CN115821085A - 一种散热器用超宽规格铝箔的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种散热器用超规格铝箔的制造方法，具体步骤为：熔炼‑铸轧‑粗轧‑剖边切条‑精轧‑退火；在熔炼时，加入固体料和电解铝液，采用不点火焖炉使炉内固体料温度升至不低于720℃；扒渣后，调整炉内合金成分，经过惰性气体精炼，倒入保温炉铸轧；粗轧三道次轧制；精轧4道次。本发明加大电解铝液占比，减小固体料占比，采用焖炉方法，降低能源消耗以及烧损，节能减排，降低生产成本；调整炉内合金成分配比及精炼型添加剂，采用氮气吹喷，有效地去除铝液中的氧化物和杂质确保净化效果，为增加铸卷宽幅，减小切边量提供保障；通过控制轧制张力，避免边部冷却不好容易翘边；减少生产道次，缩短生产时间，提高宽幅轧机生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及铝箔制造技术领域，特别涉及一种散热器用超规格铝箔的制造方法。
背景技术
随着经济的发展，铝箔市场竞争激烈，由散热器用铝箔属于较低端箔材产品，价格战是获取市场的主要途径，价格降低会使生产厂家利润减少，只有挖掘内部潜力，降低生产成本，提高生产效率、促进节能降耗是铝箔生产企业关注的重点。
轧辊辊面宽度为2000mm的轧机，边部存在50mm左右边部未通过水槽，可利用轧辊极限宽度在1900mm，现有生产工艺在满足切边量的要求下，能够生产最宽宽幅为1860mm左右；963mm为常规的窄幅散热器用铝箔铸卷的宽度，如果单线生产，铸轧卷经过剖条切边，满足成品933mm的窄幅订单的需要；但是单线生产效率低下，而合二为一生产的宽幅产品，其满足切边量的要求下，工艺计划的铸轧卷宽度为1965mm，该宽度已超过设备能力，且会存在以下控制难度：①铸轧坯料版型控制难度大，容易造成成品版型异常，影响涂层涂覆效果；②宽幅铸轧卷工艺裂边较大，在冷轧的生产过程中，在张力与压力的双重作用下，裂边不断扩展，原有较大的裂边在冷轧压延下达到一定程度会导致断带，或在切边道次不能全部切掉，影响后续加工，增加工艺切边量，降低了产品的成品率，增加生产成本；③宽度大，单炉次生产周期较短，熔炼工艺难以保障；④常规散热器铝箔生产8道次，生产周期时间相对较长，设备加工率未充分利用。
在常规散热器用铝箔生产中，铸轧生产电解铝液的占比最大值80%左右，这样能满足质量的需要，但是受现场条件的限制，电解铝液中的金属杂质及氧化铝远远大于铝锭重熔，并且含有电解产生的炭、碳化物，CaF2、NaF2等，电解铝温度一般在920-950℃，氢含量水平较高，熔体结晶核心少，熔炼炉生产散热器铝箔铝液比一直保持在70%左右，70%铝液比的熔次天然气单耗在11.2-13.68kg/吨，后期加热固体料融化加热时间长，氮氧化物的产生量大，污染严重。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种散热器用超规格铝箔的制造方法，板料宽度满足合二为一宽度，且满足切边量，提升宽幅轧机生产效率，减少了能源消耗，保证产品质量。
本发明所采用的技术方案是：
一种散热器用超规格铝箔的制造方法， 具体步骤为：
S1：熔炼；
在熔炼炉中加入固体料和电解铝液，固体料占比5％-15％，电解铝液占比85％-95％；
采取不点火焖炉利用电解铝液的高温使炉内固体料熔化完毕且温度不低于720℃；扒渣后，使用精炼剂进行喷粉精炼，精炼时间不小于喷粉时间；
调整炉内合金成分，铁含量在0.15-0.35%，硅含量在0.04-0.15%，锰含量在0.1-0.25%，钛含量在0.02-0.06%，铜≤0.02%，镁≤0.01%，锌≤0.02%；其它杂质单个含量≤0.02%，杂质总含量≤0.1%；
成分调整合格后，经过惰性气体精炼，充分净化铝液，加热控制精炼温度在745-755℃范围内，倒入保温炉，保温炉使用氮气精炼方式，生产过程中每4小时精炼1次，采用旋转吹气法进行在线除气除渣，定期清理浮渣，并经过过滤箱双级过滤，保证熔体质量；
S2：铸轧；
铸咀宽度小于坯料板宽8-10 mm，铸咀内分流块分布间隙从中部到边部以5 mm依次递增，铸咀上嘴片与下嘴片开口度9.5-10mm；铸轧辊辊缝预设5.0mm，预应力400KN，铸轧区52-62mm，使用软耳子，耳子倒角为U形；铸轧温度为693±3℃，铸轧速度0.9-1.2m/min，铸造的板坯厚度为6.7±0.2mm，卷取张力55-70KN，冷却水水压0.50-0.70Mpa；铸轧板坯在线板型控制中凸值-0.02-+0.01mm，相邻2点差≤0.03mm/100mm，纵向厚差≤0.05mm；铸轧板坯外观质量控制：工艺裂边≤2mm，错层≤5mm，塔形≤10mm；
S3：粗轧；
将厚度为6.7±0.2mm的板坯轧制3个道次至1.0mm厚度，道次分别是6.7±0.1-3.5-1.8-1.0；
一道次6.7±0.2-3.5，入口张应力8±2N/mm2，出口张力16±2N/mm2，轧制速度≤390mpm；
二道次3.5-1.8，入口张应力12±1N/ mm2，出口张力19±1N/ mm2，轧制速度≤390mpm；
三道次1.8-1.0，入口张应力14±1N/ mm2，出口张力22±1N/ mm2，轧制速度≤600mpm；
S4：剖边切条；
将轧至1.0 mm的板坯转至重卷机进行剖条切边，卷曲张力18-40KN，圆盘刀间隙：0.056-0.08mm，圆盘刀重叠量0.034-0.058mm，切边速度30-120 m/min；
S5：精轧；
将剖边切条后的1.0 mm厚的板料轧制4个道次至成品厚度，道次分别是1.0-0.48-0.28-0.16/0.165-成品0.095；
一道次1.0-0.48，入口张应力20±1N/ mm2，出口张力26±1N/ mm2，轧制速度≤650mpm；
二道次0.48-0.28，入口张应力25±1N/ mm2，出口张力30±3N/ mm2，轧制速度≤750mpm；
三道次0.28-0.16/0.165，入口张应力30±3N/ mm2，出口张力35±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm
四道次0.16/0.165-0.095，入口张应力40±3N/ mm2，出口张力36±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm；
S6：退火；
炉内控制为负压，先用1h 将炉内温度升至220±3℃保温2h；然后用2h 将炉内温度升至290±3℃保温11h；在275±3℃时将炉内调整为正压保温16 h。
具体的，所述的S1中使用精炼剂进行喷粉精炼时，精炼剂的加入量为1.8kg/吨铝；过滤箱双级过滤的过滤片目数为30目+50目。
具体的，所述的固体料为切边边角料和/或压包块。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明的散热器用超规格铝箔的制造方法，加大电解铝液占比，减小固体料占比，采用焖炉方法，降低能源消耗以及烧损，节能减排，降低生产成本；调整炉内合金成分配比及精炼型添加剂，采用氮气吹喷，有效地去除铝液中的氧化物和杂质确保净化效果，保证高电解铝液比生产的连续性。调整铸咀内分流块的布局，采用U形倒角的软耳子，优化铸轧区及轧制工艺，为增加铸卷宽幅，减小切边量提供保障；通过控制轧制张力，版型控制，避免边部冷却不好容易翘边；减少生产道次，缩短生产时间，提高宽幅轧机生产效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步解释说明，不能以此限定本发明的保护范围，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施例
一种散热器用超规格铝箔的制造方法， 具体步骤为：
S1：熔炼；
在熔炼炉中加入固体料和电解铝液，切边边角料或压包块，固体料占比10％，电解铝液占比90％；采用不点火焖炉使炉内固体料温度升至不低于720℃；通过热量守恒定律，在焖炉过程中，固体料吸热温度升高，当达到熔点开始熔化，这个过程需要的热量为：Q=m[c1(t1-t0)+L+c2(t2-t1)]
式中 c1——固体比热容，1.138kJ/(kg*K)
c2——液体比热容，1.046kJ/(kg*K)
L——熔化潜热，393.56kJ/kg
m——熔体的质量（Kg）
t0——熔体原始温度
t1——熔体的熔点
t2——熔体的最终温度
按照90%液体量计算，电解槽注入熔炼炉的铝液温度按照860℃计算，固体料熔化至740摄氏度所需要的热量为：
100*【1.138*（660-40）+393.56+1.046*（740-660）】=118280kJ
铝液释放的热量为：
900*1.046*（860-740）=112968
100——（固体熔体的质量Kg）
900——电解铝液的质量Kg
通过以上计算可知，采用焖炉不加热，铝液释放的热量能够满足固体料熔化至740摄氏度所需热量，少量固体料的加入，一方面有效降低铝液温度，另一方面快速形成有效的结晶核心。
扒渣后，使用精炼剂进行喷粉精炼，精炼剂的加入量为1.8kg/吨铝，精炼时间不小于喷粉时间；
调整炉内合金成分，铁含量在0.15-0.35%，硅含量在0.04-0.15%，锰含量在0.1-0.25%，钛含量在0.02-0.06%，铜≤0.02%，镁≤0.01%，锌≤0.02%；其它杂质单个含量≤0.02%，杂质总含量≤0.1%；铁硅比控制在2.45-4.00，钛含量0.02-0.06%，能明显改善边部裂边，控制工艺裂边≤2mm，减小冷轧切边量。
成分调整合格后，经过惰性气体精炼，充分净化铝液，短暂加热控制精炼温度在745-755℃范围内，倒入保温炉，保温炉使用氮气精炼方式，生产过程中每4小时精炼1次，采用旋转吹气法进行在线除气除渣，定期清理浮渣，并经过过滤箱双级过滤，过滤箱双级过滤的过滤片目数为30目+50目，保证熔体质量；
在精炼短暂加热时，点火时间为20分钟以下的三个测试点排烟温度与氮氧化物测试数据为：
测试1：排烟温度173℃，氧含量9.5%，氮氧化物折算436mg/m³；
测试2：排烟温度223℃，氧含量0%，氮氧化物折算363mg/m³；
测试3：排烟温度205℃，氧含量4.2%，氮氧化物折算785mg/m³；
点火2小时的两个测试点排烟温度与氮氧化物测试数据为：
测试4：排烟温度269℃，氧含量1.57%，氮氧化物折算1294mg/m³；
测试5：排烟温度264℃，氧含量5.4%，氮氧化物折算1657mg/m³；
以上数据表明点火时间短，排烟温度较低，氮氧化物明显较小；且90%铝液比的熔次天然气单耗在2.1-3.0立方米/吨，相较于70%铝液比的熔次天然气单耗在11.2-13.68kg/吨，单熔次降低天然气单耗10m³/吨，并极大地降低氮氧化物的产生；融化过程的缩短，增加熔体净化时间，使熔体净化更有效，并使单熔次生产时间缩短，满足轧制大流量生产的需要。
S2：铸轧；
铸咀宽度采用1946 mm，铸咀内分流块分布间隙从中部到边部以5 mm依次递增，依次为：20mm、25mm、30mm、35mm，规避宽幅铸轧板立板时出气不畅引起的版面色差；铸咀上嘴片与下嘴片开口度9.5-10mm；铸轧辊辊缝预设5.0mm，预应力400KN，铸轧区52-62mm，使用软耳子，耳子倒角为U形，耳子倒角的优化，结合合金成分，保证裂边控制在＜2mm。
铸轧温度为693±3℃，铸轧速度0.9-1.2m/min，铸造的板坯厚度为6.7±0.2mm，卷取张力55-70KN，冷却水水压0.50-0.70Mpa；溜槽内加入1.7kg/吨铝的变质剂，变质剂采用国产级铝钛硼丝。
铸轧板坯在线板型控制中凸值-0.02-+0.01mm，相邻2点差≤0.03mm/100mm，纵向厚差≤0.05mm；铸轧板坯外观质量控制：工艺裂边≤2mm，错层≤5mm，塔形≤10mm；不允许有热带、气道、孔洞、气泡、裂纹、飞边、缺边、粘铝、金属或非金属夹杂等缺陷；表面不允许有铸轧条纹、肉眼可见的中间偏析和表面偏析：不允许有腐蚀、松层、碰伤或翻卷，不允许有直径≥3mm 的黑点，板面不允许有深黑色、不平整的氧化皮压入；合理控制铸轧工艺参数，控制铸轧板板形要求，满足常规成品933mm规格正常工艺切边量的前提下，可生产铸轧卷规格宽度1955mm，相对于工艺计划的1965mm宽度空调箔，提高冷却强度，减小工艺切边量10mm。
S3：粗轧；
将厚度为6.7±0.2mm的板坯轧制3个道次至1.0mm厚度，道次分别是6.7±0.2-3.5-1.8-1.0；
一道次6.7±0.2-3.5，入口张应力8±2N/ mm2，出口张力16±2N/ mm2，轧制速度≤390mpm；
二道次3.5-1.8，入口张应力12±1N/ mm2，出口张力19±1N/ mm2，轧制速度≤390mpm；
三道次1.8-1.0，入口张应力14±1N/ mm2，出口张力22±1N/ mm2，轧制速度≤600mpm。
S4：剖边切条；
将轧至1.0mm的板坯转至重卷机进行剖条切边，卷曲张力18-40KN，圆盘刀间隙：0.056-0.08mm，圆盘刀重叠量0.034-0.058mm，切边速度30-120 m/min。
S5：精轧；
将剖边切条后的1.0mm厚的板坯板料轧制4个道次至成品厚度0.095 mm，道次分别是1.0-0.48-0.28-0.16/0.165-成品0.095；
一道次1.0-0.48，入口张应力20±1N/ mm2，出口张力26±1N/ mm2，轧制速度≤650mpm；
二道次0.48-0.28，入口张应力25±1N/ mm2，出口张力30±3N/ mm2，轧制速度≤750mpm；
三道次0.28-0.16/0.165，入口张应力30±3N/mm2，出口张力35±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm
四道次0.16/0.165-0.095，入口张应力40±3N/ mm2，出口张力36±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm。
S6：退火；
成品退火检查来料端面质量状况，检查封头是否采用高温胶带牢固，检查炉子的循环风机罩上是否有铝箔并清理；炉内控制为负压，先用1h 将炉内温度升至220±3℃保温2h；然后用2h 将炉内温度升至290±3℃保温11h；在275±3℃时将炉内调整为正压保温16h。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (3)
1.一种散热器用超规格铝箔的制造方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1：熔炼；
在熔炼炉中加入固体料和电解铝液，固体料占比5％-15％，电解铝液占比85％-95％；
采取不点火焖炉利用电解铝液的高温使炉内固体料熔化完毕且温度不低于720℃；扒渣后，使用精炼剂进行喷粉精炼，精炼时间不小于喷粉时间；
调整炉内合金成分，铁含量在0.15-0.35%，硅含量在0.04-0.15%，锰含量在0.1-0.25%，钛含量在0.02-0.06%，铜≤0.02%，镁≤0.01%，锌≤0.02%；其它杂质单个含量≤0.02%，杂质总含量≤0.1%；
成分调整合格后，经过惰性气体精炼，充分净化铝液，加热控制精炼温度在745-755℃范围内，倒入保温炉，保温炉使用氮气精炼方式，生产过程中每4小时精炼1次，采用旋转吹气法进行在线除气除渣，定期清理浮渣，并经过过滤箱双级过滤，保证熔体质量；
S2：铸轧；
铸咀宽度小于坯料板宽8-10 mm，铸咀内分流块分布间隙从中部到边部以5 mm依次递增，铸咀上嘴片与下嘴片开口度9.5-10mm；铸轧辊辊缝预设5.0mm，预应力400KN，铸轧区52-62mm，使用软耳子，耳子倒角为U形；铸轧温度为693±3℃，铸轧速度0.9-1.2m/min，铸造的板坯厚度为6.7±0.2mm，卷取张力55-70KN，冷却水水压0.50-0.70Mpa；铸轧板坯在线板型控制中凸值-0.02-+0.01mm，相邻2点差≤0.03mm/100mm，纵向厚差≤0.05mm；铸轧板坯外观质量控制：工艺裂边≤2mm，错层≤5mm，塔形≤10mm；
S3：粗轧；
将6.7±0.2mm的板坯轧制3个道次至1.0mm厚度，道次分别是6.7±0.2-3.5-1.8-1.0；
一道次6.7±0.2-3.5，入口张应力8±2N/mm2，出口张力16±2N/mm2，轧制速度≤390mpm；
二道次3.5-1.8，入口张应力12±1N/ mm2，出口张力19±1N/ mm2，
轧制速度≤390mpm；
三道次1.8-1.0，入口张应力14±1N/ mm2，出口张力22±1N/ mm2，轧制速度≤600mpm；
S4：剖边切条；
将轧至1.0 mm的板坯转至重卷机进行剖条切边，卷曲张力18-40KN，圆盘刀间隙：0.056-0.08mm，圆盘刀重叠量0.034-0.058mm，切边速度30-120 m/min；
S5：精轧；
将剖边切条后的1.0 mm厚的板料轧制4个道次至成品厚度，道次分别是1.0-0.48-0.28-0.16/0.165-成品0.095；
一道次1.0-0.48，入口张应力20±1N/ mm2，出口张力26±1N/ mm2，轧制速度≤650mpm；
二道次0.48-0.28，入口张应力25±1N/ mm2，出口张力30±3N/ mm2，轧制速度≤750mpm；
三道次0.28-0.16/0.165，入口张应力30±3N/ mm2，出口张力35±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm；
四道次0.16/0.165-0.095，入口张应力40±3N/ mm2，出口张力36±3N/ mm2，轧制速度≤810mpm；
S6：退火；
炉内控制为负压，先用1h 将炉内温度升至220±3℃保温2h；然后用2h 将炉内温度升至290±3℃保温11h；在275±3℃时将炉内调整为正压保温16 h。
2.根据权利要求1所述的散热器用超规格铝箔的制造方法，其特征在于：所述的S1中使用精炼剂进行喷粉精炼时，精炼剂的加入量为1.8kg/吨铝；过滤箱双级过滤的过滤片目数为30目+50目。
3.根据权利要求1所述的散热器用超规格铝箔的制造方法，其特征在于：所述的固体料为切边边角料和/或压包块。
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