本發(fā)明涉及一種鎂合金連鑄連軋裝置及鎂合金連鑄連軋方法，屬于鎂合金鑄軋技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鎂合金具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、減震性、導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性、易切削性和易回收性等良好的綜合性能，因而成為汽車、摩托車、航天航空和電子通訊等行業(yè)的重要原材料之一。

雙輥鑄軋是將連續(xù)鑄造和軋制結(jié)合，熔體凝固的同時(shí)承受一定量的軋制變形，即直接將金屬熔體鑄軋成板材，對(duì)于汽車、軍工等領(lǐng)域要求高的鎂合金板材，鑄軋后還需通過(guò)冷溫軋工藝，軋制成合格的板材。然而，雙輥鑄軋加工的鎂合金鑄軋板的厚度較大(約6毫米)，且塑性變形量一般僅有3％-5％，后續(xù)軋制工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低、工藝穩(wěn)定性不夠理想。此外，雙輥鑄軋?jiān)诩庸挾容^大的鎂合金鑄軋產(chǎn)品時(shí)，中間與兩邊的厚度容易出現(xiàn)厚度不均，致使鎂合金成品的合格率低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金連鑄連軋裝置及鎂合金連鑄連軋方法，解決現(xiàn)有的雙輥鑄軋加工寬度較大的鎂合金鑄軋成品，容易出現(xiàn)厚度不均致使鎂合金成品合格率低的問(wèn)題；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鑄造機(jī)和熱軋機(jī)在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)，省去了熱軋開(kāi)坯中的鑄坯、銑面、開(kāi)坯等工序，能夠滿足多種規(guī)格板材，產(chǎn)品品質(zhì)良好，且提高了成材率，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；V合金板帶軋制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鎂合金連鑄連軋裝置，包括沿軋制方向依次連接的熔化爐、保溫靜置爐、前液箱；其特征在于，還包括雙帶式鑄造機(jī)、牽引機(jī)和熱軋機(jī)單元；

所述雙帶式鑄造機(jī)包括上下對(duì)置且同步旋轉(zhuǎn)的上環(huán)形鋼帶和下環(huán)形鋼帶，所述上環(huán)形鋼帶和所述下環(huán)形鋼帶之間設(shè)有可調(diào)節(jié)間距的兩個(gè)側(cè)板，所述上環(huán)形鋼帶、下環(huán)形鋼帶和兩個(gè)側(cè)板之間圍合形成熔體流道，所述熔體流道的前端形成進(jìn)料口，其后端形成出料口；

所述雙帶式鑄造機(jī)的進(jìn)料口與前液箱的出料口連接，其出料口通過(guò)所述牽引機(jī)與所述熱軋機(jī)單元的進(jìn)料口連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述雙帶式鑄造機(jī)還包括機(jī)架，安裝在機(jī)架上的動(dòng)力輸出裝置，動(dòng)力輸出裝置具有上下對(duì)置的上輸出軸及下輸出軸，安裝在機(jī)架上且上下對(duì)置的上驅(qū)動(dòng)輪及下驅(qū)動(dòng)輪，安裝在機(jī)架上且上下對(duì)置的上張緊輪及下張緊輪；所述上輸出軸與上驅(qū)動(dòng)輪嚙合,所述上環(huán)形鋼帶安裝于所述上驅(qū)動(dòng)輪和上張緊輪上；所述下輸出軸與下驅(qū)動(dòng)輪嚙合,所述下環(huán)形鋼帶安裝于所述下驅(qū)動(dòng)輪和下張緊輪上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述機(jī)架的進(jìn)料口位置處對(duì)應(yīng)上環(huán)形鋼帶及下環(huán)形鋼帶分別設(shè)有一個(gè)電磁感應(yīng)加熱裝置。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述上驅(qū)動(dòng)輪和下驅(qū)動(dòng)輪的中部分別設(shè)有進(jìn)水管；所述上環(huán)形鋼帶和下環(huán)形鋼帶的背面分別設(shè)有熱管冷卻系統(tǒng)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述機(jī)架上對(duì)應(yīng)上環(huán)形鋼帶及下環(huán)形鋼帶的位置分別設(shè)有五個(gè)均勻分布的支撐輥。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述熱軋機(jī)單元包括五臺(tái)沿軋制方向依次連接的熱軋機(jī)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案：所述雙帶式鑄造機(jī)和牽引機(jī)之間還設(shè)有用于調(diào)節(jié)鎂合金鑄胚的厚度的厚度控制儀；所述熱軋機(jī)單元的出料端還設(shè)有沿軋制方向連接的夾送輥、剪切機(jī)、卷取機(jī)、輸送帶、垛板機(jī)、卸卷機(jī)，從而組成連鑄連軋生產(chǎn)線。

一種鎂合金連鑄連軋方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)提供一種鎂合金連鑄連軋裝置；

2)熔化：在710-730℃的條件下將預(yù)設(shè)配比的鎂合金原料加入熔化爐中，合金化后降溫至700-720℃，得到鎂合金熔體；

3)靜置：將鎂合金熔體由熔化爐轉(zhuǎn)移至保溫靜置爐靜置預(yù)設(shè)時(shí)間；

4)儲(chǔ)存：經(jīng)靜置的鎂合金熔體轉(zhuǎn)移至前液箱儲(chǔ)存；

5)鑄造：調(diào)整雙帶式鑄造機(jī)的兩塊側(cè)板的距離至預(yù)設(shè)寬度；將前液箱中的鎂合金熔體輸送入雙帶式鑄造機(jī)的熔體流道的進(jìn)料口，鎂合金熔體在始終處于移動(dòng)狀態(tài)的熔體流道中進(jìn)行冷卻，使得鎂合金熔體的表面溫度降至550℃以下，從而凝固形成鎂合金鑄坯；

6)熱軋：通過(guò)牽引機(jī)將鎂合金鑄坯輸送入熱軋機(jī)單元進(jìn)行熱軋，得到熱軋鎂合金板。

進(jìn)一步地，步驟5)中，鎂合金熔體進(jìn)入熔體流道前，用靜電沉積的方法在上環(huán)形鋼帶及下環(huán)形鋼帶的表面噴涂一層21nm厚的氮化硼。

進(jìn)一步地，步驟5)中，在進(jìn)水管中通入冷卻水進(jìn)行一次冷卻，水流量調(diào)節(jié)范圍控制在3000-5000l/min，壓力0.15-0.25mpa；在熱管冷卻系統(tǒng)的熱管中注入丙酮并進(jìn)行抽真空處理。

進(jìn)一步地，步驟6)中，熱軋的具體過(guò)程如下：首次熱軋控制溫度位450℃，首次道次壓下率為30％；下次熱軋控制溫度為420℃，道次壓下率為10-15％；第三次熱軋控制溫度為380℃，道次壓下率為10％；第四、五次熱軋控制溫度均為380℃，道次壓下率均為5％。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的鎂合金連鑄連軋裝置由于所述上環(huán)形鋼帶、下環(huán)形鋼帶和兩個(gè)側(cè)板形成熔體流道，鎂合金熔體在熔體流道上鑄軋成鎂合金半成品，兩個(gè)側(cè)板的間隔距離可調(diào)節(jié)，在加工鎂合金鑄軋產(chǎn)品，兩個(gè)側(cè)板的間隔距離根據(jù)鎂合金產(chǎn)品的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)上環(huán)形鋼帶和下環(huán)形鋼帶的壓合力使鎂合金熔體在熔體流道內(nèi)均勻的鑄軋成鎂合金半成品，避免中間與兩邊的厚度不均勻，致使鎂合金成品的合格率低的問(wèn)題，提高了鎂合金成品的合格率。其次，該鎂合金連鑄連軋裝置的熱軋機(jī)單元包括多臺(tái)熱軋機(jī)，兩個(gè)側(cè)板的間隔距離可調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)鎂合金成品的厚度選擇熱軋機(jī)的數(shù)量，根據(jù)鎂合金產(chǎn)品的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)兩個(gè)側(cè)板的間隔距離，因而能夠根據(jù)實(shí)際需要生產(chǎn)不同厚度不同寬度的成品。本發(fā)明還提供一種鎂合金連鑄連軋方法，該方法實(shí)現(xiàn)了鑄軋和軋制在同一條生產(chǎn)線同時(shí)生產(chǎn)，結(jié)合鑄軋的短流程工藝特點(diǎn)，省去了熱軋開(kāi)坯工藝中的鑄坯、銑面、開(kāi)坯等工序，經(jīng)過(guò)后續(xù)的冷/溫軋制工藝，能夠完全滿足多種規(guī)格板材，產(chǎn)品品質(zhì)與熱軋開(kāi)坯接近，成材率從現(xiàn)有的25％，提高到50％以上，軋制長(zhǎng)度可以控制，為后續(xù)爐卷式軋制工藝提供保證，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；V合金板帶軋制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的鎂合金連鑄連軋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的雙帶式鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的雙帶式鑄造機(jī)的立體圖。

圖4為本發(fā)明的雙帶式鑄造機(jī)的側(cè)視圖。

其中：1、熔化爐；2、保溫靜置爐；3、前液箱；4、雙帶式鑄造機(jī)；410、上環(huán)形鋼帶；411、上輸出軸；412、上驅(qū)動(dòng)輪；413、上張緊輪；420、下環(huán)形鋼帶；421、下輸出軸；422、下驅(qū)動(dòng)輪；423、下張緊輪；430、側(cè)板；440、熔體流道；450、電磁感應(yīng)加熱裝置；460、進(jìn)水管；470、熱管冷卻系統(tǒng)；5、厚度控制儀；6、牽引機(jī)；7、熱軋機(jī)；8、夾送輥；9、剪切機(jī)；10、卸取機(jī)；11、輸送帶；12、垛板機(jī)；13、卸卷機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

如圖1至圖4所示，一種鎂合金連鑄連軋裝置，包括沿軋制方向依次連接的熔化爐1、保溫靜置爐2、前液箱3；還包括雙帶式鑄造機(jī)4、牽引機(jī)6和熱軋機(jī)單元；

雙帶式鑄造機(jī)4包括上下對(duì)置且同步旋轉(zhuǎn)的上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420，上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420之間設(shè)有可調(diào)節(jié)間距的兩個(gè)側(cè)板430，上環(huán)形鋼帶410、下環(huán)形鋼帶420和兩個(gè)側(cè)板430之間圍合形成熔體流道440，熔體流道440的前端形成進(jìn)料口，其后端形成出料口；兩個(gè)側(cè)板430的形狀均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它們分別以滑動(dòng)配合的方式套接于上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420之間；當(dāng)調(diào)整至預(yù)設(shè)位置時(shí)，其下端通過(guò)鎖緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

雙帶式鑄造機(jī)4的進(jìn)料口與前液箱3的出料口連接，其出料口通過(guò)牽引機(jī)6與熱軋機(jī)單元的進(jìn)料口連接。

雙帶式鑄造機(jī)4還包括機(jī)架，安裝在機(jī)架上的動(dòng)力輸出裝置，動(dòng)力輸出裝置具有上下對(duì)置的上輸出軸411及下輸出軸421，安裝在機(jī)架上且上下對(duì)置的上驅(qū)動(dòng)輪412及下驅(qū)動(dòng)輪422，安裝在機(jī)架上且上下對(duì)置的上張緊輪413及下張緊輪423；上輸出軸411與上驅(qū)動(dòng)輪412嚙合，上環(huán)形鋼帶410安裝于上驅(qū)動(dòng)輪412和上張緊輪413上；下輸出軸421與下驅(qū)動(dòng)輪422嚙合，下環(huán)形鋼帶420安裝于所述下驅(qū)動(dòng)輪422和下張緊輪423上。

具體的，上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420均傾斜設(shè)置，在豎直方向熔體流道的進(jìn)液口的位置高于出液口的位置，這樣設(shè)計(jì)便于鎂板的輸出；在上驅(qū)動(dòng)輪412、上張緊輪413、下驅(qū)動(dòng)輪422和下張緊輪423的配合下，上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420同步連續(xù)運(yùn)動(dòng)，形成動(dòng)態(tài)流道。

機(jī)架的進(jìn)料口位置處對(duì)應(yīng)上環(huán)形鋼帶410及下環(huán)形鋼帶420分別設(shè)有一個(gè)電磁感應(yīng)加熱裝置450。由于從進(jìn)料口進(jìn)來(lái)的鎂金屬熔體溫度很高，兩者溫差太大的情況下會(huì)對(duì)鋼帶的熱沖擊，使其彎曲，導(dǎo)致鎂板表面不平整；通過(guò)電磁感應(yīng)加熱裝置450對(duì)往返轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼帶進(jìn)行預(yù)熱，減小鋼帶與鎂金屬熔體之間的溫差，減輕鎂金屬熔體對(duì)鋼帶的熱沖擊，使其不至于彎曲，從而保證鎂板表面的平整。

上驅(qū)動(dòng)輪412和下驅(qū)動(dòng)輪422的中部分別設(shè)有進(jìn)水管460；上環(huán)形鋼帶410和下環(huán)形鋼帶420的背面分別設(shè)有熱管冷卻系統(tǒng)470。通過(guò)這樣設(shè)計(jì)，能夠使得鎂金屬熔體的溫度逐漸下降，最終凝固成鎂板鑄坯，使得鋼帶與鎂金屬熔體之間的溫差始終在可控范圍內(nèi)，減輕鎂金屬熔體對(duì)鋼帶的熱沖擊，使其不至于彎曲，保證鎂板表面的平整。

機(jī)架上對(duì)應(yīng)上環(huán)形鋼帶410及下環(huán)形鋼帶420的位置分別設(shè)有五個(gè)均勻分布的支撐輥。這樣設(shè)計(jì)，能夠保證上環(huán)形鋼帶410及下環(huán)形鋼帶420之間形成高度均勻的熔體流道440，進(jìn)一步保證鎂板表面的平整。

熱軋機(jī)單元包括五臺(tái)沿軋制方向依次連接的熱軋機(jī)7。

雙帶式鑄造機(jī)4和牽引機(jī)6之間還設(shè)有用于調(diào)節(jié)鎂合金鑄胚的厚度的厚度控制儀5；熱軋機(jī)單元的出料端還設(shè)有沿軋制方向連接的夾送輥8、剪切機(jī)9、卷取機(jī)10、輸送帶11、垛板機(jī)12、卸卷機(jī)13，從而組成連鑄連軋生產(chǎn)線。

一種鎂合金連鑄連軋方法，包括以下步驟：

1)提供一種鎂合金連鑄連軋裝置；

2)熔化：在710-730℃的條件下將預(yù)設(shè)配比的鎂合金原料加入熔化爐中，降溫至700-720℃，待鎂合金熔化，得到鎂合金熔體；具體的，當(dāng)熔化爐的溫度達(dá)到350攝氏度時(shí)，通入n2、co2、sf6的混合保護(hù)氣體，生成保護(hù)膜的密度系數(shù)為1.6。采用階梯式升溫工藝，當(dāng)溫度達(dá)到730℃時(shí)，將配好的合金加入熔化爐中，其中，合金配方成份的質(zhì)量百分比如下：al：2.5-3.5，si：0.08，ca:0.04，zn：0.6-1.4，mn：0.2-1.0，fe：0.003，cu:0.01，ni:0.001，mg：余量。當(dāng)配好的合金加入熔化爐后，降溫至700℃，采用粗過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行凈化，除去鎂合金熔體的粗大雜質(zhì)。

3)靜置：將鎂合金熔體由熔化爐轉(zhuǎn)移至保溫靜置爐靜置10-20min；在保溫靜置爐內(nèi)還采用精過(guò)濾網(wǎng)對(duì)鎂合金熔體進(jìn)行過(guò)濾，進(jìn)一步過(guò)濾鎂合金熔體的雜質(zhì)，保證鎂合金熔體的純度，進(jìn)而提高鎂合金成品的合格率。

4)儲(chǔ)存：經(jīng)靜置的鎂合金熔體轉(zhuǎn)移至前液箱儲(chǔ)存；

5)鑄造：通過(guò)一導(dǎo)引頭置入熔體流道內(nèi)，前液箱的供料嘴與鋼帶間隙約0.3mm，導(dǎo)引頭與出液嘴前沿距離為60-150mm；通過(guò)導(dǎo)引頭將前液箱中的鎂合金熔體輸送入雙帶式鑄造機(jī)的熔體流道的進(jìn)料口，鎂合金熔體在始終處于移動(dòng)狀態(tài)的熔體流道中進(jìn)行冷卻，使得鎂合金熔體的表面溫度降至530℃以下，從而凝固形成鎂合金鑄坯；

開(kāi)鑄前調(diào)整板厚度及寬度，不同厚度的鑄坯可以通過(guò)調(diào)整鑄造機(jī)上下機(jī)架的距離控制，寬度通過(guò)調(diào)整兩側(cè)邊部側(cè)擋塊的距離控制(厚度范圍15-32mm，雙帶式鑄造機(jī)覆蓋多型號(hào)機(jī)，適應(yīng)1000mm寬度，50mm厚度的要求)。以20×1600mm(厚×寬度)為例，鑄造前鋼帶通過(guò)電磁感應(yīng)加熱至250℃。

鎂合金熔體進(jìn)入熔體流道前，用靜電沉積的方法在上環(huán)形鋼帶及下環(huán)形鋼帶的表面噴涂一層21nm厚的氮化硼。便于鑄坯脫模。

在進(jìn)水管中通入冷卻水進(jìn)行一次冷卻，水流量調(diào)節(jié)范圍控制在3000-5000l/min，壓力0.15-0.25mpa；在熱管冷卻系統(tǒng)的熱管中注入丙酮并進(jìn)行抽真空處理。

6)鎂合金熔體經(jīng)厚度控制儀，厚度控制儀由干燥n2和高熱傳導(dǎo)的he的混合氣體，流量350l/min，板型控制儀裝有熱成像溫度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)寬度方向上某區(qū)域溫度異常，如過(guò)高時(shí)，可調(diào)大該區(qū)覆蓋氣體的流量，將過(guò)高溫度降下來(lái)，以確保板的平整度。

7)熱軋：通過(guò)牽引機(jī)將鎂合金鑄坯輸送入熱軋機(jī)單元進(jìn)行熱軋，得到熱軋鎂合金板。熱軋的具體過(guò)程如下：首次熱軋控制溫度位450℃，首次道次壓下率為30％；下次熱軋控制溫度為420℃，道次壓下率為10-15％；第三次熱軋控制溫度為380℃，道次壓下率為10％；第四、五次熱軋控制溫度均為380℃，道次壓下率均為5％。

8)最終熱軋鎂合金板厚度為9.5mm，板式經(jīng)定尺剪切機(jī)，剪切，經(jīng)輸送帶輸送至垛板機(jī)，完成垛板作業(yè)；

9)卷式經(jīng)卷取機(jī)自動(dòng)卷取，內(nèi)徑為ф610，外徑maxф1650mm，再通過(guò)卸卷機(jī)取卷，完成連鑄連軋過(guò)程。經(jīng)過(guò)后續(xù)離線冷/溫軋制工藝，完全滿足多種規(guī)格板材。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)連鑄連軋?jiān)诰€生產(chǎn)，結(jié)合鑄軋短流程工藝，省去熱軋開(kāi)坯工藝中的鑄坯、銑面、開(kāi)坯等工序。經(jīng)過(guò)后續(xù)的冷/溫軋制，完全滿足多種規(guī)格板材，產(chǎn)品品質(zhì)與熱軋開(kāi)坯接近，成材率從現(xiàn)有的25％，提高到50％以上，軋制長(zhǎng)度可以控制，為后續(xù)爐卷式軋制工藝提供保證，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化鎂合金板帶軋。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。