CN113073236A - 一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe0.70‑0.76％、Si0.25‑0.30％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti0.020‑0.035％、Cu0.008‑0.012％、余量为Al；所述制备方法包括熔炼、精炼、连铸、连轧、高温均匀化退火、冷轧、中间退火、以及冷轧成品步骤，本发明采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达5.8m/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3.5mm厚度的双零箔坯料，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，具体涉及一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法。
背景技术
目前1235和8079合金双零箔是市场上最为流行的一种双零箔产品，用于加工生产双零箔坯料的方法可分为热轧法和铸轧法两种，热轧制造双零箔坯料生产成本较高，而铸轧法相对于生产成本较低，但是相应的生产效率比较低。目前国内铸轧法制造双零箔生产的主要步骤为熔炼、铸轧、冷轧、高温均匀化退火、中间退火、箔轧、成品退火，而其中铸轧机生产的双零箔坯料生产效率非常低。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。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.70-0.76％、Si 0.25-0.30％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti 0.020-0.035％、Cu 0.008-0.012％、余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为60％的电解铝液和40％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725-730℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、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750-760℃，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750-760℃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725-735℃，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，连铸前及开机20min后，在前箱位置分别测氢一次，氢含量小于0.12ml/100g(铝合金液)，连铸坯尺寸为19mm×1930mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为3.5mm×1930mm×L的板带；
⑤、高温均匀化退火：将连轧后的板带卷取，对卷曲后的料卷进行高温均匀化退火；
⑥、冷轧：将高温均匀化退火后的料卷通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：3.5mm-1.75mm-0.9mm-0.5mm。
⑦、中间退火：将冷轧至0.5mm的料卷转至退火炉进行中间退火；
⑧、冷轧成品：将中间退火后的料卷转到冷轧一道次轧制成品，轧制道次为：0.5mm-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8079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，连铸采用HC型钢带、SL铸嘴，石墨喷涂对钢链进行喷涂；ESP***和火焰喷涂在铸造前半小时进行喷涂一次；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690±5℃，铸造冷却水温为30±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为5.8m/min，铸机出口板带边部温度为510±10℃。
优选地，步骤④中，所述轧机采用MINO三机架连轧机，连轧工艺为：19mm-8.5mm-5.0mm-3.5mm；其中，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；终轧温度为110-150℃，终轧厚度为3.5mm，卷径为2050-2070mm。
优选地，步骤⑤中，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为290-310℃，料卷温度为210-230℃，保温9-10h进行除油工序；第二阶段炉气温度升至580-600℃，料卷温度为520-540℃，保温时间为4-6h。
优选地，步骤⑦中，炉气温度为470-500℃，料卷温度为320-360℃，保温时间为5-7h。
有益效果：
(1)采用连铸连轧技术，连铸机铸造速度最高可达5.8m/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3.5mm厚度的双零箔坯料，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)在高温均匀化退火工序增加除油工艺，解决了铝卷在高温下发生氧化以及产生油斑的缺陷；
综上，本发明提供了一种宽幅的连铸连轧双零箔坯料生产方法，突破了采用哈兹列特工艺生产8079铝合金双零箔宽幅坯料以及高温均匀化退火产生油斑和发生氧化的技术瓶颈，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，为大规模生产双零箔提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明中宽幅双零箔坯料的加工***结构示意图；
图2为实施例1中连铸机未使用火焰喷涂的坯料OM检测图；
图3为实施例1中连铸机使用火焰喷涂的坯料OM检测图；
图4为实施例1中高温均匀化退火工序未采用除油工序的坯料OM检测图；
图5为实施例1中高温均匀化退火工序采用除油工序的坯料OM检测图；
图1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
一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.70％、Si 0.30％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti0.025％、Cu0.010％、余量为Al；如图1所示的宽幅双零箔坯料的加工***，所述制备方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为60％的电解铝液和40％的固体料作为合金配料，在熔炼炉中先加入电解铝液，再加入固体废料进行熔炼，熔炼温度为725-730℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、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8079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750-760℃，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6min，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750-760℃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725-735℃，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：通过连铸机将除气过滤后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1930mm×L；所述连铸机采用哈兹列特连铸机，连铸采用HC型钢带、SL铸嘴，石墨喷涂对钢链进行喷涂；ESP***和火焰喷涂在铸造前半小时进行喷涂一次；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690±5℃，铸造冷却水温为30±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为5.8m/min，铸机出口板带边部温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为3.5mm×1930mm×L的板带；所述轧机采用MINO三机架连轧机，连轧工艺为：19mm-8.5mm-5.0mm-3.5mm；其中，终轧温度为110-150℃，终轧厚度为3.5mm，卷径为2050-2070mm；
⑥、高温均匀化退火：将连轧后的板带卷取，对卷曲后的料卷进行高温均匀化退火；高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为300℃，料卷温度为220℃，保温10h进行除油工序；第二阶段炉气温度升至590℃，料卷温度为530℃，保温时间为5h。
⑦、冷轧：将高温均匀化退火后的料卷通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：3.5mm-1.75mm-0.9mm-0.5mm。
⑧、中间退火：将冷轧至0.5mm的料卷转至退火炉进行中间退火；炉气温度为480℃，料卷温度为350℃，保温时间为6h；
⑨、冷轧成品：将中间退火后的料卷转到冷轧一道次轧制成品，轧制道次为：0.5mm-0.24mm。
实施例2
一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.75％、Si 0.26％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti0.025％、Cu0.012％、余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为60％的电解铝液和40％的固体料作为合金配料，在熔炼炉中先加入电解铝液，再加入固体废料进行熔炼，熔炼温度为725-730℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、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8079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中的铝溶液在40min升温至750-760℃，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750-760℃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725-735℃，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：通过连铸机将除气过滤后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1930mm×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690±5℃，铸造冷却水温为30±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为5.8m/min，铸机出口板带边部温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为3.5mm×1930mm×L的板带；所述轧机采用MINO三机架连轧机，连轧工艺为：19mm-8.5mm-5.0mm-3.5mm；其中，终轧温度为110-150℃，终轧厚度为3.5mm，卷径为2050-2070mm；
⑥、高温均匀化退火：将连轧后的板带卷取，对卷曲后的料卷进行高温均匀化退火；高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为290℃，料卷温度为230℃，保温9h进行除油工序；第二阶段炉气温度升至580℃，料卷温度为520℃，保温时间为4.5h。
⑦、冷轧：将高温均匀化退火后的料卷通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：3.5mm-1.75mm-0.9mm-0.5mm。
⑧、中间退火：将冷轧至0.5mm的料卷转至退火炉进行中间退火；炉气温度为500℃，料卷温度为340℃，保温时间为5h；
⑨、冷轧成品：将中间退火后的料卷转到冷轧一道次轧制成品，轧制道次为：0.5mm-0.24mm。
实施例3
一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.72％、Si 0.28％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti0.029％、Cu0.008％、余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为60％的电解铝液和40％的固体料作为合金配料，在熔炼炉中先加入电解铝液，再加入固体废料进行熔炼，熔炼温度为725-730℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、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8079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中的铝溶液在40min升温至750-760℃，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750-760℃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725-735℃，采用混合气体精炼剂进行精炼，精炼时间为0.8h，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：通过连铸机将除气过滤后的铝合金液连铸为连铸坯，连铸坯尺寸为19mm×1930mm×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690±5℃，铸造冷却水温为30±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为5.8m/min，铸机出口板带边部温度为510±10℃；
⑤、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为3.5mm×1930mm×L的板带；所述轧机采用MINO三机架连轧机，连轧工艺为：19mm-8.5mm-5.0mm-3.5mm；其中，终轧温度为110-150℃，终轧厚度为3.5mm，卷径为2050-2070mm；
⑥、高温均匀化退火：将连轧后的板带卷取，对卷曲后的料卷进行高温均匀化退火；高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为310℃，料卷温度为230℃，保温9h进行除油工序；第二阶段炉气温度升至590℃，料卷温度为540℃，保温时间为6h。
⑦、冷轧：将高温均匀化退火后的料卷通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：3.5mm-1.75mm-0.9mm-0.5mm。
⑧、中间退火：将冷轧至0.5mm的料卷转至退火炉进行中间退火；炉气温度为470℃，料卷温度为350℃，保温时间为7h；
⑨、冷轧成品：将中间退火后的料卷转到冷轧一道次轧制成品，轧制道次为：0.5mm-0.24mm。
性能测试
对实施例1中步骤④连铸步骤中连铸机采用两种处理手段，分别是：(1)未采用火焰喷涂；(2)采用火焰喷涂，将得到的坯料进行OM检测，检测结果分别示于图2、图3；结果表明，采用火焰喷涂处理，可以使板坯晶粒更加细密；
对实施例1中步骤⑥高温均匀化退火阶段采用两种处理手段，分别是：(1)包括第一阶段的除油工序；(2)不包括第一阶段的除油工序，将得到的坯料进行OM检测，检测结果分别示于图4、图5；结果表明，增加除油工序，铝卷表面更加平滑，从而解决了铝卷在高温下发生氧化以及产生油斑缺陷。
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 (8)
1.一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，其特征在于，所述宽幅双零箔坯料的组成成分及质量百分比为：Fe 0.70-0.76％、Si 0.25-0.30％、Mn≤0.05％、Mg≤0.05、Ti 0.020-0.035％、Cu 0.008-0.012％、余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：
①、熔炼：采用质量分数分别为60％的电解铝液和40％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725-730℃，一次取样检测，根据检测结果添加铁剂、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750-760℃，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750-760℃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725-735℃，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×1930mm×L；
④、连轧：将连铸坯通过轧机轧制成尺寸为3.5mm×1930mm×L的板带；
⑤、高温均匀化退火：将连轧后的板带卷取，对卷曲后的料卷进行高温均匀化退火；
⑥、冷轧：将高温均匀化退火后的料卷通过冷轧机进一步轧制，轧制道次为：3.5mm-1.75mm-0.9mm-0.5mm。
⑦、中间退火：将冷轧至0.5mm的料卷转至退火炉进行中间退火；
⑧、冷轧成品：将中间退火后的料卷转到冷轧一道次轧制成品，轧制道次为：0.5mm-0.24mm。
2.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，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所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，其特征在于，步骤①中，固体料包括铝锭和自产8079铝合金废料。
4.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，，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。
5.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，，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690±5℃，铸造冷却水温为30±3℃，铸造区模腔的长度为2700mm，铸造速度为5.8m/min，铸机出口板带边部温度为510±10℃。
6.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，其特征在于，步骤④中，所述轧机采用MINO三机架连轧机，连轧工艺为：19mm-8.5mm-5.0mm-3.5mm；其中，终轧温度为110-150℃，终轧厚度为3.5mm，卷径为2050-2070mm。
7.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，其特征在于，步骤⑤中，高温均匀化退火分为两阶段，第一阶段炉气温度设为290-310℃，料卷温度为210-230℃，保温9-10h进行除油工序；第二阶段炉气温度升至580-600℃，料卷温度为520-540℃，保温时间为4-6h。
8.根据权利要求1所述的一种连铸连轧法制造的宽幅双零箔坯料的制备方法，其特征在于，步骤⑦中，炉气温度为470-500℃，料卷温度为320-360℃，保温时间为5-7h。
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