[发明专利]一种铝合金薄带高速连铸连轧方法及系统

说明书

本发明公开了一种铝合金薄带高速连铸连轧方法及系统，属于冶金加工技术领域，该方法包括将洁净冶炼后的铝合金熔体经高速连铸、热轧或温轧、中间快冷、冷轧卷取得到铝合金薄带。本发明融合了高速铸造、连续热轧、中间快冷、连续冷轧等工序，一次性完成从铸造到冷轧的组织演变。该方法凝固速度快，不仅可以生产普通用铝带，而且可以生产5XXX和6XXX系等高合金含量的铝带，其生产速度可达60～100m/min，生产能耗低，生产节奏快，从铸锭的熔炼到成品的收卷小于8～12h，且污染排放少，具有很大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于冶金加工技术领域，具体涉及一种铝合金薄带高速连铸连轧方法及系统，是基于短流程实现宽幅铝合金薄带高速、高效制造。

背景技术

汽车轻量化、新能源汽车、公共交通、航空航天等都将极大地促进高端铝合金用量的持续稳定增长，高端铝合金需求强劲。同时，随着全球变暖，环境恶化，国内外金属加工行业都向着绿色化、低能耗、低排放、短流程、高效率的方向发展。

目前，中高端铝合金薄带的生产方法主要基于常规流程，将铝液铸成300～600mm厚的铝锭，经切头、铣面、加热、热轧并卷取，然后再进行冷轧和卷取以及后续的热处理。其制造流程从开始到结束耗费的时间长，生产效率低，能耗高，经济效益有待提高。同时，常规铝合金水平铸轧速度约为0.8～1.2m/min(含倾斜方式)，产品厚度多为6～10mm，过程中不能实现快速凝固，晶粒得不到细化，而且水平铸造易于造成合金组织偏析(向下)，一般只能生产1xxx系列及少数的3xxx、8xxx系列合金产品，且产品用途限制于对熔铸品质、性能要求不高的民用领域，如建筑装饰、包装等。相似地，Hazelett双带式连铸连轧技术，典型厚度不大于20mm，铸造速度约为15m/min，铝薄带后续再经过热轧卷取，生产品种同样受限，容易出现偏析。可见，传统铸轧工艺生产速度低、生产品种少等缺陷是亟需解决的。

为加快生产效率、提高产品质量、缩短工艺流程，许多科研机构和科研工作者又进行了大量的尝试。例如，美铝公司专利CN200580010951.6提出了一种短流程高速生产铝薄带的方法，该方法将连续铸造的铝合金薄带冷却到热轧或温轧温度进行轧制，经在线退火或固溶处理，对成品进行卷取；该工艺流程避开了冷轧大变形环节，没有获得累积变形，无法为后续热处理提供初始的能量积累，不利于后续的组织控制和性能控制。又如，重庆大学专利 CN200810098094.5是将高速铸轧的1.0～3.5mm铝合金带直接卷取，无法对铝薄带做进一步调整。再如，东北大学专利201910577706.7提供了一种快速生产铝合金薄带的方法，但过程中经过多次开卷和卷取，延缓了生产周期，铸轧速度在0.3～35m/min。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金薄带高速连铸连轧方法及系统，以解决常规长流程工艺占地面积大、效率低、周转周期长和常规短流程工艺品质低端、效率低下等难题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种铝合金薄带高速连铸连轧方法，包括：将洁净冶炼后的铝合金熔体经高速连铸、热轧或温轧、中间快冷、冷轧卷取制得铝合金薄带。

优选的，洁净冶炼的熔炼对象为铝合金锭或电解铝液，包括有采用纳米细化法进行细化晶粒、采用旋转喷吹法进行除气、及采用过滤进行除渣。

优选的，高速连铸采用密闭浇铸，其浇铸的铝合金熔体温度为650～720℃，铸造速度不低于60～100m/min，铸造铝带厚度为2～5mm、且宽度在1000～2000mm。

优选的，高速连铸具有熔池预冷和铸辊水冷，并控制：熔池预冷带走铝合金熔体0～30％的热量，铸辊水冷的冷却水压力为0.2Mpa～0.5Mpa，铸辊内冷却水入口温度为20～33℃、出口温度为20～40℃。

优选的，高速连铸中还采用有在线风冷，所述在线风冷由气体压力为0.4～0.7MPa的冷风对铸造出的铝带控温在200～550℃。