CN113061785A - 一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，所述装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe0.20‑0.23％、Si0.06‑0.08％、Ti0.04‑0.05％、Mn0.01％、Cu0.01％、Mg0.01％、Zn0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60％，所述生产方法包括熔炼、精炼、连铸、连轧、冷轧步骤，(1)采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达7.8m/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6.0mm厚度的装饰带材坯料，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

一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法
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1060铝合金连铸连轧坯的生产方法。
背景技术
1060铝合金含铝量≥99.6％，为工业纯铝，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性，广泛应用于化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等；随着相关行业的发展，1060铝合金板材的需求量越来越大，目前国内外生产1060铝合金板材以热轧供坯方式生产1060铝合金为主，以铸轧供坯为辅，相关技术已经成熟，但热轧供坯工艺存在工艺流程长、高成本、高能耗等缺点，铸轧供坯虽然相对热轧供坯生产成品低，但是生产效率低，大批量生产，占用场地大。而连铸连轧是把连铸和连轧两个工艺接连在一起的轧制工艺，所采用的设备是美国哈兹列特连铸连轧机，先将铝合金液注入连铸机中铸出坯料，然后直接由三连轧机对其进行轧制，能生产6.0mm厚度的连铸连轧坯，相比于传统的板锭热轧以及铸轧的生产工艺，占地面积小，生产投入低，效率高，组织性能良好，具有明显的经济效益和社会效益；
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装饰带材的生产方法，突破高速生产高性能装饰带材的瓶颈问题，为大规模生产装饰带材提供技术支撑。
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1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，所述装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe0.20-0.23％、Si 0.06-0.08％、Ti 0.04-0.05％、Mn 0.01％、Cu 0.01％、Mg 0.01％、Zn 0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60％，所述生产方法包括如下步骤：
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，先加入固体料，再加入电解铝液，升温至680-700℃进行电磁搅拌，得到铝合金液；
②、精炼：将铝合金液进行二次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液升温至715-735℃，加入一次精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼完毕后扒渣，扒渣后取样检测，根据检测结果进行合金配比，再次扒渣后倒入保温炉；二次精炼：将一次精炼后的铝合金液继续升温至740±5℃，采用二次精炼剂进行精炼；
③、连铸：通过连铸机将精炼后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸前及开机20min后，在前箱位置分别测氢一次，氢含量小于0.12ml/100gAl；连铸坯尺寸为19mm×1280mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为6.0mm×1280mm的板带，轧制道次为19mm→11.0mm→8.0mm→6.0mm。
⑤、冷轧：将连轧后的板带通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：6.0mm-4.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.42mm-0.24mm。
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①中，固体料包括铝锭和自产1060铝合金废料。
优选地，步骤②中，一次精炼剂和二次精炼剂分别为颗粒精炼剂和混合气体精炼剂，其中，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气用量为8.5m3/h，氯气用量为1.5m3/h。
优选地，步骤③中，所述连铸机为哈兹列特连铸机，采用HC型钢带、SL铸嘴；石墨喷涂***在铸造前半小时进行喷涂一次，铸造过程中，板带边部出现裂口需进行喷涂；铸造前半小时启动钢刷对钢带进行清理，随后将钢带喷涂改为预喷涂模式，对钢带进行预喷涂；连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为32±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.8m/min，铸机出口板带边部温度为570±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，连轧的工艺流程：确认开机—设置参数—模拟生产—轧机信号发送至铸机—铸造开始—连铸坯切头—3机架连轧机穿带咬入—卷取成功—建立轧制条件—控制板型—进行正常轧制；其中，终轧温度为90-120℃，卷径为2000-2500mm。
有益效果：
(1)采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达7.8m/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6.0mm厚度的装饰带材坯料，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宽幅坯料的难题，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1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，解决了采用哈兹列特工艺生产1060铝合金坯料的关键技术，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1060铝合金连铸连轧坯的加工***结构示意图；
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1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，所述装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.22％、Si 0.07％、Ti 0.04％、Mn 0.01％、Cu 0.01％、Mg 0.01％、Zn 0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60％，如图1所示的1060铝合金连铸连轧坯的加工***，所述生产方法包括如下步骤：
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，先加入固体料，再加入电解铝液，升温至680-700℃进行电磁搅拌，得到铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产1060铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行二次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液升温至715-735℃，加入颗粒精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼完毕后扒渣，扒渣后取样检测，根据检测结果进行合金配比，再次扒渣后倒入保温炉；二次精炼：将一次精炼后的铝合金液继续升温至740±5℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气用量为8.5m3/h，氯气用量为1.5m3/h；
③、除气过滤：将保温后的二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×1280mm×L；所述连铸机为哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为32±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.8m/min，铸机出口板带边部温度为570±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为6.0mm×1280mm×L的板带，轧制道次为19mm→11.0mm→8.0mm→6.0mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为100℃，卷径为2000-2500mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：6.0mm-4.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.42mm-0.24mm。
经测试，按照此工艺生产的1060坯料，力学性能为：抗拉强度σb：210MPa、延伸率δ：5.5％。
实施例2
一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，所述装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.21％、Si 0.08％、Ti 0.04％、Mn 0.01％、Cu 0.01％、Mg 0.01％、Zn 0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60％，所述生产方法包括如下步骤：
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，先加入固体料，再加入电解铝液，升温至680-700℃进行电磁搅拌，得到铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产1060铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行二次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液升温至715-735℃，加入颗粒精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼完毕后扒渣，扒渣后取样检测，根据检测结果进行合金配比，再次扒渣后倒入保温炉；二次精炼：将一次精炼后的铝合金液继续升温至740±5℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气用量为8.5m3/h，氯气用量为1.5m3/h。；
③、除气过滤：将保温后的二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×1280mm×L；所述连铸机为哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为32±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.8m/min，铸机出口板带边部温度为570±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为6.0mm×1280mm×L的板带，轧制道次为19mm→11.0mm→8.0mm→6.0mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为95℃，卷径为2000-2500mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：6.0mm-4.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.42mm-0.24mm。
经测试，按照此工艺生产的1060坯料，力学性能为：抗拉强度σb：198MPa、延伸率δ：5.1％。
实施例3
一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，所述装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.23％、Si 0.07％、Ti 0.05％、Mn 0.01％、Cu 0.01％、Mg 0.01％、Zn 0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60，所述生产方法包括如下步骤：
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，先加入固体料，再加入电解铝液，升温至680-700℃进行电磁搅拌，得到铝合金液；其中，固体料包括铝锭和自产1060铝合金废料；
②、精炼：将铝合金液进行二次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液升温至715-735℃，加入颗粒精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼完毕后扒渣，扒渣后取样检测，根据检测结果进行合金配比，再次扒渣后倒入保温炉；二次精炼：将一次精炼后的铝合金液继续升温至740±5℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气用量为8.5m3/h，氯气用量为1.5m3/h。；
③、除气过滤：将保温后的二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×1280mm×L；所述连铸机为哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为32±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.8m/min，铸机出口板带边部温度为570±10℃，中间温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为6.0mm×1280mm×L的板带，轧制道次为19mm→11.0mm→8.0mm→6.0mm；所述轧机采用MINO三机架连轧机，终轧温度为120℃，卷径为2000-2500mm；
⑥、冷轧：将连轧后的板带通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：6.0mm-4.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.42mm-0.24mm。
经测试，按照此工艺生产的1060坯料，力学性能为：抗拉强度σb：195MPa、延伸率δ：4.5％。
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 (6)

1.一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，其特征在于，装饰带材坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.20-0.23％、Si 0.06-0.08％、Ti 0.04-0.05％、Mn 0.01％、Cu0.01％、Mg 0.01％、Zn 0.01％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为Al，其中，Al≥99.60％，所述生产方法包括如下步骤：
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，先加入固体料，再加入电解铝液，升温至680-700℃进行电磁搅拌，得到铝合金液；
②、精炼：将铝合金液进行二次精炼；一次精炼：将步骤①中的铝合金液升温至715-735℃，加入一次精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼完毕后扒渣，扒渣后取样检测，根据检测结果进行合金配比，再次扒渣后倒入保温炉；二次精炼：将一次精炼后的铝合金液继续升温至740±5℃，采用二次精炼剂进行精炼；
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×1280mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为6.0mm×1280mm的板带，轧制道次为19mm→11.0mm→8.0mm→6.0mm。
⑤、冷轧：将连轧后的板带通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：6.0mm-4.0mm-2.0mm-1.2mm-0.7mm-0.42mm-0.24mm。
2.根据权利要求1所述的一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，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1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，其特征在于，步骤①中，固体料包括铝锭和自产1060铝合金废料。
4.根据权利要求1所述的一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，其特征在于，步骤②中，一次精炼剂和二次精炼剂分别为颗粒精炼剂和混合气体精炼剂，其中，混合气体精炼剂为氩气和氯气的混合气体，氩气用量为8.5m3/h，氯气用量为1.5m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，其特征在于，步骤③中，所述连铸机为哈兹列特连铸机，连铸时前箱铝液温度控制为696±3℃，铸造冷却水温为32±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为7.8m/min，铸机出口板带边部温度为570±10℃，中间温度为510±10℃。
6.根据权利要求1所述的一种1060铝合金连铸连轧坯的生产方法，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90-120℃，卷径为2000-2500mm。
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