国军，刘鹏举，路通，王秀宾，颜坤，陈雨楠，钟鼓，宋志国，林师朋，肖昌乐，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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