專利名稱：抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，屬于鋁合金半連續(xù)
鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金鑄錠主要是為軋制和擠壓產(chǎn)品提供錠坯，鑄錠的制備是鋁合金產(chǎn)品的 前道工序，鑄錠質(zhì)量對后續(xù)鋁加工材的產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用，鑄錠質(zhì)量的先天不足往 往會在后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(chǎn)的主要和常見缺陷，由于凝固收縮，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(guī) 格和寬厚比的增加而增大。在后續(xù)熱軋前，為了保證熱軋產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率，發(fā)生翹曲的 鑄錠底端必須切掉。而對于鑄造性能較差、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，并向上貫穿至整個鑄錠始終從而導(dǎo)致整根鑄錠產(chǎn)品的報 廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對鋁合金鑄錠底部翹曲變形嚴重，導(dǎo)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(yīng)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(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，特點是在結(jié)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(guān)閉，當(dāng)流量控制閥完全打開時，進水管路為正 常水流量，當(dāng)流量控制閥完全關(guān)閉時，進水管路水流量降為零；流量控制閥完全打開和關(guān)閉 的持續(xù)時間根據(jù)程序設(shè)定自動執(zhí)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(xù)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(guān)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(shè)定要求后， 打開鋁熔池控流塞棒，半連續(xù)鑄造過程開始，受流量控制閥控制，結(jié)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(dāng)鑄造一定時間后，流量控制 閥逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿_狀態(tài)，結(jié)晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續(xù)式，鑄造過程進入穩(wěn) 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(dāng)鑄造一定時間
后，鑄錠長度在100 lOOOmm，流量控制閥逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿_狀態(tài)。 本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在 本發(fā)明在結(jié)晶器總進水管路前安裝流量控制閥，控制流進結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水流
量；控制閥通過程序控制，能夠瞬時打開和關(guān)閉；鑄造初始時水閥往復(fù)運轉(zhuǎn)，對結(jié)晶器實施
3間歇式供水，當(dāng)鑄錠長度達到一定值后，水閥逐漸完全打開，結(jié)晶器供水方式過渡為連續(xù) 式。采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(jīng)濟效益和社會效應(yīng)顯
具體實施例方式
本發(fā)明抑制鋁合金扁鑄錠底部翹曲變形的結(jié)晶器間歇式供水方法，將控制閥安裝
于結(jié)晶器總進水管路，控制流進結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水流量。也可將控制閥安裝于扁錠結(jié)晶器 寬面或窄面進水管路，控制結(jié)晶器寬面或窄面的冷卻水流量。結(jié)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(guān)閉。鑄造初始時水閥往復(fù)運轉(zhuǎn)，對結(jié)晶器實施間歇式供 水，當(dāng)鑄錠長度達到一定值后，水閥逐漸完全打開，結(jié)晶器供水方式過渡為連續(xù)式。具體包
括以下方面 1)間歇式供水系統(tǒng)在結(jié)晶器總進水管路前，設(shè)計安裝能夠控制冷卻水瞬時打 開、瞬時關(guān)閉的流量控制閥。當(dāng)流量控制閥完全打開時，進水管路為正常水流量，當(dāng)流量控 制閥完全關(guān)閉時，進水管路水流量降為零。流量控制閥完全打開和關(guān)閉的持續(xù)時間根據(jù)程 序設(shè)定自動執(zhí)行。本系統(tǒng)通過流量控制閥持續(xù)打開和關(guān)閉的往復(fù)運動來實現(xiàn)結(jié)晶器的間歇 式供水。此外，根據(jù)工藝的需要，流量控制閥可裝在扁錠結(jié)晶器寬面或窄面進水管路中，通 過控制閥體的運動實現(xiàn)對鑄錠表面的脈沖供水。 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(xù)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(guān)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(shè)定要求后，打開鋁 熔池控流塞棒，半連續(xù)鑄造過程開始。受流量閥體控制，結(jié)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(dāng)鑄造一定時間，鑄錠長度達到一定值 后，流量控制閥逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿_狀態(tài)，結(jié)晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續(xù)式，鑄造 過程進入穩(wěn)定階段。當(dāng)流量控制閥安裝于扁錠結(jié)晶器寬面或窄面進水管路時，冷卻方法與 上述一致。 在鑄造初始階段采用間歇式供水法鑄造的鑄錠長度與鋁合金品種、鑄錠規(guī)格和鑄 造工藝有關(guān)。對于400X1320mm 7X X X系鋁合金扁錠，采用間歇式冷卻工藝鑄造的鑄錠 長度范圍為100 1000mm。 本發(fā)明方法適合于鋁合金扁錠半連續(xù)鑄造過程，結(jié)合400X 1320mm工業(yè)純鋁扁錠 鑄造實例，對本發(fā)明實施方式做進一步描述 ①熔煉及熔體處理將工業(yè)純鋁錠放入5t電阻加熱爐內(nèi)熔煉，鋁錠熔化后熔體溫 度控制在720 78(TC，采用高純氮氣進行除氣，采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(zhǔn)備鑄造。
②半連續(xù)鑄造在半連續(xù)鑄造開始前，打開總進水管路流量控制閥，設(shè)定控制程 序，使水閥完全打開時間《3.5s，完全關(guān)閉時間《3s，水閥動作周期《5s，結(jié)晶器內(nèi)冷 卻水總流量為30 35mVh。打開熔池控流塞棒，工業(yè)純鋁熔體緩慢流入結(jié)晶器內(nèi)，開始 400X1320mm工業(yè)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(jié)晶器供水方式與水閥同周期的間歇式。當(dāng)鑄 錠長度達到400mm后，鑄造工藝變?yōu)殍T造溫度690 710°C ，鑄造速度60 90mm/min，冷卻水流量35 45mVh，結(jié)晶器供水方式連續(xù)供水。當(dāng)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(jié)束。采用上述工藝制備的工業(yè)純鋁扁錠， 經(jīng)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 處于完全打開狀態(tài)，結(jié)晶器連續(xù)對鑄錠供水實施冷卻，制備的工業(yè)純鋁扁錠，經(jīng)檢測鑄錠角 部向上翹曲52mm，并且底部呈圓弧形。 通過對比試驗可見，采用本發(fā)明的結(jié)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(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用 等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
抑制鋁合金鑄錠底部變形的間歇式水冷工藝，其特征在于在結(jié)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(guān)閉，當(dāng)流量控制閥完全打開時，進水管路為正常水流量，當(dāng)流量控制閥完全關(guān)閉時，進水管路水流量降為零；流量控制閥完全打開和關(guān)閉的持續(xù)時間根據(jù)程序設(shè)定自動執(zhí)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(xù)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(guān)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(shè)定要求后，打開鋁熔池控流塞棒，半連續(xù)鑄造過程開始，受流量控制閥控制，結(jié)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(dāng)鑄造一定時間后，流量控制閥逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿_狀態(tài)，結(jié)晶器供水方式也逐漸由間歇式過渡為連續(xù)式，鑄造過程進入穩(wěn)定階段。
2. 根據(jù)權(quán)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，其特征在于 當(dāng)鑄造一定時間后，鑄錠長度在100 lOOOmm，流量控制閥逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿_狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)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(jié)晶器總進水管路前安裝流量控制閥，控制流進結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水流量，也可將控制閥安裝于扁錠結(jié)晶器寬面或窄面進水管路，控制結(jié)晶器寬面或窄面的冷卻水流量；結(jié)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(guān)閉；鑄造初始時水閥往復(fù)運轉(zhuǎn)，對結(jié)晶器實施間歇式供水，當(dāng)鑄錠長度達到一定值后，水閥逐漸完全打開，結(jié)晶器供水方式過渡為連續(xù)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(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者劉金炎, 王家淳, 郭世杰 申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司