CN113005337A - 一种容器箔坯料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种容器箔坯料的制造方法,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn1.05‑1.20%、Fe0.40‑0.50%、Si0.20‑0.30%、Cu0.08‑0.12%、Ti0.015‑0.030%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;所述制造方法包括以下步骤:熔炼、精炼、连铸、连轧和冷轧步骤;本发明采用连铸连轧技术,连铸机铸造速度最高可达8.5m/min,连铸机出来通过夹送辊直接进入MINO三机架连轧机轧制成3.8mm厚度的容器箔坯料,生产效率较高,同时出口厚度比传统铸轧机厚度更薄,减少了后续冷轧轧制道次,进一步提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金生产制备方法,具体涉及一种容器箔坯料的制造方法。
背景技术
3003铝锰防锈铝合金突出的特点是密度低、耐蚀、具有良好的加工性能等。现有3003容器箔坯料生产工艺:3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺,涉及铝合金加工工艺技术领域。涉及3003合金生产容器箔用铝箔坯料铸轧生产工艺,依次包括熔炼—炉内净化、合金化—静置、保温—在线净化、过滤—铸轧—冷轧—均匀化退火—冷轧—中间退火—冷轧—重卷切边—检验包装的工艺流程。其熔炼、铸轧生产时间较慢效率极低。
而连铸连轧是连铸与连轧相结合的轧制工艺,采用的是美国哈兹列特连铸连轧机,将铝合金液注入连铸机中铸出19mm铸坯,然后直接由三连轧机对其进行轧制,能生产2.0mm以上的板坯。目前哈兹列特工艺在我国应用极少,生产工艺技术还不成熟,生产复杂合金及较宽板带材时有一定难度,连铸时容易形成表面偏析和孔洞等铸造缺陷,因此,亟需开发一种用连铸连轧容器箔生产方法,突破高速生产高性能容器箔带材的瓶颈问题,为大规模生产高性能容器箔提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足,提供一种容器箔坯料的制造方法,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn 1.05-1.20%、Fe 0.40-0.50%、Si0.20-0.30%、Cu 0.08-0.12%、、Ti 0.015-0.030%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;所述制造方法包括以下步骤:
①、熔炼:采用质量分数分别为80%的电解铝液和20%的固体料作为合金配料,先加入电解铝液,再加入固体料进行熔炼,熔炼温度为720-740℃,一次取样检测,根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比,制得铝合金液;
②、精炼:将铝合金液进行三次精炼;一次精炼:将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃,采用一次精炼剂进行精炼,精炼完毕后搅拌5-10min,扒渣后二次取样,根据检测结果进行合金配比;二次精炼:将成分调整后的铝合金液继续进行升温,炉温达到730-750℃进行倒炉,倒炉时在流槽采用二次精炼剂进行二次精炼;三次精炼:将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃,采用三次精炼剂进行精炼,精炼时间为0.8-1.2h,精炼完毕后扒渣静置5min;
③、连铸:通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯,连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L;
④、连轧:将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带;
⑤、冷轧:将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制,轧制道次分别为:6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm。
优选地,步骤②和步骤③之间还包括除气箱在线除气和双级深床过滤装置净化熔体工序;其中,除气箱采用SINF除气装置,并且在入口添加钛丝用来细化晶粒,钛丝为5Ti1B。
优选地,步骤⑤后还包括精准切边和包装入库工序。
优选地,步骤①中,固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料。
优选地,步骤②中,一次精炼剂、二次精炼剂和三次精炼剂分别为喷粉精炼剂、颗粒精炼剂和混合气体精炼剂,其中,喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液),混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体,氩气和氯气的体积比为8.5:1.5。
优选地,步骤③中,所述连铸机采用哈兹列特连铸机,连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃,铸造冷却水温为30±3℃,压力为3.2±0.2Bar,铸造区模腔的长度为2700mm,铸造速度为6.8-8.5m/min,铸机出口板带边部温度为565±10℃,中间温度为510±10℃。
优选地,步骤④中,所述轧机采用MINO三机架连轧机,终轧温度为110-150℃,卷径为2465-2485mm。
优选地,步骤④中,连轧得到两种尺寸板带的连轧道次分别为:19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm。
优选地,步骤⑤中,冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序,高温均匀化退火分为两阶段,第一阶段炉气温度设为580-600℃,保温时间为6.5-7.5h,期间开启吹洗风机,吹洗比为60%;当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火,第二阶段炉气温度设为550-570℃,保温时间为4-6h。
有益效果:
(1)采用连铸连轧技术,连铸机铸造速度最高可达8.5m/min,连铸机出来通过夹送辊直接进入MINO三机架连轧机轧制成3.8mm厚度的容器箔坯料,生产效率较高,同时出口厚度比传统铸轧机厚度更薄,减少了后续冷轧轧制道次,进一步提高了生产效率;
(2)采用MINO三机架连轧机进行轧制,第一机架轧制温度在500℃以上,高于铝合金液的再结晶温度,属于热轧,晶粒发生了不完全再结晶,提高了金属塑性,减少了变形抗力;同时与铸轧相比较,板坯晶粒更细密;
(3)本发明解决了哈兹列特生产容器箔坯料的难题,结合ESP***和火焰喷涂的优点配合使用,解决了钢带温度不均的难题;
综上,本发明提供了一种容器箔坯料制造方法,解决了采用哈兹列特工艺生产3003铝合金容器箔坯料的关键技术,解决了国内该生产工艺的空白,具有较高的经济效益和实用价值。
附图说明
图1为本发明中容器箔坯料的加工***结构示意图;
图2为实施例1得到的容器箔坯料的高倍晶粒照片;
图3为实施例1得到的容器箔坯料的OM检测图;
图4为对比例得到的容器箔坯料的高倍晶粒照片;
图5为对比例得到的容器箔坯料的OM检测图;
图6为实施例1得到的容器箔坯料高温退火后的低倍组织;
图7为对比例得到的容器箔坯料高温退火后的低倍组织;
图中,1-熔炼炉、2-保温炉、3-SINF除气装置、4-双级深床过滤装置、5-前箱、6-哈兹列特连铸机、7-剪切机、8-MINO三机架连轧机、9-卷取机。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种容器箔坯料的制造方法,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn1.15%、Fe 0.45%、Si 0.25%、Cu 0.10%、、Ti 0.025%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;如图1所示的容器箔坯料的加工***,所述制造方法包括以下步骤:
①、熔炼:采用质量分数分别为80%的电解铝液和20%的固体料作为合金配料,先加入电解铝液,再加入固体料进行熔炼,熔炼温度为720-740℃,一次取样检测,根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比,制得铝合金液;其中,固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料;
②、精炼:将铝合金液进行三次精炼;一次精炼:将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃,采用喷粉精炼剂进行精炼,喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液),精炼完毕后搅拌8min,扒渣后二次取样,根据检测结果进行合金配比;二次精炼:将成分调整后的铝合金液继续进行升温,炉温达到730-750℃进行倒炉,倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼,精炼剂用量为每炉50kg;三次精炼:将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃,采用混合气体精炼剂进行精炼,精炼时间为1h,精炼完毕后扒渣静置5min;其中,氩气和氯气的混合气体,氩气和氯气的体积比为8.5:1.5;
③、除气过滤:将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体,再通过双级深床过滤装置净化熔体;
④、连铸:通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯,连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L;所述连铸机采用哈兹列特连铸机,连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃,铸造冷却水温为30±3℃,压力为3.2±0.2Bar,铸造区模腔的长度为2700mm,铸造速度为6.8m/min,铸机出口板带边部温度为565±10℃,中间温度为510±10℃;
⑤、连轧:将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带;两种尺寸板带的连轧道次分别为:19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm;所述轧机采用MINO三机架连轧机,终轧温度为110-150℃,卷径为2465-2485mm;
⑥、冷轧:将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制,轧制道次分别为:6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm;其中,冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序,高温均匀化退火分为两阶段,第一阶段炉气温度设为590℃,保温时间为7h,期间开启吹洗风机,吹洗比为60%;当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火,第二阶段炉气温度设为560℃,保温时间为5h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
实施例2
一种容器箔坯料的制造方法,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn1.20%、Fe 0.48%、Si 0.22%、Cu 0.08%、、Ti 0.028%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;所述制造方法包括以下步骤:
①、熔炼:采用质量分数分别为80%的电解铝液和20%的固体料作为合金配料,先加入电解铝液,再加入固体料进行熔炼,熔炼温度为720-740℃,一次取样检测,根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比,制得铝合金液;其中,固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料;
②、精炼:将铝合金液进行三次精炼;一次精炼:将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃,采用喷粉精炼剂进行精炼,喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液),精炼完毕后搅拌10min,扒渣后二次取样,根据检测结果进行合金配比;二次精炼:将成分调整后的铝合金液继续进行升温,炉温达到730-750℃进行倒炉,倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼,精炼剂用量为每炉50kg;三次精炼:将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃,采用混合气体精炼剂进行精炼,精炼时间为1.2h,精炼完毕后扒渣静置5min;其中,氩气和氯气的混合气体,氩气和氯气的体积比为8.5:1.5;
③、除气过滤:将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体,再通过双级深床过滤装置净化熔体;
④、连铸:通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯,连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L;所述连铸机采用哈兹列特连铸机,连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃,铸造冷却水温为30±3℃,压力为3.2±0.2Bar,铸造区模腔的长度为2700mm,铸造速度为7.5m/min,铸机出口板带边部温度为565±10℃,中间温度为510±10℃;
⑤、连轧:将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带;两种尺寸板带的连轧道次分别为:19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm;所述轧机采用MINO三机架连轧机,终轧温度为110-150℃,卷径为2465-2485mm;
⑥、冷轧:将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制,轧制道次分别为:6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm;其中,冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序,高温均匀化退火分为两阶段,第一阶段炉气温度设为580℃,保温时间为6.5h,期间开启吹洗风机,吹洗比为60%;当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火,第二阶段炉气温度设为570℃,保温时间为6h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
实施例3
一种容器箔坯料的制造方法,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn1.12%、Fe 0.43%、Si 0.27%、Cu 0.09%、、Ti 0.018%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;所述制造方法包括以下步骤:
①、熔炼:采用质量分数分别为80%的电解铝液和20%的固体料作为合金配料,先加入电解铝液,再加入固体料进行熔炼,熔炼温度为720-740℃,一次取样检测,根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比,制得铝合金液;其中,固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料;
②、精炼:将铝合金液进行三次精炼;一次精炼:将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃,采用喷粉精炼剂进行精炼,喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液),精炼完毕后搅拌10min,扒渣后二次取样,根据检测结果进行合金配比;二次精炼:将成分调整后的铝合金液继续进行升温,炉温达到730-750℃进行倒炉,倒炉时在流槽采用颗粒精炼剂进行二次精炼,精炼剂用量为每炉50kg;三次精炼:将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃,采用混合气体精炼剂进行精炼,精炼时间为1.2h,精炼完毕后扒渣静置5min;其中,氩气和氯气的混合气体,氩气和氯气的体积比为8.5:1.5;
③、除气过滤:将保温后的三次精炼后的铝合金液送入SNIF除气装置去除铝液中溶解的气体,再通过双级深床过滤装置净化熔体;
④、连铸:通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯,连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L;所述连铸机采用哈兹列特连铸机,连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃,铸造冷却水温为30±3℃,压力为3.2±0.2Bar,铸造区模腔的长度为2700mm,铸造速度为6.8-8.5m/min,铸机出口板带边部温度为565±10℃,中间温度为510±10℃;
⑤、连轧:将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带;两种尺寸板带的连轧道次分别为:19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm;所述轧机采用MINO三机架连轧机,终轧温度为110-150℃,卷径为2465-2485mm;
⑥、冷轧:将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制,轧制道次分别为:6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm;其中,冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序,高温均匀化退火分为两阶段,第一阶段炉气温度设为600℃,保温时间为7.5h,期间开启吹洗风机,吹洗比为60%;当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火,第二阶段炉气温度设为560℃,保温时间为4.5h。
⑦、将冷轧后的板带进行精准切边和包装入库。
性能测试
对比例:采用传统铸轧法以及高温均匀化退火工艺:对比例1的高温均匀化退火工艺参数同实施例1;
对比图2和图4,可以看出采用连铸连轧工艺,同时采用高温均匀化退火,可以使板坯晶粒更加细密,而且更加均匀;
对比图6和图7,可以看出采用连铸连轧工艺可以使坯料中晶粒更均匀。
表1示出了实施例1得到的容器箔坯料的力学性能数据;
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,所述容器箔坯料的组成成分及质量百分比为:Mn 1.05-1.20%、Fe 0.40-0.50%、Si 0.20-0.30%、Cu 0.08-0.12%、、Ti 0.015-0.030%、Mg≤0.01%、Zn≤0.03%、余量为Al和不可避免的杂质,其中,单种杂质含量<0.05%,总量<0.15%;所述制造方法包括以下步骤:
①、熔炼:采用质量分数分别为80%的电解铝液和20%的固体料作为合金配料,先加入电解铝液,再加入固体料进行熔炼,熔炼温度为720-740℃,一次取样检测,根据检测结果添加铁剂、锰剂、铝硅合金、铝钛合金进行合金配比,制得铝合金液;
②、精炼:将铝合金液进行三次精炼;一次精炼:将步骤①中的铝合金液在40min升温至715-735℃,采用一次精炼剂进行精炼,精炼完毕后搅拌5-10min,扒渣后二次取样,根据检测结果进行合金配比;二次精炼:将成分调整后的铝合金液继续进行升温,炉温达到730-750℃进行倒炉,倒炉时在流槽采用二次精炼剂进行二次精炼;三次精炼:将二次精炼后的铝合金液继续升温至735-745℃,采用三次精炼剂进行精炼,精炼时间为0.8-1.2h,精炼完毕后扒渣静置5min;
③、连铸:通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯,连铸坯尺寸为19mm×1300mm×L;
④、连轧:将连铸坯通过轧机轧制成尺寸分别为6.0mm×1280mm×L和3.8mm×1280mm×L的板带;
⑤、冷轧:将连轧后的板带分别通过冷轧机进一步轧制,轧制道次分别为:6.0mm-4.5mm-3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm和3.8mm-2.1mm-换辊-1.2mm-0.72mm-0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤②和步骤③之间还包括除气箱在线除气和双级深床过滤装置净化熔体工序;其中,除气箱采用SINF除气装置,并且在入口添加钛丝用来细化晶粒,钛丝为5Ti1B。
3.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤⑤后还包括精准切边和包装入库工序。
4.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤①中,固体料包括铝锭和自产3003铝合金废料。
5.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤②中,一次精炼剂、二次精炼剂和三次精炼剂分别为喷粉精炼剂、颗粒精炼剂和混合气体精炼剂,其中,喷粉精炼剂用量为2kg/吨(铝合金液),混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体,氩气和氯气的体积比为8.5:1.5。
6.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤③中,所述连铸机采用哈兹列特连铸机,连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃,铸造冷却水温为30±3℃,压力为3.2±0.2Bar,铸造区模腔的长度为2700mm,铸造速度为6.8-8.5m/min,铸机出口板带边部温度为565±10℃,中间温度为510±10℃。
7.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤④中,所述轧机采用MINO三机架连轧机,终轧温度为110-150℃,卷径为2465-2485mm。
8.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤④中,连轧得到两种尺寸板带的连轧道次分别为:19mm→11mm→8.0mm→6.0mm以及19mm→9.5mm→5.7mm→3.8mm。
9.根据权利要求1所述的一种容器箔坯料的制造方法,其特征在于,步骤⑤中,冷轧厚度为3.8mm后有高温均匀化退火工序,高温均匀化退火分为两阶段,第一阶段炉气温度设为580-600℃,保温时间为6.5-7.5h,期间开启吹洗风机,吹洗比为60%;当板带温度达到560℃时进行第二阶段退火,第二阶段炉气温度设为550-570℃,保温时间为4-6h。
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