立式半固態鑄軋裝置及鑄軋方法與流程

2023-05-07 07:23:21 2

本發明涉及鋁合金鑄軋裝備及製造技術領域，特別涉及一種立式半固態鑄軋裝置及鑄軋方法。

背景技術：

目前，工業用高品質鋁合金板帶材的供料方式主要有直冷鑄造法、鑄軋法和連鑄連軋法。其中，直冷鑄造法的工序主要包括：半連續鑄錠、切頭、銑面、加熱、熱軋、中間退火、冷軋、熱處理等，生產工序繁多，多次的加熱導致能量消耗高，生產周期長，效率低，設備投資大；(臥式雙輥)鑄軋法是將一對逆向旋轉的水冷鑄軋輥作為結晶器，省去了中間的切頭、銑面、再加熱、熱軋、中間退火等工序，由液態金屬直接澆入兩輥縫之間加工成金屬成品或半成品的一種加工工藝，在鑄軋輥的冷卻和一定壓力的軋製作用下，可以直接生產出6mm－8mm厚的板帶；連鑄連軋法是將一對相向旋轉內部水冷的薄鋼帶作為結晶器，將液態金屬直接澆入兩條鋼帶之間加工成半成品板坯的一種加工工藝，板坯厚度約為15mm－23mm，在板坯出口處設置二機架或三機架熱連軋機，以降低板坯的厚度，隨後對熱軋後的板坯進行捲曲。綜上，與直冷鑄造法和連鑄連軋法相比，鑄軋法具有短流程、低能耗、生產周期短、生產效率高、投資小等優勢。

但是，工業上製備合金元素含量高的合金板坯時，由於所添加的合金元素種類較多，含量較高，因此存在嚴重的宏觀偏析及微觀偏析現象；此外，傳統的臥式雙輥鑄軋法生產板坯的速度為0.7m/min－1.2m/min，鑄軋速度相對還是較慢，可變範圍較窄，從而對鋁合金板材的生產效率還是有所影響；並且，水平設置的流槽導致鋁合金熔體流動速度較慢，當鋁合金熔體固相率較高時，容易造成鑄嘴堵塞，鑄軋失敗。

因此，從而提供一種生產效率高、鑄嘴堵塞風險低、且能夠避免宏觀偏析及微觀偏析現象的鑄軋裝置及鑄軋方法，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種立式半固態鑄軋裝置及鑄軋方法，以解決現有的鑄軋法生產效率較低、鑄嘴容易堵塞且存在嚴重的宏觀偏析及微觀偏析現象的技術問題。

本發明提供一種立式半固態鑄軋裝置，包括：平臺，所述平臺的上端設有流槽；所述平臺的下端設有鑄嘴，且所述鑄嘴與所述流槽連通；所述鑄嘴的出口處水平對稱設置有左鑄軋輥和右鑄軋輥，且所述鑄嘴的出口高度在所述左鑄軋輥和所述右鑄軋輥的中心線以上；所述鑄嘴的內部沿寬度方向設置有分流塊；所述左鑄軋輥和所述右鑄軋輥的輥套內部均通有冷卻水。

實際應用時，所述左鑄軋輥連通有左冷卻模塊，所述右鑄軋輥連通有右冷卻模塊；所述左冷卻模塊和所述右冷卻模塊管路上均設置有水流調節器。

其中，所述鑄嘴臨近所述左鑄軋輥和所述右鑄軋輥處分別設置有側封板。

具體地，所述流槽上設置有加熱器。

進一步地，所述左鑄軋輥與所述右鑄軋輥之間的開口度為0.5mm－20mm。

實際應用時，所述左鑄軋輥和所述右鑄軋輥的下方還設有導引板，所述導引板的末端設有剪切裝置，且所述剪切裝置位於水平輥道支架上；所述水平輥道支架上且位於所述剪切裝置的下遊還裝設有軋機，所述軋機與所述剪切裝置之間鋪設有水平輥道。

其中，所述立式半固態鑄軋裝置還包括：脈衝電源裝置，所述脈衝電源裝置通入所述流槽內；所述脈衝電源裝置的頻率為10Hz－50Hz，電流密度為0.1－0.5A/mm2。

相對於現有技術，本發明所述的立式半固態鑄軋裝置具有以下優勢：

本發明提供的立式半固態鑄軋裝置，包括：平臺，平臺的上端設有流槽；平臺的下端設有鑄嘴，且鑄嘴與流槽連通；鑄嘴的出口處水平對稱設置有左鑄軋輥和右鑄軋輥，且鑄嘴的出口高度在左鑄軋輥和右鑄軋輥的中心線以上；鑄嘴的內部沿寬度方向設置有分流塊；左鑄軋輥和右鑄軋輥的輥套內部均通有冷卻水。由此分析可知，本發明提供的立式半固態鑄軋裝置中，由於鑄嘴的內部沿寬度方向設置有分流塊，因此能夠使得半固態熔體的流量和溫度在軋輥的寬度方向上均勻分布，由於鑄嘴兩側設置有左、右冷卻模塊及左、右鑄軋輥，且左、右冷卻模塊及左、右鑄軋輥內部均通有冷卻水，因此能夠通過控制內部冷卻水的流量來控制半固態熔體的固相率；同時，立式鑄軋充分發揮了半固態漿料的流動性能，並以普通臥式鑄軋幾倍的速度進行鑄軋生產，從而能夠得到特殊微觀組織的鋁合金板帶材；並且，立式半固態鑄軋法製備的鋁合金板帶材，其中心線合金元素偏析缺陷明顯減輕，從而本發明提供的立式半固態鑄軋裝置能夠在提高板帶材生產效率的同時，顯著降低熔體的過熱度，獲得與傳統鑄軋方法不同的近球形或者非樹枝晶微觀組織，改善了板帶的中心線合金元素偏析缺陷，並能夠有效地細化晶粒，最終提高板帶材的綜合力學性能。

本發明還提供一種立式半固態鑄軋方法，使用了如上述任一項所述的立式半固態鑄軋裝置，並包括如下步驟：將鋁合金料按照含量的比例進行配料，並在熔煉爐中進行熔煉，隨後進行除氣、精煉、扒渣後在靜置爐中將熔體進行降溫，當熔體溫度降至液相線的溫度附近時，將鋁合金熔體通過所述流槽輸送入所述鑄嘴，進行立板，立板成功後將鑄軋速度提高並進行穩定鑄軋；同時，控制熔體到達所述鑄嘴入口時的溫度，並控制流入所述左鑄軋輥和所述右鑄軋輥輥套內的冷卻水流量、鑄軋速度和所述鑄嘴中的所述分流塊高度。

實際應用時，具體包括如下步驟：配料熔煉：根據所需要的鋁合金板帶材的設計成分，將含有要添加各種合金元素的中間合金進行配比和稱重，待所述熔煉爐的爐溫升至200℃後，將坩堝內襯刷上二氧化鈦保護層，放入純鋁原料，當鋁液溫度達到設定溫度值時，按順序加入各中間合金並保溫，使中間合金可以充分熔化，之後對熔化好的熔體進行扒渣、攪拌，轉入所述靜置爐靜置後，對熔體進行精煉除氣處理；烘烤流槽：採用液化氣噴槍加熱設備對所述流槽進行烘烤，烘烤時間約為10min，待所述流槽變紅，並充分預熱乾燥、無潮氣，溫度高於鋁合金熔體時，開始進行鑄軋；鑄軋：將經過精煉和除氣處理的鋁合金熔體通過乾燥的所述流槽導入所述鑄嘴，進行立板操作，通過對鑄軋速度的控制，使得鑄軋板帶的表面形成具有一定厚度的凝固殼。

其中，單位寬度鑄軋輥冷卻水流量為0.06m3＊h/mm－1.36m3＊h/mm，鑄軋速度為1.0m/min－70m/min，鑄軋溫度為600℃－660℃，鑄軋區長度為60mm－120mm。

相對於現有技術，本發明所述的立式半固態鑄軋方法具有以下優勢：

本發明提供的立式半固態鑄軋方法，使用了如上述任一項所述的立式半固態鑄軋裝置，並包括如下步驟：將鋁合金料按照含量的比例進行配料，並在熔煉爐中進行熔煉，隨後進行除氣、精煉、扒渣後在靜置爐中將熔體進行降溫，當熔體溫度降至液相線的溫度附近時，將鋁合金熔體通過流槽輸送入鑄嘴，進行立板，立板成功後將鑄軋速度提高並進行穩定鑄軋；同時，控制熔體到達鑄嘴入口時的溫度，並控制流入左鑄軋輥和右鑄軋輥輥套內的冷卻水流量、鑄軋速度和鑄嘴中的分流塊高度。由此分析可知，本發明提供的立式半固態鑄軋方法，通過控制適當的鑄軋溫度、鑄軋速度、輥縫開口度和冷卻條件的組合，從而能夠得到特殊微觀組織的鋁合金板帶材；並且，立式半固態鑄軋法製備的鋁合金板帶材，其中心線合金元素偏析缺陷明顯減輕，從而本發明提供的立式半固態鑄軋方法能夠在提高板帶材生產效率的同時，顯著降低熔體的過熱度，獲得與傳統鑄軋方法不同的近球形或者非樹枝晶微觀組織，改善了板帶的中心線合金元素偏析缺陷，並能夠有效地細化晶粒，最終提高板帶材的綜合力學性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置的局部放大結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中立式鑄軋區的放大結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法的生產工藝流程示意圖；

圖5為本發明實施例一提供的AA6111鋁合金鑄軋板坯的微觀組織示意圖；

圖6為本發明實施例二提供的AA6016鋁合金鑄軋板坯的微觀組織示意圖。

圖中：1－平臺；2－流槽；3－鑄嘴；41－左鑄軋輥；42－右鑄軋輥；5－側封板；6－加熱器；7－鑄軋板帶；8－剪切裝置；9－導引板；10－水平輥道支架；11－水平輥道；12－軋機；13－脈衝電源裝置；14－輥套；71－熔體；72－固液共存區；73－固相區。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電氣連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

圖1為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置的局部放大結構示意圖。

如圖1和圖2所示，本發明實施例提供一種立式半固態鑄軋裝置，包括：平臺1，平臺1的上端設有流槽2；平臺1的下端設有鑄嘴3，且鑄嘴3與流槽2連通；鑄嘴3的出口處水平對稱設置有左鑄軋輥41和右鑄軋輥42，且鑄嘴3的出口高度在左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的中心線以上；鑄嘴3的內部沿寬度方向設置有分流塊(圖中未示出)；左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的輥套內部均通有冷卻水。

相對於現有技術，本發明實施例所述的立式半固態鑄軋裝置具有以下優勢：

本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置，如圖1和圖2所示，包括：平臺1，平臺1的上端設有流槽2；平臺1的下端設有鑄嘴3，且鑄嘴3與流槽2連通；鑄嘴3的出口處水平對稱設置有左鑄軋輥41和右鑄軋輥42，且鑄嘴3的出口高度在左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的中心線以上；鑄嘴3的內部沿寬度方向設置有分流塊(圖中未示出)；左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的輥套內部均通有冷卻水。由此分析可知，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中，由於鑄嘴3的內部沿寬度方向設置有分流塊，因此能夠使得半固態熔體的流量和溫度在軋輥的寬度方向上均勻分布，由於鑄嘴3兩側設置有左、右冷卻模塊及左、右鑄軋輥(41、42)，且左、右冷卻模塊及左、右鑄軋輥(41、42)內部均通有冷卻水，因此能夠通過控制內部冷卻水的流量來控制半固態熔體的固相率；同時，立式鑄軋充分發揮了半固態漿料的流動性能，並以普通臥式鑄軋幾倍的速度進行鑄軋生產，從而能夠得到特殊微觀組織的鋁合金板帶材；並且，立式半固態鑄軋法製備的鋁合金板帶材，其中心線合金元素偏析缺陷明顯減輕，從而本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置能夠在提高板帶材生產效率的同時，顯著降低熔體的過熱度，獲得與傳統鑄軋方法不同的近球形或者非樹枝晶微觀組織，改善了板帶的中心線合金元素偏析缺陷，並能夠有效地細化晶粒，最終提高板帶材的綜合力學性能。

此處需要補充說明的是，半固態金屬具有非枝晶的微觀組織結構、成形力小、流動性能好的特點，金屬半固態成形的特殊成形機理，決定了成形產品良好的內部組織與整體性能。與傳統的鑄造成形相比，半固態金屬漿料中包含有球形的固相顆粒，減少了凝固收縮，並提高了補縮能力，從而能夠有效減輕或消除縮松傾向；同時，半固態鑄造時有一個平滑的液態充模界面，減輕了氣體包裹與氣泡的產生，也減輕了成分偏析，提高了材料的緻密度、強度以及材料的均勻性。

此外，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中，鑄嘴3可以為上注式結構，上注式結構的鑄嘴3能夠充分發揮出半固態熔體的流動性能，從而進一步提高板帶材的綜合力學性能。

實際應用時，為了使左鑄軋輥41和右鑄軋輥42輥套內能夠循環流通有冷卻水，上述左鑄軋輥41和右鑄軋輥42可以通過輥套鑽孔，從而實現與左冷卻水箱和右冷卻水箱的循環流通。

為了提高左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的導熱性能，輥套可以為鈹銅材質，且上述鑄嘴3的出口對應設置在兩個鑄軋輥之間；同時，左冷卻模塊和右冷卻模塊(如圖3中鑄嘴3兩側的虛線箭頭所指)可以為金屬銅或銅合金材質。

實際生產製造時，左冷卻模塊和右冷卻模塊可以為長方體空腔結構，且長方體空腔結構的對角線處可以分別設置有進水口和出水口；具體地，該進水口可以設置在長方體空腔結構的上部，出水口可以設置在長方體空腔結構的下部。

為了進一步提高鑄嘴3的換熱能力，上述左冷卻模塊和右冷卻模塊管路上均可以設置有水流調節器，從而通過該水流調節器以調節進水口和/或出水口處的水流壓力值，進而有效調節控制鑄嘴3的換熱能力，並控制熔體的固相率。

此處需要補充說明的是，內部通有冷卻水的左、右冷卻模塊分別設置在鑄嘴3的兩側，能夠有效地將熔體傳遞給鑄嘴3的熱量及時地被冷卻水帶走，從而通過控制冷卻水的流量可以控制熔體的固相率。

其中，為了使熔體能夠較順利地進入左鑄軋輥41和右鑄軋輥42之間，如圖1和圖2所示，上述鑄嘴3臨近左鑄軋輥41和右鑄軋輥42處可以分別設置有側封板5，從而通過該側封板5有效減小熔體流動時的摩擦，進而使其能夠較順暢地進入兩輥之間。

具體地，為了保證熔體由熔煉爐中流出後、經流槽2進入鑄嘴3之前，依然能夠保持為較好地熔融狀態，如圖1和圖2所示，上述流槽2上設置有加熱器6，從而通過該加熱器6有效地對由熔煉爐中流出後的熔體繼續進行保溫，使其依然能夠保持為較好地熔融狀態。

進一步地，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中，上述左鑄軋輥41與右鑄軋輥42之間的開口度可以為0.5mm－20mm，從而較好地控制熔體流經兩輥之間時的流速。

實際應用時，為了使鑄軋板帶7能夠較快地進入剪切裝置8，如圖1所示，上述左鑄軋輥41和右鑄軋輥42的下方還可以設有(弧形)導引板9，從而通過該弧形的導引板9較好地引導鑄軋板帶7儘快進入剪切裝置8；具體裝配時，導引板9的末端設有剪切裝置8，且剪切裝置8可以位於水平輥道支架10上水平放置，同時水平輥道支架10上且位於剪切裝置8的下遊還可以依次間隔裝設有一個或多個軋機12，該軋機12與剪切裝置8、以及多個軋機12之間均可以鋪設有水平輥道11，從而通過軋機12對經過剪切裝置8剪切後的板帶進行連續軋制。

此處需要補充說明的是，對剪切過的板帶坯進行軋制，能夠有效降低其板帶厚度，改善其表面質量。

其中，為了防止晶粒細化劑的聚集，使其能夠更均勻地分布在熔體中，如圖1所示，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置還可以包括：脈衝電源裝置13，該脈衝電源裝置13可以通入上述流槽2內，且脈衝電源裝置13的頻率可以為10Hz－50Hz、電流密度可以為0.1－0.5A/mm2；具體地，脈衝電源裝置13可以設置在左、右鑄軋輥(41、42)的下方鑄軋板帶7的出口側，脈衝電源通過導線一端連接鋁液、另一端接觸鑄軋板帶7，從而通過攪拌合金熔體，以提高熔體溶質的均勻性，細化微觀組織。

圖3為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中立式鑄軋區的放大結構示意圖。

如圖3所示，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置中立式鑄軋區可以包括：輥套14，對應輥套14設置的鑄嘴3，由鑄嘴3流出並依次形成的熔體71、固液共存區72、固相區73和鑄軋板帶7。

圖4為本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法的生產工藝流程示意圖。

本發明實施例還提供一種立式半固態鑄軋方法，如圖1－3所示，使用了如上述任一項所述的立式半固態鑄軋裝置，並如圖4所示，包括如下步驟：將鋁合金料按照含量的比例進行配料，並在熔煉爐中進行熔煉，隨後進行除氣、精煉、扒渣後在靜置爐中將熔體進行降溫，當熔體溫度降至液相線的溫度附近時，將鋁合金熔體通過流槽2輸送入鑄嘴3，進行立板，立板成功後將鑄軋速度提高並進行穩定鑄軋；同時，控制熔體到達鑄嘴3入口時的溫度，並控制流入左鑄軋輥41和右鑄軋輥42輥套內的冷卻水流量、鑄軋速度和鑄嘴3中的分流塊高度。

相對於現有技術，本發明實施例所述的立式半固態鑄軋方法具有以下優勢：

本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法，如圖1－3所示，使用了如上述任一項所述的立式半固態鑄軋裝置，並如圖4所示，包括如下步驟：將鋁合金料按照含量的比例進行配料，並在熔煉爐中進行熔煉，隨後進行除氣、精煉、扒渣後在靜置爐中將熔體進行降溫，當熔體溫度降至液相線的溫度附近時，將鋁合金熔體通過流槽2輸送入鑄嘴3，進行立板，立板成功後將鑄軋速度提高並進行穩定鑄軋；同時，控制熔體到達鑄嘴3入口時的溫度，並控制流入左鑄軋輥41和右鑄軋輥42內的冷卻水流量、鑄軋速度和鑄嘴3中的分流塊高度。由此分析可知，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法，通過控制適當的鑄軋溫度、鑄軋速度、輥縫開口度和冷卻條件的組合，從而能夠得到特殊微觀組織的鋁合金板帶材；並且，立式半固態鑄軋法製備的鋁合金板帶材，其中心線合金元素偏析缺陷明顯減輕，從而本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法能夠在提高板帶材生產效率的同時，顯著降低熔體的過熱度，獲得與傳統鑄軋方法不同的近球形或者非樹枝晶微觀組織，改善了板帶的中心線合金元素偏析缺陷，並能夠有效地細化晶粒，最終提高板帶材的綜合力學性能。

實際應用時，如圖1－3結合圖4所示，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋方法具體可以包括如下步驟：配料熔煉：根據所需要的鋁合金板帶材的設計成分，將含有要添加各種合金元素的中間合金進行配比和稱重，待所述熔煉爐的爐溫升至200℃後，將坩堝內襯刷上二氧化鈦保護層(起到防止在高溫情況下熔體與不鏽鋼坩堝發生化學反應)，放入純鋁原料，當鋁液溫度達到設定溫度值時，按順序加入各中間合金並保溫，使中間合金可以充分熔化，之後對熔化好的熔體進行扒渣、攪拌，轉入所述靜置爐靜置後，對熔體進行精煉除氣處理；烘烤流槽2：採用液化氣噴槍加熱設備對流槽2進行烘烤，烘烤時間約為10min，待流槽2變紅，並充分預熱乾燥、無潮氣，溫度高於鋁合金熔體時，開始進行鑄軋；鑄軋：將經過精煉和除氣處理的鋁合金熔體通過乾燥的流槽2導入鑄嘴3，進行立板操作，通過對鑄軋速度的控制，使得鑄軋板帶7的表面形成具有一定厚度的凝固殼，此時鑄軋板帶7的內部中心部位仍未完全凝固(以有效降低鑄軋力)。

其中，上述相關操作所對應的參數具體可以為：單位寬度鑄軋輥冷卻水流量可以為0.06m3＊h/mm－1.36m3＊h/mm，鑄軋速度可以為1.0m/min－70m/min，鑄軋溫度可以為600℃－660℃，鑄軋區長度可以為60mm－120mm。

通過本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置及鑄軋方法，所製得的鋁合金帶板的厚度通常可以為1mm－20mm。

下面列舉兩個具體實施例：

實施例一、

圖5為本發明實施例一提供的AA6111鋁合金鑄軋板坯的微觀組織示意圖。

一種鋁合金板帶材的立式半固態鑄軋裝置，如圖1所示，包括：加熱器6，流槽2，鑄嘴3，側封板5，通有冷卻水的左、右鑄軋輥(41、42)，弧形的導引板9，剪切裝置8，軋機12，水平輥道11，脈衝電源裝置13，鑄軋板帶7。

板帶厚度約為6mm的AA6111鋁合金板帶材的立式半固態鑄軋方法，具體操作步驟如下：

配料熔煉：按AA6111鋁合金的標準成分(wt％)Si：1.20，Mg：0.7，Cu：0.7，Mn：0.2，Fe：0.2，Ti：0.1，Al餘量，將工業用純鋁錠、純鎂錠、鋁銅中間合金、鋁矽中間合金、錳劑、鐵劑及鋁鈦硼中間合金等按比例配比稱重，先將工業用純鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，溫度設定值為750℃，待純鋁錠全部熔化後，按順序加入上述各種中間合金和金屬添加劑，之後保溫1個小時左右，再對鋁液進行扒渣和攪拌處理，然後將溫度降至690℃，轉移到靜置爐內保溫1小時左右，進行除氣，最後將靜置爐溫度設定為660℃進行等溫處理。

熔體輸送：將在約為660℃溫度下保溫處理的鋁合金熔體，通過流槽2輸送至鑄嘴3，控制熔體在進入輥縫前的溫度降至液相線以下或者附近範圍。

鑄軋：設定輥縫開口度為6mm；鑄嘴3開口度為5mm；冷卻水流量控制為50m3/h，冷卻水溫度控制為25℃；為了防止鑄軋開始階段出現漏鋁現象，在輥縫下端插入引錠板；鑄軋起始速度設定為3m/min，隨著流槽2中鋁水的充滿，待立板成功後立刻將鑄軋速度提升至3.8m/min進行穩定的鑄軋；當成功立板100mm左右後，開啟脈衝電源裝置13，脈衝頻率30Hz，電流密度0.3A/mm2。

如圖5所示，通過本發明實施例一提供的的鑄軋裝置和方法製得的鋁合金板帶材，與傳統的臥式鑄軋方法相比，無明顯的中心線偏析缺陷，如(a)所示，且無明顯的樹枝晶定向生長現象，微觀組織為退化的樹枝晶和近球形晶粒，如(b)所示。

實施例二、

圖6為本發明實施例二提供的AA6016鋁合金鑄軋板坯的微觀組織示意圖。

板帶厚度約為10mm的AA6016鋁合金板帶材的立式半固態鑄軋方法，具體操作步驟如下：

配料熔煉：按AA6016鋁合金的標準成分(wt％)Si：1.20，Mg：0.7，Cu：0.2，Mn：0.2，Fe：0.2，Ti：0.1，Al餘量，將工業用純鋁錠、純鎂錠、鋁銅中間合金、鋁矽中間合金、錳劑、鐵劑及鋁鈦硼中間合金等按比例配比稱重，先將工業用純鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，溫度設定值為750℃，待純鋁錠全部熔化後，按順序加入上述各種中間合金和金屬添加劑，之後保溫1個小時左右，再對鋁液進行扒渣和攪拌處理，然後將溫度降至690℃，轉移到靜置爐內保溫1小時左右，進行除氣，最後將靜置爐溫度設定為660℃進行等溫處理。

熔體輸送：將在約為660℃溫度下保溫處理的鋁合金熔體，通過流槽2輸送至鑄嘴3，控制熔體在進入輥縫前的溫度降至液相線以下或者附近範圍。

鑄軋：設定輥縫開口度為9mm；鑄嘴3開口度為5mm；冷卻水流量控制為50m3/h，冷卻水溫度控制為25℃；為了防止鑄軋開始階段出現漏鋁現象，在輥縫下端插入引錠板；鑄軋起始速度設定為2.7m/min，隨著流槽2中鋁水的充滿，待立板成功後立刻將鑄軋速度提升至3.5m/min進行穩定的鑄軋；當成功立板100mm左右後，開啟脈衝電源裝置13，脈衝頻率30Hz，電流密度0.3A/mm2。

如圖6所示，通過本發明實施例二提供的鑄軋裝置和方法製得的鋁合金板帶材，與傳統的臥式鑄軋方法相比，無明顯的中心線偏析缺陷，如(c)所示，微觀組織為退化的樹枝晶和近球形晶粒，如(d)所示。

與現有的傳統臥式鑄軋技術相比，本發明實施例提供的立式半固態鑄軋裝置及鑄軋方法所具有的優勢為：

(1)通過立式半固態鑄軋法製備出了一定厚度組織成分均勻的鋁合金板帶材產品，該方法製備的鋁合金板帶材沒有明顯的中心線偏析現象；

(2)通過具有一定固相率的半固態鑄軋方法，顯著降低鑄軋力的同時，得到了一種少偏析或者無偏析、非枝晶的微觀組織結構，提高了成品板帶材的綜合力學性能；

(3)採用石墨材質等作為鑄軋生產的鑄嘴，降低了熔體進入輥縫前的過熱度的同時，降低了由於鑄嘴內部掛料造成鑄嘴堵塞的風險；鑄嘴外側的水冷裝置及時地將熔體傳遞給鑄嘴的熱量帶走，控制了熔體進入輥縫前的固相率；

(4)通過在半固態鑄軋過程中施加脈衝電源來達到細化微觀組織，提高溶質均勻性，減輕表面和中心線偏析的目的，此種非接觸式的方法細化組織的同時保持了熔體的純淨化。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。