[发明专利]一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法

说明书

本发明涉及一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法，该方法为先精炼铝合金熔体，采用表面有纳米石墨涂层润滑的水冷铸辊对其进行双辊式薄板坯连续铸轧，获得连续铸轧薄板坯；进行热平整、补热均温处理、保温、开卷进行热精轧。本发明的方法省去传统铸锭热轧开坯法的半连续铸造、铣面、均匀化热处理、热粗轧、中间退火等工序，铝合金板带成材率明显提高20％以上，生产周期由原来的20天缩短到0.5天左右，生产效率显著提高；在提高生产工艺连续性的同时降低生产成本30％以上、减少碳/硫化物等污染物排放50％以上，产生大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法，属于材料冶金技术领域。

背景技术

近几十年来，国内外金属加工界一直围绕着节约能源、降低排放、降低生产成本、提高生产效率及成材率，改进产品质量来开发新技术，以达到长期且持续地节能减排、提高质量的目的。目前，铝合金板坯主要采用半连续铸造方法制备大扁锭通过轧制获得，铸锭厚度超过600mm，长度约6-8m，这种大铸锭内部成分均匀性差，生产周期长，切头、铣面等工序后成材率不足70％，热处理能耗高、污染物排放多是提高铝材质量、降低生产成本的巨大障碍。

薄板坯连续铸轧技术是将液态金属直接注入由两个内部通水冷却的铸轧辊和铸嘴构成的封闭铸轧区内，并随铸轧辊的旋转直接制备半成品或成品板坯的一种工艺，其特点是在极短的时间内完成从液态金属到固态板坯的亚快速非平衡凝固过程，且液态金属在结晶凝固的同时承受压力加工和塑性变形。薄板坯连续铸轧技术被认为是最有可能颠覆传统金属材料制造流程长、成本高、能耗高、质量差、排放多、成材率低现状的一项革命性技术，与传统的板带生产流程相比，薄板坯铸轧工艺可节约产线投资80％、降低生产能耗50％、减少COx、NO_X、SO_X等有害气体排放50％以上、节约生产成本30％以上、提高成材率20％以上。与此同时，薄板坯铸轧技术提供了一种具有工业化应用前景的极端制备条件，其基于亚快速凝固的非平衡组织特征、合金元素的过饱和固溶以及特殊的均匀化组织结构，为工业化规模下开发和设计宽幅、均质、高质量、低成本、易于进一步加工的合金带材提供了全新的技术手段，并为新型合金的设计及性能的大幅提升提供了全新的可能。但目前的铸锭-热轧工艺存在有大尺寸铝合金板锭厚度方向成分差异大、微观组织不均匀、成材率低等缺陷是亟需要解决的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术大尺寸铝合金板锭厚度方向成分差异大、微观组织不均匀、成材率低等难题，本发明提供一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法，该方法的工艺流程短，投资成本低，能耗排放低，板坯质量高及成材率高的铝合金板带材生产方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种薄板坯连续铸轧生产高性能铝合金板带材的方法，其包括如下步骤：

S1、按照所铸铝合金薄板坯的标准成分配料，先将铝锭全部熔化后，依次加入所需中间合金，随后将铝水转移到保温静置炉中进行静置处理，降温后获得温度稳定的精炼铝合金熔体；

S2、采用表面有纳米石墨涂层润滑的水冷铸辊对所述精炼铝合金熔体进行双辊式薄板坯连续铸轧，获得厚度为15～100mm的连续铸轧薄板坯；

S3、在铸轧机的出口处设置一对具有热平整功能的夹送辊，对得到的连续铸轧薄板坯进行热平整，获得板形、厚度良好的薄板坯铸轧卷；

S4、将所述薄板坯铸轧卷在隧道炉或保温炉中进行补热均温处理，

S5、薄板坯铸轧卷在隧道炉中保温后，开卷进行热精轧。

在一优选地实施方案中，在步骤S1中，所述铝合金薄板坯包括1100、3003、5182、6022、7075系铝合金薄板坯。