抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝的製作方法
2023-11-05 10:44:17 2
專利名稱：抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，屬於鋁合金半連續
鑄造技術領域。
背景技術：
鋁及鋁合金鑄錠主要是為軋制和擠壓產品提供錠坯，鑄錠的製備是鋁合金產品的 前道工序，鑄錠質量對後續鋁加工材的產品質量起著決定性作用，鑄錠質量的先天不足往 往會在後道變形工序中難以補救而造成廢品。 鑄錠底部翹曲變形是鋁合金扁錠生產的主要和常見缺陷，由於凝固收縮，鑄錠角 部受到向上的拉力而脫離引錠底部，形成弧形變形，俗稱"翹曲"。鑄錠翹曲程度隨著扁錠規 格和寬厚比的增加而增大。在後續熱軋前，為了保證熱軋產品的質量和成材率，發生翹曲的 鑄錠底端必須切掉。而對於鑄造性能較差、強度較高的硬鋁合金扁錠來說，嚴重的底部翹曲 變形常常會使鑄錠底部首先開裂，並向上貫穿至整個鑄錠始終從而導致整根鑄錠產品的報 廢。
發明內容
本發明針對鋁合金鑄錠底部翹曲變形嚴重，導致鑄造成材率低的問題，提供一種 抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，應用此方法可以顯著減小鑄錠底部翹曲程 度，提高鑄錠成材率。 本發明的目的通過以下技術方案來實現 抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，特點是在結晶器總進水管路前安 裝流量控制閥，控制冷卻水瞬時打開、瞬時關閉，當流量控制閥完全打開時，進水管路為正 常水流量，當流量控制閥完全關閉時，進水管路水流量降為零；流量控制閥完全打開和關閉 的持續時間根據程序設定自動執行； 在鑄造初始階段對鑄錠進行間歇式供水冷卻，即在半連續鑄造開始前，運行流量 控制閥，流量控制閥閥體完全打開的時間控制在0. 5 5s，閥體完全關閉的時間控制在 0. 5 10s，流量控制閥閥體單次開、閉的運行周期為1 15s ;鑄造工藝滿足設定要求後， 打開鋁熔池控流塞棒，半連續鑄造過程開始，受流量控制閥控制，結晶器總進水管路的水流 量呈間隙式變化，對鑄錠供水冷卻方式也為同頻率的間歇式；當鑄造一定時間後，流量控制 閥逐漸轉變為全開狀態，結晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續式，鑄造過程進入穩 定階段。 進一步地，上述的抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，當鑄造一定時間
後，鑄錠長度在100 lOOOmm，流量控制閥逐漸轉變為全開狀態。 本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在 本發明在結晶器總進水管路前安裝流量控制閥，控制流進結晶器內的冷卻水流
量；控制閥通過程序控制，能夠瞬時打開和關閉；鑄造初始時水閥往復運轉，對結晶器實施
3間歇式供水，當鑄錠長度達到一定值後，水閥逐漸完全打開，結晶器供水方式過渡為連續 式。採用該方法可以顯著減小鑄錠底部翹曲程度，提高鑄錠成材率，經濟效益和社會效應顯
具體實施例方式
本發明抑制鋁合金扁鑄錠底部翹曲變形的結晶器間歇式供水方法，將控制閥安裝
於結晶器總進水管路，控制流進結晶器內的冷卻水流量。也可將控制閥安裝於扁錠結晶器 寬面或窄面進水管路，控制結晶器寬面或窄面的冷卻水流量。結晶器進水管路流量控制閥 通過程序控制，能夠瞬時打開和關閉。鑄造初始時水閥往復運轉，對結晶器實施間歇式供 水，當鑄錠長度達到一定值後，水閥逐漸完全打開，結晶器供水方式過渡為連續式。具體包
括以下方面 1)間歇式供水系統在結晶器總進水管路前，設計安裝能夠控制冷卻水瞬時打 開、瞬時關閉的流量控制閥。當流量控制閥完全打開時，進水管路為正常水流量，當流量控 制閥完全關閉時，進水管路水流量降為零。流量控制閥完全打開和關閉的持續時間根據程 序設定自動執行。本系統通過流量控制閥持續打開和關閉的往復運動來實現結晶器的間歇 式供水。此外，根據工藝的需要，流量控制閥可裝在扁錠結晶器寬面或窄面進水管路中，通 過控制閥體的運動實現對鑄錠表面的脈衝供水。 2)冷卻方法在鑄造初始階段對鑄錠進行間歇式供水冷卻。在半連續鑄造開始 前，運行冷卻水流量控制閥，閥體完全打開的時間控制為0. 5 5s，閥體完全關閉的時間控 制為0. 5 10s，閥體單次開、閉的運行周期為1 15s。鑄造工藝滿足設定要求後，打開鋁 熔池控流塞棒，半連續鑄造過程開始。受流量閥體控制，結晶器總進水管路的水流量為間隙 式變化，對鑄錠供水冷卻方式也為同頻率的間歇式。當鑄造一定時間，鑄錠長度達到一定值 後，流量控制閥逐漸轉變為全開狀態，結晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續式，鑄造 過程進入穩定階段。當流量控制閥安裝於扁錠結晶器寬面或窄面進水管路時，冷卻方法與 上述一致。 在鑄造初始階段採用間歇式供水法鑄造的鑄錠長度與鋁合金品種、鑄錠規格和鑄 造工藝有關。對於400X1320mm 7X X X系鋁合金扁錠，採用間歇式冷卻工藝鑄造的鑄錠 長度範圍為100 1000mm。 本發明方法適合於鋁合金扁錠半連續鑄造過程，結合400X 1320mm工業純鋁扁錠 鑄造實例，對本發明實施方式做進一步描述 ①熔煉及熔體處理將工業純鋁錠放入5t電阻加熱爐內熔煉，鋁錠熔化後熔體溫 度控制在720 78(TC，採用高純氮氣進行除氣，採用精煉劑和打渣劑對鋁熔體進行精煉和 打渣處理，靜置10 15分鐘；熔體溫度降至740 75(TC時準備鑄造。
②半連續鑄造在半連續鑄造開始前，打開總進水管路流量控制閥，設定控制程 序，使水閥完全打開時間《3.5s，完全關閉時間《3s，水閥動作周期《5s，結晶器內冷 卻水總流量為30 35mVh。打開熔池控流塞棒，工業純鋁熔體緩慢流入結晶器內，開始 400X1320mm工業純鋁扁錠的鑄造過程。鑄造工藝如下鑄造溫度690 710°C ，鑄造速度 50 60mm/min，冷卻水流量30 35m3/h，結晶器供水方式與水閥同周期的間歇式。當鑄 錠長度達到400mm後，鑄造工藝變為鑄造溫度690 710°C ，鑄造速度60 90mm/min，冷卻水流量35 45mVh，結晶器供水方式連續供水。當鑄錠長度為1500mm時控流塞棒逐漸 塞緊熔池出鋁口，鑄造速度緩慢下降，鑄造過程結束。採用上述工藝製備的工業純鋁扁錠， 經測量鑄錠角部向上翹曲10mm。 為了進行對比驗證，在保證鑄造工藝不變的前提下，總進水管路流量控制閥始終 處於完全打開狀態，結晶器連續對鑄錠供水實施冷卻，製備的工業純鋁扁錠，經檢測鑄錠角 部向上翹曲52mm，並且底部呈圓弧形。 通過對比試驗可見，採用本發明的結晶器間歇式供水方法顯著抑制了扁鑄錠的底 部翹曲變形。 以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用 等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。
權利要求
抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，其特徵在於在結晶器總進水管路前安裝流量控制閥，控制冷卻水瞬時打開、瞬時關閉，當流量控制閥完全打開時，進水管路為正常水流量，當流量控制閥完全關閉時，進水管路水流量降為零；流量控制閥完全打開和關閉的持續時間根據程序設定自動執行；在鑄造初始階段對鑄錠進行間歇式供水冷卻，即在半連續鑄造開始前，運行流量控制閥，流量控制閥閥體完全打開的時間控制在0.5～5s，閥體完全關閉的時間控制在0.5～10s，流量控制閥閥體單次開、閉的運行周期為1～15s；鑄造工藝滿足設定要求後，打開鋁熔池控流塞棒，半連續鑄造過程開始，受流量控制閥控制，結晶器總進水管路的水流量呈間隙式變化，對鑄錠供水冷卻方式也為同頻率的間歇式；當鑄造一定時間後，流量控制閥逐漸轉變為全開狀態，結晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續式，鑄造過程進入穩定階段。
2. 根據權利要求1所述的抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，其特徵在於 當鑄造一定時間後，鑄錠長度在100 lOOOmm，流量控制閥逐漸轉變為全開狀態。
全文摘要
本發明提供一種抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，在結晶器總進水管路前安裝流量控制閥，控制流進結晶器內的冷卻水流量，也可將控制閥安裝於扁錠結晶器寬面或窄面進水管路，控制結晶器寬面或窄面的冷卻水流量；結晶器進水管路流量控制閥通過程序控制，能夠瞬時打開和關閉；鑄造初始時水閥往復運轉，對結晶器實施間歇式供水，當鑄錠長度達到一定值後，水閥逐漸完全打開，結晶器供水方式過渡為連續式。運用該方法可以顯著減小鑄錠底部翹曲程度，提高鑄錠成材率。
文檔編號B22D11/112GK101745619SQ20081024417
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者劉金炎, 王家淳, 郭世傑 申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司