[發明專利]一種噴射軋制設備及其在鋁合金板帶材制備過程中的應用方法

有效

• 申請號: 201710462327.4
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107185993B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王日初
• 申請（專利權）人: 長沙博朗思達金屬材料有限公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B22F3/115
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明涉及一種噴射軋制設備及其在鋁合金板帶材制備過程中的應用方法；屬于板材制造設備和應用的開發技術領域。所述噴射軋制設備為立式噴射軋制設備；所述立式噴射軋制設備從上至下依次包括投料口、熔煉室、結晶輥、定位輥、二次軋制輥、轉向輥；所述熔煉室的底部設有線性噴嘴，所述線性噴嘴與熔煉室相連，所述線性噴嘴上設有漏液口和噴氣裝置；所述漏液口包括進液端和出液端，所述出液端呈長方形。本發明所開發的設備方法適用于各系鋁合金，尤其適用于高合金含量的鋁合金，屬于鋁合金板帶材制備及加工領域。

技術領域：

本發明涉及一種噴射軋制設備及其在鋁合金板帶材制備過程中的應用方法；屬于板材制造設備和應用的開發技術領域。

背景技術

噴射軋制是一種將噴射沉積和傳統軋制工藝結合起來的板帶材連續制備技術。首先用高壓氣體將融化后的金屬霧化成具有一定固/液比的半固態漿料，定向飛行一段距離后沉積在軋輥表面，半固態的漿料經軋輥致密化后成為板帶材。

噴射沉積的優點是制備的合金組織均勻細小，無宏觀偏析，但孔隙率較高，需進行二次熱加工；傳統雙輥薄帶連鑄的優點是省去了鑄錠的制備過程，直接成型，工序較短，但其晶粒尺寸仍和鑄態組織類似，經軋制后雖然晶粒得到破碎，但溶質偏析無法得到改善，對于如2124和7050等高合金化鋁合金無法進行大規模商業化生產，且軋輥需進行冷卻，生產成本較高。噴射軋制技術繼承了噴射沉積和傳統軋制的優點，其顯微組織相對細小、均勻，成分無明顯偏析，可添加較高含量的合金元素，同時，噴射軋制技術制備的板帶材致密度可達100％，無需二次熱加工。由于熔融金屬的熱量在霧化過程已被大量帶走，軋輥無需加裝額外的冷卻裝置，降低了成本，且加工后的板帶材不經退火即可進行二次軋制得到成品，能源利用率高，另外，噴射軋制的工藝流程短，有報道指出其板帶材成品生產速度可達60m/mim，設備較簡單，成本較低，適合大規模工業生產。

噴射軋制技術是一項較新的工藝，國內還未見實用型噴射軋制工藝研究工作的報道。1968年英國A.R.E.Singer教授首先采用噴射沉積方法制備板坯，待板坯冷卻后軋制成帶，但由于噴射沉積板坯孔隙率較高，軋制后帶材缺陷較多，表面質量差，研究無法繼續。2003年美國加利福尼亞大學的Enrique J.Lavernia聯合美國愛達荷國家工程與環境實驗室、美國鋁業公司等開展噴射軋制的合作項目，其在實驗室內成功制備了2124，3003，5083，6111和7050鋁合金帶材，其中2124帶材寬約200mm、厚1.6～6.4mm、長約1800mm，軋輥表面速度為3.8m/min，板型良好，綜合性能優異，幾乎無各向異性。美國鋁業利用該項技術已成功開發出一條噴射軋制生產線，并命名為Micromill生產線，主要生產汽車用鋁合金板材，現已投產并裝車使用，該生產線采用水平式高速噴射軋制技術，與現有鋁合金板材相比，成型性提高40％，強度提高30％，從鋁液到卷板的時間從20天縮短到20min，理論軋制速度可達60m/min，且表面質量優良。但該技術難免會出現現掉粒現象；進而導致材料的收得率不高。

目前，也又研究人員嘗試了立式噴射軋制的技術，但其主要用于制備有母帶的復合板帶或雙金屬薄板帶?？傊侥壳盀橹梗瑑H以液態金屬為原料通過設計特殊的噴嘴，并采用立式噴射軋制金屬材料的相關技術還未見報道。

發明內容：

發明人前期嘗試了常用普通噴嘴，采用立式噴射軋制來實施制備鋁合金板材，但發現其所得產品的質量極不穩定，尤其是所得產品的致密度一般會低于95％。

本發明針對現有技術的不足以及前期研究發現的問題，提供一種噴射軋制設備及其在鋁合金板帶材制備過程中的應用方法。

本發明一種噴射軋制設備，所述噴射軋制設備為立式噴射軋制設備；所述立式噴射軋制設備從上至下依次包括投料口、熔煉室、結晶輥、定位輥、二次軋制輥、轉向輥；所述熔煉室的底部設有線性噴嘴，所述線性噴嘴與熔煉室相連，所述線性噴嘴上設有漏液口和噴氣裝置；所述漏液口包括進液端和出液端，所述出液端呈長方形；