[發明專利]鋁合金薄帶垂直式鑄軋系統及工藝

在審

• 申請號: 202211723806.4
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115921805A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 周紹明;王慶山
• 申請（專利權）人: 重慶鋁道科技有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B22D11/18
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 趙心

本發明涉及鋁合金鑄軋技術領域，具體為鋁合金薄帶垂直式鑄軋系統及工藝，包括至少一對水平放置的鑄軋輥和位于鑄軋輥兩側的側封板，兩側的側封板與鑄軋輥頂部之間的V形區共同圍成鑄軋區熔池；鑄軋區熔池上方設有高度可調節的供料嘴，供料嘴包括保溫層、鑄嘴以及溫控組件，保溫層位于鑄嘴的外側，溫控組件位于保溫層和鑄嘴之間，鑄嘴包括儲液腔和出料口，出料口為細長結構，其橫截面寬度為5?10mm，出料口長度為130?150mm。本發明可以解決現有的鋁合金生產過程中，無法快速的維持系統平衡，導致整體鑄軋速度低的技術問題。

技術領域

本發明涉及鋁合金鑄軋技術領域，具體為鋁合金薄帶垂直式鑄軋系統及工藝。

背景技術

現今在鋁合金鑄軋領域，鑄軋鋁合金的卷料厚度一般都在5-8mm范圍內，人們都希望卷料厚度越薄越好，減少后工序冷軋道次，但鑄軋卷厚度越薄，其技術難度越大，限制條件更多；目前鋁合金鑄軋設備主要有下注式、水平式、傾斜式三種形式，但這三種鑄軋方式都無法克服鋁液進入鑄軋區受到地球重力的影響，其熔池內部液體的傳熱和流動在兩個結晶外殼內有差異，導致坯殼區兩個面的結晶速率不一致，晶粒取向偏向下殼面，進而使得鑄帶組織不均勻，鑄帶表面質量不穩定且存在兩面差異，使用性能不佳，不利于直接進行后續軋制加工。

為了解決這個問題，發明人經過思考決定將立式鑄軋運用于鋁合金加工中，利用重力使得鋁液分布均勻；而公開號為CN101269406B的專利文件也提供了一種鋁合金薄帶坯的連鑄工藝，其鑄軋的兩個鑄輥水平放置，使得兩個鑄輥對鋁合金液體的冷卻均勻對稱，冷凝區液膜的表面形態一致，因此形成的鑄帶坯組織均勻，對后續加工有利。但是發明人發現采用上述鑄軋工藝仍然存在如下技術問題：

1、該熔池結構大而深，無法從外部干涉熔池的流場和溫度，只能靠改變熔體溫度和鑄軋輥冷卻強度，但是這種方式不便于穩定、精確地調整鋁液傳熱、流動、結晶凝固和熱軋制的平衡，主要原因在于在將鋁液鑄軋為鋁帶的過程中，鋁液熔池的溫度起到至關重要的作用，當鑄軋速度提高時，鋁液在熔池內流動變快，如果此時熔體的溫度太高，則會導致鋁液來不及凝固出現漏液的問題，當熔池的溫度太低時，鋁液則容易在熔池內凝固；因此現有的鑄軋速度受到很大的限制；

2、同理由于現有的熔池不便于調節鋁液流動、結晶凝固等條件，導致現有技術無法生產厚度小于1mm的超薄鋁帶。

發明內容

本發明意在提供鋁合金薄帶垂直式鑄軋系統及工藝，可以解決現有的鋁合金生產過程中，無法快速的維持系統平衡，導致整體鑄軋速度低的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

鋁合金薄帶垂直式鑄軋系統，包括至少一對水平放置的鑄軋輥和位于鑄軋輥兩側的側封板，兩側的側封板與鑄軋輥頂部之間的V形區共同圍成鑄軋區熔池；鑄軋區熔池上方設有高度可調節的供料嘴，供料嘴包括保溫層、鑄嘴以及溫控組件，保溫層位于鑄嘴的外側，溫控組件位于保溫層和鑄嘴之間，鑄嘴包括儲液腔和出料口，出料口為細長結構，其橫截面寬度為5-10mm，出料口長度為130-150mm。

技術原理及有益效果：

本發明通過設置帶溫控組件的特殊供料嘴，可以實現根據鑄軋區(熔池)附近的溫度情況實時進行加熱或降溫，保證熔池內的鋁液始終處于半熔融狀態，維持鑄軋過程中的動態平衡，從而實現連續鑄軋。換句話說，調整供料嘴內的鋁液溫度，可以干涉即將形成坯殼區的鋁液溫度，變相地控制坯殼區(鋁液接觸鑄軋輥時立即由熔融狀態凝固為結晶狀)的長度，鑄軋速度提高時，鋁液流動速度變快，導致坯殼區的長度過度減小；如果坯殼區的長度減小到鑄軋輥內部的冷卻液都無法帶走結晶所需釋放的熱量時，鋁液在鑄軋輥封之間來不及凝固，鑄軋機就會出現“漏液”，導致鑄軋無法持續進行；此時通過調整供料嘴中的溫控組件使鋁液溫度降低，加大冷卻強度，使鑄嘴內的鋁液進入半熔固的結晶狀態增多，帶走鑄軋輥來不及帶走的結晶釋放熱，讓熔池內的鋁液處于熔融狀態，保證鑄軋持續進行。