專利名稱：電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔方法與技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁材加工領域。具體地說是一種由電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔的方法。
現(xiàn)有生產(chǎn)箔材的方法有兩種一種是鋁錠重熔——鑄造錠坯——切頭尾——銑面——錠坯加熱——熱軋——溫軋——冷軋——中間退火——箔軋——成品。這種方法工藝復雜，投資大，成品率低，成本高，在國內只有東北輕合金加工廠、西南鋁加工廠等大企業(yè)采用這種方法生產(chǎn)。另一種方法是鋁錠重熔——連續(xù)鑄軋——冷軋——中間退火——箔軋——成品。這種方法帶坯不需切頭尾、不需銑面，提高了成品率，不需加熱、熱軋，大大縮短了工藝流程，省去了錠坯加熱和熱軋設備，極大地節(jié)約了投資，降低了成本，因此發(fā)展很快。目前全國已有鑄軋機45臺，并且呈快速增長趨勢。但是這種方法生產(chǎn)與電解鋁廠分離，不能銜接。電解鋁廠將鋁液澆注成鋁錠，加工廠又將鋁錠加熱重熔，然后再進行鑄軋……。這就帶來一系列問題，重熔需要耗能，產(chǎn)生二次燒損，以及與之產(chǎn)生其他輔助材料的消耗，無謂耗費了國家的鋁、電及其他材料資源。
本發(fā)明的目的是為了縮短工藝流程，省去重熔工序，避免二次燒損，節(jié)約鋁、電資源及其他物質消耗，提供一種用電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔的方法與技術。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是該電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔方法與技術包括以下步驟①將高溫電解鋁液(920℃以上)直接送至熔煉爐或混合爐②鋁液轉運完畢，取樣分析電解鋁液混合后的化學成分③在電解鋁液中加入廢料和中間合金，將熔體溫度調整到700-760℃范圍
④在熔煉爐或混合爐中采用CCl4或N2-Cl2進行第一次精煉精煉載體CCl4無水分；浸泡CCl4的泡沫輕質磚在350℃左右的加熱爐中加熱6小時以上；精煉載體N2-Cl2氯含量15-18％，氮氯無水分，氮氣中所中氧含量≤2PPm；精煉時間≥8分鐘⑤將熔煉爐或混合爐中經(jīng)過一次精煉的熔體導入靜置爐中，調整溫度至750°±5℃，在靜置爐中用N2-Cl2進行第二次精煉，精煉時間≥10分鐘⑥精煉凈化后的鋁熔體加入Al-Ti-B絲進行在線變質變質工藝技術要求a.對變質劑的要求采用Al-Ti-B絲進行變質處理Al-Ti-B絲成分要求含Ti 4.95-5.35％，B 0.98-1.05％，F(xiàn)e≤0.2％，Si≤0.35％；Al-Ti-B絲相組織要求TiAl3尺寸≤125μm，尺寸在20-27.5μm范圍內的相對數(shù)量多，90-110μm范圍內的相對數(shù)量少，TiAl3為塊狀，不允許以針狀存在，分布均勻；TiB2團塊尺寸≤7.5μm，均勻彌散分布b.變質工藝Al-Ti-B絲加入時的熔體溫度為730±5℃Al-Ti-B絲加入量1.4-1.8‰；⑦進一步采用泡沫陶瓷過濾片(雙級過濾)進行凈化處理泡沫陶瓷過濾(雙級過濾)上游陶瓷過濾片為PPi40，厚度≥50mm；下游陶瓷過濾片為PPi60，厚度為≥25mm，上下游過濾可緊靠在一起，正常過濾前后落差≥10mm，最大單位過濾速度Qmg＝Um/F有效≤0.062kg/cm2、min其中F有效-有效過濾面積，Um-最大過濾速度經(jīng)精煉、過濾等熔體凈化控制技術處理，要求熔體中氣體含量≤0.12ml/100gAl，
熔體中的非金屬夾雜顆粒基本除去；⑧變質凈化后進入鑄軋機鑄軋帶卷，鑄軋工藝條件鑄軋輥縫6.0-7.0mm鑄軋(前箱)溫度690-710℃鑄軋速度600-1200mm/min冷卻強度進水溫度≤30℃，出口溫度≤40℃鑄軋帶卷技術要求鑄軋帶卷晶粒度≤2級；板面無裂紋，無通條氣道、劃溝、小裂口，金屬或非金屬壓入等嚴重缺陷⑨將帶卷料冷軋至0.5-0.6mm箔毛料，再經(jīng)中間退火⑩箔軋——分切——退火——成品檢驗。
上述電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔方法與技術生產(chǎn)的鋁箔包括如下合金1000系、3003、8011。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著特點和效果是1、傳統(tǒng)鑄軋需先將鋁錠重熔，要消耗大量能源及其他原輔材料，產(chǎn)生二次燒損；本發(fā)明則將電解鋁液直接鑄軋，取消了重熔工序，縮短了工藝過程，大大節(jié)約了鋁、電等資源，噸產(chǎn)品可增創(chuàng)效益800元以上。
2、傳統(tǒng)鑄軋將鋁液溫度控制在700-760℃之間，超過該溫度范圍即為過熱，會引起鑄軋帶卷晶粒粗大，表面出現(xiàn)蹄形裂紋，帶板內發(fā)生氣道、夾渣嚴重等缺陷；本發(fā)明采用熔體凈化控制技術、微觀組織控制技術、鑄軋工藝參數(shù)優(yōu)化技術、箔軋工藝優(yōu)化技術等消除了熔體過熱造成的影響，可直接采用高溫電解鋁液鑄軋，所生產(chǎn)的箔材質量優(yōu)于或相當于傳統(tǒng)鑄軋法生產(chǎn)的箔材。
3、原有鑄軋著重于上新設備、新技術，如為了提高熔體凈度，即采用snif、ALPUr、mint等設備進行在線精煉；而本發(fā)明則著重于研究工藝的合理性、有效性，著重于每一個過程每一種方法的控制與優(yōu)化技術，不增添設備的基礎上取得最佳效果。
實施例
在Φ650×1600mm標準型Hunter鑄軋機和1450mmFata制造的板帶冷軋機、1625mmFata制造的箔軋機及其他輔助設備組成的全套生產(chǎn)線上實施了本發(fā)明的整套技術。
電解鋁液出爐時溫度930℃，轉運至熔煉爐最高溫度890℃，共計鋁液8.27t，全部鋁液轉運完畢耗時3.5小時。電解鋁液混合后的化學成分，F(xiàn)e0.12％，Si0.05％，氣體含量1.5ml/100gAl。
在電解鋁液中加入18％廢料和中間合金，調整溫度和化學成分，使溫度調整到700-760℃范圍，主要化學成分為Fe+Si＝0.48％。
如1 1A35、1A45合金符合表1規(guī)定<
>注表中Al為最低限，其余元素為最高限。其他系指未列出或未規(guī)定數(shù)值的金屬元素。
在熔煉爐和靜置爐中分別采用CCl4和N2-Cl2精煉。在靜置爐用N2-Cl2精煉后，氣體含量為0.10ml/100gAl。
精煉凈化后的鋁熔體加入Al-Ti-B絲進行變質，同時進一步采用雙級陶瓷過濾片進行凈化處理。變質條件為熔體溫度725-730℃，加入量1.5‰。變質凈化后進入鑄軋機鑄軋，鑄軋工藝條件鑄軋輥縫6.5mm，鑄軋區(qū)49mm，帶坯寬度1050mm，鑄軋前箱溫度695±5℃，鑄軋速度920-930mm/min，冷卻水進口溫度18℃，出口溫度27-29℃。技術要求為鑄軋帶卷尺寸厚＝6.0～8mm，0＜凸度≤1％，橫向同板差≤0.04mm，縱向差＜±1％，每米長度范圍內＜±0.5％，鑄軋帶坯兩卷，計重4.3t、4.4t。隨后將這兩卷料冷軋至0.5mm——中間退火(退火后晶粒度1級)——箔軋至0.007mm箔材。
箔軋前中間退火工藝制度如表2
表2 箔軋前毛料退火制度
箔軋道次分配(對0.007mm箔材)0.5-0.24-0.125-0.063-0.031-0.015-0.007雙合軋制道次工藝參數(shù)入口厚度2×0.015mm出口厚度2×0.007mm軋制速度336-395m/min單位張力58.8-30.1N平均載荷1.314MN油壓3.0-4.0MPa油溫45-60℃最后，將箔材分切、退火，得箔材成品5.47t，綜合成品率達62.9％。
上述由電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔包括如下合金1000系、3003、8011。
實驗結果電解鋁液直接鑄軋料與鋁錠重熔正常鑄軋料比較如下1A45鑄軋晶粒度比較電解鋁液直接鑄軋料晶粒為細小均勻的等軸晶組織，晶粒度一級；鋁錠重熔正常鑄軋料亦為一級晶粒，兩者完全相當。
表3 1A45合金鑄軋帶坯力學性能比較
<p>電解鋁液直接鑄軋帶坯力學性能均相應地高于鋁錠重熔正常鑄軋帶坯的力學性能。
表4 冷軋至0.5mm硬狀態(tài)下力學性能比較
*正常鑄軋料90°、45°方向力學性能未做從0°方向所做性能試驗看，兩者基本相當。
1A45合金0.5mm中間退火后晶粒組織比較電解鋁液直接鑄軋試樣中間退火后晶粒細小均勻，一級晶粒，與鋁錠重熔正常生產(chǎn)的0.5mm中間退火后晶粒相同。
表5 0.5mm中間退火后力學性能比較
*正常鑄軋料未做45°方向性能電解鋁液直接鑄軋與鋁錠重熔正常生產(chǎn)料比較抗拉強度基本相當，延伸率90°方向稍低，而0°方向略高。
表6 軋至0.007mm箔材與國家標準及兩者針孔率比較
其針孔率遠優(yōu)于國家標準關于優(yōu)級品的規(guī)定，與鋁錠重熔正常生產(chǎn)料比較稍高，但符合正常波動范圍。
表7 0.007mm箔退火后力學性能比較
電解鋁液直接鑄軋與鋁錠重熔正常生產(chǎn)料比較，抗拉強度基本相當，延伸率稍高。
權利要求
1.一種由電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)優(yōu)質鋁箔方法與技術，其特征在于它包括如下步驟①將高溫電解鋁液(920℃以上)直接送至熔煉爐或混合爐②鋁液轉運完畢，取樣分析電解鋁液混合后的化學成分③在電解鋁液中加入廢料和中間合金，將熔體溫度調整到700-760℃范圍④在熔煉爐或混合爐中采用CCl4或N2-Cl2進行第一次精煉，精煉載體CCl4無水分；浸泡CCl4的泡沫輕質磚在350℃左右的加熱爐中加熱6小時以上；精煉載體N2-Cl2氯含量15-18％，氮氯無水分，氮氣中所中氧含量≤2PPm；精煉時間≥8分鐘⑤將熔煉爐或混合爐中經(jīng)過一次精煉的熔體導入靜置爐中，調整溫度至750°±5℃，在靜置爐中用N2-Cl2進行第二次精煉，精煉時間≥10分鐘⑥精煉凈化后的鋁熔體加入Al-Ti-B絲進行在線變質變質工藝技術要求a.對變質劑的要求采用Al-Ti-B絲進行變質處理Al-Ti-B絲成分要求含Ti 4.95-5.35％，B 0.98-1.05％，F(xiàn)e≤0.2％，Si≤0.35％；Al-Ti-B絲相組織要求TiAl3尺寸≤125μm，尺寸在20-27.5μm范圍內的相對數(shù)量多，90-110μm范圍內的相對數(shù)量少，TiAl3為塊狀，不允許以針狀存在，分布均勻；TiB2團塊尺寸≤7.5μm，均勻彌散分布b.變質工藝Al-Ti-B絲加入時的熔體溫度為730±5℃Al-Ti-B絲加入量1.4-1.8‰；⑦進一步采用泡沫陶瓷過濾片(雙級過濾)進行凈化處理泡沫陶瓷過濾(雙級過濾)上游陶瓷過濾片為PPi40，厚度≥50mm；下游陶瓷過濾片為PPi60，厚度為≥25mm，上下游過濾可緊靠在一起，正常過濾前后落差≥10mm，最大單位過濾速度Qmg＝Um/F有效≤0.062kg/cm2、min其中F有效-有效過濾面積，Um-最大過濾速度經(jīng)精煉、過濾等熔體凈化控制技術處理，要求熔體中氣體含量≤0.12ml/100gAl，熔體中的非金屬夾雜顆?；境?；⑧變質凈化后進入鑄軋機鑄軋帶卷，鑄軋工藝條件鑄軋輥縫6.0-7.0mm鑄軋(前箱)溫度690-710℃鑄軋速度600-1200mm/min冷卻強度進水溫度≤30℃，出口溫度≤40℃鑄軋帶卷技術要求鑄軋帶卷晶粒度≤2級；板面無裂紋，無通條氣道、劃溝、小裂口，金屬或非金屬壓入等嚴重缺陷⑨將帶卷料冷軋至0.5-0.6mm箔毛料，再經(jīng)中間退火⑩箔軋——分切——退火——成品檢驗。
2.根據(jù)權利要求1所述的電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)優(yōu)質鋁箔方法與技術，其特征在于生產(chǎn)的鋁箔包括如下合金1000系、3003、8011。
全文摘要
一種電解鋁液直接鑄軋生產(chǎn)鋁箔方法與技術,其主要步驟為:高溫電解鋁液→熔煉爐(或混合爐)→取樣分析成分→加入廢料和中間合金→第一次精煉→導爐→調整溫度至750±5℃→第二精煉→Al—Ti—B絲變質→陶瓷過濾→鑄軋帶卷→冷軋成箔毛料→中間退火→箔軋→分切→箔材成品。該方法與技術縮短工藝流程,省去重熔工序,避免二次燒損,節(jié)約鋁、電資源及其他物質消耗,所生產(chǎn)的箔材質量優(yōu)于或相當于傳統(tǒng)鑄軋法生產(chǎn)的箔材。
文檔編號B21B1/46GK1254624SQ9812256
公開日2000年5月31日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權日1998年11月20日
發(fā)明者肖立隆, 郭士安, 李建榮, 梁寶仁, 宗禹田, 張學平, 陳建林, 劉富元, 段瑞芬, 侯波 申請人:西北鋁加工廠