一種引入超聲場鑄軋法生產ctp版基壞料的方法

2023-05-31 01:53:51

一種引入超聲場鑄軋法生產ctp版基壞料的方法
【專利摘要】一種引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法，包括生產備料，熔煉，靜置處理，在線除氫，過濾，.超聲和鑄軋，其中超聲加在前箱的鋁液中，前箱溫度控制在680～710℃，超聲波發生器放在安裝在前箱的夾具上，浸入鋁水深度20～250mm，工作電壓200～400V，超聲波發生器工作頻率15～25kHz，工作功率100～2000W，單個處理容量300～2000L/h，允許壓力≥5MPa，一階變幅杆的諧振頻率800～1500Hz，二階變幅杆的諧振頻率500～800Hz。本發明引入超聲場鑄軋生產CTP版基的方法，降低CTP版基坯料生產中的能耗、縮短生產流程，生產出組織成分均勻、夾雜、氣泡少的高品質CTP版基。
【專利說明】一種引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉及一種引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法。
【背景技術】
[0002]由於CTP版基對內在質量、表面質量和板形都具有苛刻要求，國內外現有高檔CTP版基都是採用傳統熱軋坯料生產，流程長，能耗高。而採用鑄軋坯料生產高檔CTP版基，流程短，成本優勢明顯，但技術難度很大。近年來，國內有企業進行了鑄軋坯料生產CTP版基的嘗試，採用了多項國際及國內領先水平的專利和專有技術，在確保產品品質和質量的同時，大大縮短工藝流程，降低能源消耗，與熱軋產品相比具有明顯的市場競爭力。
[0003]超聲波作為一種高頻聲波，它在熔體傳播過程中會產生空化、聲流、機械衝擊、輻射壓力等非線性效應。在純鋁及鋁合金的連續或半連續鑄造過程中施加超聲波進行處理，可以使鑄錠的晶粒普遍得到細化，並且鋁合金連續鑄軋板材偏析也大大的減少，由於鑄軋生產壞料的工藝流程縮短，相比熱軋法中間改善組織性能差，鑄軋壞料質量尤其重要，在國外已取得較好生產運用。而將超聲場引入鑄軋生產CTP版基目前還沒有相關報導，如何將將超聲場引入鑄軋生產有許多技術問題需要解決。

【發明內容】

[0004]本發明的目的:為了降低CTP版基坯料生產中的能耗、縮短生產流程，生產出組織成分均勻、夾雜、氣泡少的高品質CTP版基，本發明提供了一種引入超聲場鑄軋生產CTP版基的方法，配合以在線處理，使得該方法大大降低生產能耗、縮短生產流程。
[0005]本發明所採用的技術方案是:
A.生產備料:選用I系或3系鋁合金，按所需牌號進行配料，使用純淨度高的固態鋁錠，Fe、Si的加入量按牌號要求的中間值控制；
B.熔煉:加入固態鋁錠，升溫，當熔化溫度達到720°C以上時，均勻加入合金添加劑，靜置20?30分鐘後投入電磁攪拌15?30分鐘；待固體料全部熔化後進行兩次電磁攪拌，隔20?40分鐘攪拌一次，每次20?30分鐘；當爐內鋁液溫度達到740°C?760°C時，進行第一次氬氣噴粉精煉，四氯化碳的用量為1.5?2.5kg/噸鋁，精煉時間為15?30分鐘，精煉時掀起的波浪高度在50?IOOmm之間；鋁液精煉停留5?35分鐘進行扒渣處理後，進行成分檢驗，根據合金牌號的要求，進行成分調整，20?40分鐘後進行攪拌，用四氯化碳精煉進行第二次精練，精煉時間為10?30分鐘，精煉完後進行扒渣；
C.轉爐:鋁液溫度達到740?750°C時進行轉爐；
D.靜置處理:轉爐後在靜置爐進行一次四氯化碳精煉，精煉時間為10?30分鐘，精煉完後扒去表面浮渣，靜置爐的溫度控制在720?740°C，之後每隔2?4小時作一次氬氣或氮氣精煉，每次精煉時間10?30分鐘，如發現後續晶粒粗大時，每隔3小時向爐內添加40?120Kg冷料即可；
E.在線除氫處理:除氫處理時除氣箱內溫度控制在70(T735°C，轉子轉速為25(T550r/min,除氫介質為氮氣或氬氣，壓力為0.05、.35Mpa，流量為20~30Nm3/h，除氣後熔體中的氫氣含量應控制在0.15ml/100g鋁以下，除氣箱2小時扒渣一次； F.過濾:在線採用30PPI和60PPI兩級陶瓷過濾板過濾，過濾箱溫度保持在710±5°C;G.晶粒細化處理:以f 5 kg/噸鋁的添加量採用鋁鈦硼或鋁鈦碳晶粒細化劑進行晶粒細化處理； H.超聲:超聲加在前箱的鋁液中，前箱溫度控制在680~710°C，前箱上安裝一個夾具，超聲波發生器放在夾具上，超聲波發生器的使用數量:1~8個，工具槓插入鋁液中，浸入鋁水深度20~250_，工作電壓:200~400V，超聲波發生器工作頻率:15~25kHz，誤差±0.5kHz，工作功率:100~2000W，單個處理容量:300~2000L/h，允許壓力≥5MPa，一階變幅杆的諧振頻率Fs:800~1500Hz，二階變幅杆的諧振頻率Fs:500~800Hz ； 1.鑄軋:鑄軋時前箱溫度控制在680~710°C，冷卻入口水溫度<50°C，鑄軋輥凸度控制在確保板材凸度為0.02、.05mm，鑄軋輥表面粗糙度0.6~1.0 y m，鑄軋區長度45~60mm，鑄軋速度≤ 1050mm/min。[0006]所述H步驟中，首先啟動超聲波發生器，選擇工作電壓，再調節發生器上的諧振旋鈕，使超聲系統處於最佳諧振狀態，放入夾具中，插入鋁液中，浸入鋁水深度100~150mm，超聲波發生器的數量是3個，按正三角分布，獲得比較好的效果。超聲波發生器的工作頻率較佳值為20-25kHz。[0007]本發明採用引入超聲外場鑄軋法生產CTP版基，極大的縮短CTP版基壞料的整個生產流程，降低了單位產品的能耗，提高了生產過程中能耗利用率，由於生產流程的減短，也降低了生產成本低以及生產過程中產生廢棄物的排放，引入超聲外場，浸入鋁水深度20~250mm，改善前箱到鑄嘴處的流場分布，起到細化晶粒，熔體均勻化，偏析減少，並且起到除氣除渣的作用，同時，在本工藝中採用的在線處理方法，使得採用本工藝生產出的CTP版基壞料具有夾雜、含氣量少、純淨度高、少偏析的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1為本發明一種引入超聲場鑄軋法生產CTP版基坯料的工藝流程。
【具體實施方式】[0009]下邊以1052、3103這兩種合金的具體實施方案加以說明採用引入超聲外場鑄軋法生產CTP版基相關工藝參數。[0010]1、合金:1052，3103。[0011]2、化學成分:1052:Si:0.0567 ；Fe:0.3418 ；Cu:0.0009 ；Mn:0.0034 ；Mg:0.2008 ；Zn:0.0130 ；V:0.039 ;其他≤ 0.0039;百分含量；3103:S1:0.45 ；Fe:0.75 ~0.87 ；Cu:0.10 ；Mn:0.9 ~1.5 ；Mg:0.45 ；Zn:0.20 ；T1:≤ 0.10 ；Cr:0.10;其他≤ 0.15 ;百分含量。[0012]3、鑄軋生產 鑄軋生產工藝流程安排為:備料；配料；加料；熔化；攪拌；一次精練(氬氣+四氯化碳)；扒渣；取樣；成分調整；二次精煉(氬氣+四氯化碳)；扒渣；轉爐；保溫爐內第一次(氬氣+四氯化碳)精練；在線除氣；過濾；超聲；鑄軋；卷取；冷卻；包裝。下邊分別對各個具體操作步驟加以說明。
[0013]A.生產備料:選用I系或3系鋁合金，按所需牌號進行配料，使用純淨度高的固態鋁錠，Fe、Si的加入量按要求的中間值控制；
B.熔煉:加入固態鋁錠，升溫，當熔化溫度達到720°C以上時，均勻加入合金添加劑，靜置20~30分鐘後用攪拌裝置I進行電磁攪拌15~30分鐘；待固體料全部熔化後進行兩次電磁攪拌，隔20~40分鐘攪拌一次，每次20~30分鐘；當爐內鋁液溫度達到740 V ^760 V時，用精煉裝置2進行第一次氬氣噴粉精煉，四氯化碳的用量為1.5~2.5kg/噸鋁，精煉時間為20分鐘，精煉時掀起的波浪高度在50~IOOmm之間；鋁液精煉停留5~35分鐘進行扒渣處理後，進行成分檢驗，根據合金牌號的要求，進行成分調整，20~40分鐘後進行攪拌，用四氯化碳精煉進行第二次精練，精煉時間為10~30分鐘，精煉完後進行扒渣；
C.轉爐:鋁液溫度達到740~750°C時進行轉爐；
D.靜置處理:轉爐後在靜置爐進行一次四氯化碳精煉，精煉時間為10~30分鐘，精煉完後扒去表面浮渣，靜置爐的溫度控制在720~740°C，之後每隔2~4小時作一次氬氣或氮氣精煉，每次精煉時間10~30分鐘，如發現後續晶粒粗大時，每隔3小時向爐內添加40~120Kg冷料即可；
E.在線除氫處理:除氫處理時除氣箱內溫度控制在70(T735°C，轉子轉速為25(T550r/min,除氫介質為氮氣或氬氣，壓力為0.05、.35Mpa，流量為20~30Nm3/h，除氣後熔體中的氫氣含量應控制在0.15ml/100g鋁以下，除氣箱2小時扒渣一次；
F.過濾:在線採用30PPI和60PPI兩級陶瓷過濾板3過濾，過濾箱溫度保持在710±5°C;G.晶粒細化處理:以f 5 kg /噸鋁的添加量採用鋁鈦硼或鋁鈦碳晶粒細化劑進行晶粒細化處理；
H.超聲:超聲加在前箱4的鋁液 中，前箱溫度控制在680~710°C，前箱上安裝一個夾具，超聲波發生器5放在夾具上，超聲波發生器的使用數量:5個，工具槓插入鋁水中，浸入鋁水深度20~250mm，工作電壓:380V，超聲波發生器工作頻率:15~25kHz，誤差±0.5kHz，工作功率:100~2000W，單個處理容量:300~2000L/h，允許壓力≤5MPa，一階變幅杆的諧振頻率Fs:800~1500Hz，二階變幅杆的諧振頻率Fs:500~800Hz ；
1.鑄軋:鑄軋時前箱溫度控制在680~710°C，冷卻入口水溫度<50°C，鑄軋輥凸度控制在確保板材凸度為0.02、.05mm,鑄軋輥表面粗糙度0.6~1.0um,鑄軋區長度45~60mm，鑄軋速度< 1050mm/min。
【權利要求】
1.一種引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法，其特徵在於包括以下步驟: A.生產備料:選用I系或3系鋁合金，按所需牌號進行配料，使用純淨度高的固態鋁錠，Fe、Si的加入量按牌號要求的中間值控制； B.熔煉:加入固態鋁錠，升溫，當熔化溫度達到720°C以上時，均勻加入合金添加劑，靜置20~30分鐘後投入電磁攪拌15~30分鐘；待固體料全部熔化後進行兩次電磁攪拌，隔20~40分鐘攪拌一次，每次20~30分鐘；當爐內鋁液溫度達到740°C~760°C時，進行第一次氬氣噴粉精煉，四氯化碳的用量為1.5~2.5kg/噸鋁，精煉時間為15~30分鐘，精煉時掀起的波浪高度在50~1OOmm之間；鋁液精煉停留5~35分鐘進行扒渣處理後，進行成分檢驗，根據合金牌號的要求，進行成分調整，20~40分鐘後進行攪拌，用四氯化碳精煉進行第二次精練，精煉時間為10~30分鐘，精煉完後進行扒渣； C.轉爐:鋁液溫度達到740~750°C時進行轉爐； D.靜置處理:轉爐後在靜置爐進行一次四氯化碳精煉，精煉時間為10~30分鐘，精煉完後扒去表面浮渣，靜置爐的溫度控制在720~740°C，之後每隔2~4小時作一次氬氣或氮氣精煉，每次精煉時間10~30分鐘，如發現後續晶粒粗大時，每隔3小時向爐內添加40~120Kg冷料即 可； E.在線除氫處理:除氫處理時除氣箱內溫度控制在70(T735°C，轉子轉速為250-550r/min,除氫介質為氮氣或氬氣，壓力為0.05、.35Mpa，流量為20~30Nm3/h，除氣後熔體中的氫氣含量應控制在0.15ml/100g鋁以下，除氣箱2小時扒渣一次； F.過濾:在線採用30PPI和60PPI兩級陶瓷過濾板過濾，過濾箱溫度保持在710±5°C;G.晶粒細化處理:以f 5 kg/噸鋁的添加量採用鋁鈦硼或鋁鈦碳晶粒細化劑進行晶粒細化處理； H.超聲:超聲加在前箱的鋁液中，前箱溫度控制在680~710°C，前箱上安裝一個夾具，超聲波發生器放在夾具上，超聲波發生器的使用數量:1~8個，工具槓插入鋁液中，浸入鋁水深度20~250_，工作電壓:200~400V，超聲波發生器工作頻率:15~25kHz，誤差±0.5kHz，工作功率:100~2000W，單個處理容量:300~2000L/h，允許壓力≥5MPa，一階變幅杆的諧振頻率Fs:800~1500Hz，二階變幅杆的諧振頻率Fs:500~800Hz ； 1.鑄軋:鑄軋時前箱溫度控制在680~710°C，冷卻入口水溫度<50°C，鑄軋輥凸度控制在確保板材凸度為0.02、.05mm,鑄軋輥表面粗糙度0.6~1.0um,鑄軋區長度45~60mm，鑄軋速度< 1050mm/min。
2.如權利要求1所述的引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法，其特徵在於所述H步驟中，首先啟動超聲波發生器，選擇工作電壓，再調節發生器上的諧振旋鈕，使超聲系統處於最佳諧振狀態。
3.如權利要求1所述的引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法，其特徵在於所述H步驟中，工具槓插入鋁液中，浸入鋁水深度為100~150mm。
4.如權利要求1所述的引入超聲場鑄軋法生產CTP版基壞料的方法，其特徵在於所述H步驟中，超聲波發生器的數量是3個，按正三角分布，超聲波發生器的工作頻率值為20-25kHz。
【文檔編號】B22D11/114GK103586431SQ201310580673
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】黃元春, 顏徐宇, 肖政兵, 劉宇, 李青, 張歡歡, 杜志勇 申請人:中南大學