[发明专利]一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法

说明书

一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，包括炉料的选择和熔炼、在线超声细化处理、轧前电磁细化处理、轧辊冷却控制、轧制获得细晶坯料步骤。本方法通过熔炼工序降低了晶粒在保温炉中长大的可能性；通过超声细化、电磁细化工序使熔体晶粒得到了两次细化；通过轧辊对坯料的冷却轧制，并控制轧制厚度最终获得细晶粒的铸轧坯料。本发明的方法，能够在不使用细化剂的情况下得到细晶粒的铸轧坯料，极大地降低了细化剂的采购成本，其经济效益显著；同时，本发明避免了使用细化剂所带来的潜在质量风险，从而保证了轧制坯料的质量。

技术领域

本发明涉及铝加工技术领域，尤其是涉及一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法。

背景技术

在现有金属材料加工技术领域内，理想的金属凝固组织应该均布有细小的等轴晶粒，而晶粒度则是评价铸轧带坯质量的一项关键指标。晶粒度越细小和均匀，铸轧带坯的常温力学性能、塑性和韧性也越好。

当前的铝铸轧生产工艺是通过向铝熔体内添加细化剂并配合相关轧制工艺，来满足产品对晶粒度的要求。常用的细化剂有：铝钛硼、铝钛碳、钛添加剂、铝钛中间合金等。这些细化剂价格高、有时效性，并且对熔体温度和加入方式要求较高，使用不当，不仅造成材料浪费、成本上升，还会对产品质量造成影响。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，其目的在于：不使用细化剂而得到细晶粒的铸轧坯料，从而降低材料成本，并避免了添加细化剂所带来的潜在质量风险。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种不加细化剂获得铝铸轧坯料细晶的方法，包括以下步骤：

S1：炉料的选择和熔炼：熔炼炉冷料的加入量为60-70%，熔炼温度740-750℃，经配料、精炼、静置、扒渣后导炉，导炉温度控制在735-745℃，配料使用中间合金；保温炉导炉后精炼一次，然后每隔2小时精炼一次，直至下次导炉；每次精炼前均往炉中均匀加入占炉内熔体总量2.5%-3.5%的同牌号冷料，保温炉温度控制在730-740℃；

S2：将除气箱入口处的熔体温度控制在710-720℃，使用超声细化装置对流经该处的熔体进行在线超声细化处理；

S3：在铸轧前，使用电磁细化装置对铸嘴处的熔体进行电磁细化处理；

S4：对铸轧辊进行冷却，使轧制坯料的降温速度达到10²-10³℃/S；

S5：控制轧制坯料的厚度，获得细晶坯料。

进一步地改进技术方案，在S1步骤中，所述中间合金为铝硅合金、或铝铁合金。

进一步地改进技术方案，所述超声细化装置包括多个超声波发射器，多个超声波发射器设置在除气箱入口流槽底面的中心位置，且呈线型排列；超声波发射器的工作频率为20～25kHz。

进一步地改进技术方案，所述电磁细化装置包括多组电磁波发射器；每组电磁波发射器由感应线圈和绝缘支撑体组成，其中，感应线圈缠绕在绝缘支撑体上，在绝缘支撑体的内部设有中空的冷却风道；多组电磁波发射器对称地设置在铸嘴的上下铸嘴片上，且电磁波发射器的长度与铸嘴的长度一致；所述电磁波发射器的工作频率为100-220Hz。

进一步地改进技术方案，在S4步骤中，辊内冷却水回水温度控制在25-30℃，且进回水温差小于2℃；使用液氮冷却装置对辊外表面进行连续冷却。

进一步地改进技术方案，所述液氮冷却装置设置在轧制入口侧，包括混合分配罐、一对导流槽和一对喷管；所述混合分配罐连接有液氮源和压空源，用于提供冷却源；混合分配罐通过一对输送管分别与一对喷管连通；在喷管上排列设置有多个喷头，一个喷管上的喷头朝向上轧辊，另一个喷管上的喷头朝向下轧辊；所述导流槽设在喷管外部，用于收集并导出喷管外壁产生的冷凝水。