[发明专利]一种铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括结晶系统和轧制系统，结晶系统和轧制系统之间安装有夹送辊（8）；结晶系统包括结晶辊、预载压下机构（6），结晶辊包括第一结晶辊（1）、第二结晶辊（4），第一结晶辊（1）的内部、第二结晶辊（4）的内部均设置有冷却槽（18），第二结晶辊（4）安装于第一结晶辊（1）的上方，第二结晶辊（4）安装预载压下机构（6）；第一结晶辊（1）、第二结晶辊（4）与夹送辊（8）之间设置有冷却机构（5），冷却机构（5）包括冷却一区（12）和冷却二区（13），冷却一区（12）和冷却二区（13）相邻设置，冷却一区（12）靠近结晶辊；冷却一区（12）的内部和冷却二区（13）的内部均设置多个输送管道（24），输送管道（24）上设置有多个压力调节阀（23）；轧制系统内部设置有轧制辊系（9）；

所述结晶辊的侧面安装有保温材（2），保温材（2）与所述结晶辊贴合，保温材（2）与冷却机构（5）位于结晶辊相对的两侧；保温材（2）内嵌石墨板（17）；

所述冷却一区（12）的冷却介质为压缩气体，所述冷却二区（13）的冷却介质为冷却水或液态乳液；所述冷却一区（12）的冷却介质经喷嘴后，冲击于带坯上下表面同一位置线处，所述冷却二区（13）的冷却介质经喷嘴后，冲击于带坯上下表面不同位置线处，以增强带坯冷却强度并调控带坯表面温度；

所述预载压下机构（6）用于在初始成型阶段对第二结晶辊（4）施加轧制力并在正常凝固阶段减小轧制力，金属在无轧制力下凝固。

2.根据权利要求1所述的铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置，其特征在于，所述结晶系统包括机架（7），第一结晶辊（1）与机架（7）的顶部连接，第二结晶辊（4）与机架（7）的底部固定连接；机架（7）的顶部和底部分别安装有一个固定式辊面润滑喷射机构（3），两个固定式辊面润滑喷射机构（3）分别安装于第一结晶辊（1）、第二结晶辊（4）的侧面；第一结晶辊（1）的材质、第二结晶辊（4）的材质均为高强钢或铜合金或铝合金。

3.根据权利要求2所述的铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置，其特征在于，所述第一结晶辊（1）的中心与第二结晶辊（4）的中心的连线与水平面的夹角为75°～90°。

4.根据权利要求2所述的铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置，其特征在于，所述机架（7）安装有两个结晶系统移动式清洁辊刷，一个移动式清洁辊刷与第一结晶辊（1）的外表面接触，另一个结晶系统移动式清洁辊刷与第二结晶辊（4）的外表面接触。

5.根据权利要求1-4任一项所述的铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（一）将经过精炼、扒渣、搅拌、静置处理后的合金熔体输送到保温材（2）内；（二）将第一结晶辊（1）内部的冷却槽、第二结晶辊（4）内部的冷却槽分别通入冷却水并使第一结晶辊（1）、第二结晶辊（4）连续转动，合金熔体流到第一结晶辊（1）与第二结晶辊（4）之间的区域前形成铸坯，第二结晶辊（4）对铸坯施加预载力，得到带坯；（三）打开冷却机构（5），带坯依次经过冷却一区（12）、冷却二区（13）、夹送辊（8），得到板坯，板坯经过轧制辊系（9）得到能够卷曲的带材；

步骤（二）中合金熔体流到第一结晶辊（1）与第二结晶辊（4）之间的温度为680℃～760℃；步骤（三）中带坯经过冷却一区（12）、冷却二区（13）、夹送辊（8）的速度为0.5m/min～60m/min，带坯经过夹送辊（8）的温度为350℃～600℃，带坯经过夹送辊（8）的平整压下量范围为3％～30％；步骤（三）中板坯经过轧制辊系（9）的温度为250℃～550℃，板坯经过轧制辊系（9）的道次压下率范围为30％～70％；

在初始成型阶段，步骤（二）中铸坯到达第二结晶辊（4）时，铸坯经过第二结晶辊（4）的速度为0.5～1.5m/min，第二结晶辊（4）对铸坯施加的预载力为1kN/mm～20kN/mm；由初始成型过渡到稳定成型阶段后，铸坯到达冷却机构（5）前，铸坯经过第二结晶辊（4）的速度为2～60m/min，第二结晶辊（4）对铸坯施加的预载力为0～5kN/mm；带坯的厚度为1～15mm。

6.根据权利要求5所述的铝合金薄板液态连续凝固成型的制备装置的制备方法，其特征在于，所述冷却一区（12）的冷却介质经过独立喷嘴以0.5MPa～5MPa的压力、与水平面呈10°～90°的角度冲击到带坯的上表面和下表面。