【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在联合的铸轧过程中制造铝带材的方法。
技术介绍
1、由专利文献wo2019/0102841已知一种用于由铸造的铝带材制造铝制品的方法，其中首先借助至少一台带材铸造机来产生热轧带材，然后对其热轧制。
2、由专利文献de69319217t2已知一种用于制造罐体板片的方法，该方法包括对由热的铝制成的进给件进行连续的热轧制以减小其厚度；将经热轧制的、仍然热的进给件卷绕起来；以及将在热状态中厚度减小了的进给带材保持在热轧制的起始温度或起始温度附近，其中，随后将在热的情况下卷绕起来的进给件再次退卷绕，并且紧随其后规定将经回火的进给件快速淬火至适于冷轧制的温度。该方法作为连续的“在线(in-line)”方法执行。
3、许多以前由钢板片制造的制品现今过渡为使用轻质材料、例如铝。由于铝消耗的增加，中期将出现大量的铝废料。处理铝废料比通过电解获取原铝在能量上经济得多。然而，使用铝废料固然是存在问题的，即铝废料由不同铝合金的混合物组成，其中具有多种不希望的合金成分。这些合金成分在传统的铸造方法、例如在铸锭时由于熔融物的凝固速度较低而离析，并影响凝固后的材料的晶粒组织。因此，对于制造某些最终产品，例如饮料罐、在电气工业或汽车车身中使用的构件，仍然使用高份额的原铝。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是，提供一种开头提到的类型的方法，利用该方法可以将高份额的铝废料作为用于制造铝带材的铝原料或起始材料，处理成具有可工业应用的质量。本专利技术还基于如下目的，即提供一种使用高
2、本专利技术通过涉及独立权利要求的特征的方法、铝制品和铸轧设备来实现。本专利技术的有利的设计方案由从属权利要求给出。
3、根据本专利技术的一方面，提供了一种用于在联合的铸轧过程中制造铝带材的方法，该铸轧过程优选地运行为连续的铸轧过程，其包括以下方法步骤
4、a)在至少一个熔融机组中熔融包括至少一种铝合金的铝原料；
5、b)确定熔融物的合金组分；
6、c)借助至少一个带材铸造机将熔融物铸造为铸造带材；
7、d)在轧制设备中轧制热轧带材，该轧制设备包括至少一个轧制装置，该轧制装置用于使热轧带材成型以减小厚度和/或减小宽度；以及
8、e)根据熔融物的合金组分调节和/或控制轧制设备的至少一个成型参数。
9、在本专利技术的意义中，“联合”的意思是铸造过程和轧制过程在过程技术以及关于材料流方面彼此相连。根据熔融机组的设计，铝原料的熔融、铸造和轧制同样可以连续进行，其中，材料的通过速度始终由铸造中的带材速度决定。
10、根据本专利技术，可以连续或分批确定熔融物的合金组分。
11、合金组分的分析结果可以在线、优选地实时地输送给铸轧设备的调节装置和/或控制装置。分析熔融物的合金组成的合适方法例如是光谱分析、x射线测量或类似的已知测量方法。
12、优选地使用电解产生的纯铝或原铝与铝废料的混合物作为铝原料。铝原料可以包括例如铁、铜、硅、铬、镁、锰、镍、锌和锡形式的杂质。
13、优选地将熔融物经由铸造槽连续地输送给至少一个带材铸造机，其中，在此可以对熔融物过滤以除去可能的杂质。将熔融物连续输送到带材铸造机中具有如下优点，即铸造喷嘴上游的熔融物的液位在很大程度上是恒定的并因此可以设定相对恒定的铸造条件。由此熔融过程可以与铸轧过程直接联合。
14、优选地，从包括以下参数的组选择至少一个成型参数：热轧带材的厚度减小量、热轧带材的宽度减小量、热轧带材的带材温度、轧制速度、热轧带材的带材张力、轧制力、轧辊弯曲度、至少一个轧辊的轴向调整量、辊缝几何形状、轧制力矩、轧辊的冷却和轧辊的润滑。
15、结合根据本专利技术的方法，这是有利的，因为所铸造的带材的材料硬度以及因此轧制时的成型阻力根据杂质的含量而变化，并且热轧带材的性能在轧制之后相应地变化。根据本专利技术规定，相应地调整轧制时的力要求和作功要求以及其他成型参数。这些调整还可以包括例如通过冷却装置和润滑装置来影响带材几何形状、影响流变的辊缝条件以及影响铝带材、更确切地说热轧带材的材料性能。
16、在所述方法的优选的变型方案中规定，调节包括根据按照方法步骤b)确定的合金组分，针对热轧带材的给定和/或选取的带材长度段，对轧制设备进行预控制。
17、特别优选地，预控制包括对至少一个轧制装置的厚度调节和/或构型调节的至少一个目标值进行预设。通过实验研究和对比分析，已经确定了合金组分的变化与轧制时出现的成型阻力之间的数学关系。
18、因此熔融物中含有的合金组分的偏差不会在铸造时针对成品材料的性能得到处理，而是直到后续在轧制成型时才得到处理。
19、替代地或附加地，可以通过调节技术来调整铸造参数，例如铸造厚度、铸造速度和铸造带材温度。
20、取决于合金组分的材料硬度h可以用作为材料硬度的基础因数的常数的指数来表示，成型阻力可以同样类似地表示。
21、h＝k*(e1*e1％)*(e2*e2％)*(en*en％)
22、其中，k＝合金组(aaxxxx)内的标准合金比强度
23、e1至en＝合金元素的影响指数
24、e1％至en％＝合金元素的百分比含量
25、合金组分的指数
26、组 al-mg-mn
27、常数 57.484
28、si -0.03252
29、fe 0
30、cu 0.03422
31、mn 0.2238
32、mg 0.59534
33、cr 0
34、zn 0
35、ti 0
36、确定性 0.9687
37、无影响 fe
38、所述常数是合金组内的基础因数。所述指数用作各元素合金的含量的指数。由于合金变化的材料硬度h可以通过插入含量来计算。由此可以预先计算轧制力变化，并因此预控制例如轧制装置的工作轧辊的调整位置，以制造(原本)预期的轧制产品。
39、可以使用相同的算法来进行对辊缝轮廓的预控制。在此，借助对工作轧辊弯曲装置的预控制或移动轧辊来执行由于预期的轧制力变化而带来的辊缝轮廓变化。
40、由于合金波动，热轧带材的成型阻力发生变化。当热轧带材进入轧制装置的辊缝时，轧制力发生变化，并且因此热轧带材的厚度减小发生变化。通过测量轧制力以及了解轧制装置的反作用力、更确切地说是刚度，可以计算出厚度误差。该厚度误差归因于工作轧辊的具有调整增益的调节位置，由此设定热轧带材的目标厚度。基于实验研究和对比分析，可以通过近似计算来表示由于分析波动而变化的周向阻力之间的关系。借助预控制，一旦合金组分发生变化的热轧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于在联合的铸轧过程中制造铝带材(2)的方法，所述方法包括以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以连续的过程来实施所述铸轧过程。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，从包括以下参数的组选择至少一个成型参数：热轧带材的厚度减小量、热轧带材的宽度减小量、热轧带材的带材温度、轧制速度、热轧带材的带材张力、轧制力、轧辊弯曲度、至少一个轧辊的轴向调整量、辊缝几何形状、轧制力矩、轧辊的冷却、轧辊的润滑。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节包括根据按照方法步骤b)确定的合金组分，针对所述铸造带材的给定的和/或选择的带材长度段，对所述轧制设备(14)进行预控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预控制包括对至少一个轧制装置的厚度调节和/或轮廓调节的至少一个目标值进行预设。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述熔融物(3)具有至少60％重量百分比、优选地至少70％重量百分比、更优选地至少85％重量百分比以及特别优选地至少95％重量百分
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述铝合金选自包括铝合金AA2XXX、AA5XXX、AA6XXX和AA7XXX的组。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，将所述熔融物(3)铸造为厚度为10mm至厚度30mm的铸造带材(7)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，以4m/min至16m/min的铸造速度进行铸造。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，对所述铸造带材的上侧和/或下侧进行研磨性的表面修整。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在150℃至600℃、优选地300℃至500℃的温度下并且以每轧机机架相对于所述热轧带材的起始厚度的20％至75％的厚度减小量进行轧制。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一个具有随动式的结晶器的铸造机来铸造所述熔融物(3)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，并行运行多个优选地具有不同合金组分的熔融机组(4)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，将具有不同的合金组分的熔融物(3)混合。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，在轧制之前设定所述铸造带材(7)的温度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个轧制装置下游对所述热轧带材进行淬火。
17.优选地按照根据权利要求1至16中任一项所述的方法获得的铝中间制品，所述铝中间制品具有至少70％重量百分比、优选地至少85％重量百分比以及特别优选地至少95％重量百分比的再循环材料份额。
18.用于制造铝带材(2)、特别是用于执行根据权利要求1至17中任一项所述的方法的铸轧设备(1)，所述铸轧设备包括至少一个熔融机组(4)、至少一个带材铸造机(6)和至少一个轧制装置、用于确定铝熔融物的合金组分的器件以及至少一个调节与控制装置(50)，其中根据所述熔融物(3)的合金组分调节和/或控制至少一个所述轧制装置的至少一个成型参数。
19.根据权利要求18所述的铸轧设备(1)，其特征在于，所述带材铸造机(6)构造为具有随动式的结晶器的铸造机。
20.根据权利要求18或19中任一项所述的铸轧设备(1)，其特征在于，设置至少一个多膛熔炉作为熔融机组(4)。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的铸轧设备(1)，其特征在于，所述铸轧设备具有多个轧机机架(15)，所述轧机机架优选地具有至少两个工作轧辊和两个支撑轧辊以及至少两个用于设定辊缝的液压式的调节缸。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的铸轧设备(1)，其特征在于，所述铸轧设备具有用于对所述铸造带材进行研磨性的表面修整的器件，所述器件优选地沿运输方向布置在至少一个所述轧制装置上游。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的铸轧设备(1)，其特征在于，所述铸轧设备具有至少一个切边剪(19)，所述切边剪布置在轧制装置下游并且布置在卷绕机(23)上游。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的铸轧设备(1)，其特征在于，所述铸轧设备具有将过程废料送回到所述熔融机组(5)的储存层(5)中的废料回输系统。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于在联合的铸轧过程中制造铝带材(2)的方法，所述方法包括以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以连续的过程来实施所述铸轧过程。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，从包括以下参数的组选择至少一个成型参数：热轧带材的厚度减小量、热轧带材的宽度减小量、热轧带材的带材温度、轧制速度、热轧带材的带材张力、轧制力、轧辊弯曲度、至少一个轧辊的轴向调整量、辊缝几何形状、轧制力矩、轧辊的冷却、轧辊的润滑。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节包括根据按照方法步骤b)确定的合金组分，针对所述铸造带材的给定的和/或选择的带材长度段，对所述轧制设备(14)进行预控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预控制包括对至少一个轧制装置的厚度调节和/或轮廓调节的至少一个目标值进行预设。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述熔融物(3)具有至少60％重量百分比、优选地至少70％重量百分比、更优选地至少85％重量百分比以及特别优选地至少95％重量百分比的、优选地形式为铝废料的再循环材料份额。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述铝合金选自包括铝合金aa2xxx、aa5xxx、aa6xxx和aa7xxx的组。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，将所述熔融物(3)铸造为厚度为10mm至厚度30mm的铸造带材(7)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，以4m/min至16m/min的铸造速度进行铸造。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，对所述铸造带材的上侧和/或下侧进行研磨性的表面修整。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在150℃至600℃、优选地300℃至500℃的温度下并且以每轧机机架相对于所述热轧带材的起始厚度的20％至75％的厚度减小量进行轧制。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一个具有随动式的结晶器的铸造机来铸造所述熔融物(3)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·费舍尔，G·菲克，M·沙费尔，M·布罗伊尔，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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