權利要求

1.一種輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：包括一對結構相同等徑等寬的左鑄軋輥和右鑄軋輥，所述左鑄軋輥和右鑄軋輥軸向平行，分別固定在左側水平可動裝置和右側水平可動裝置上，構成了左側鑄輥可動單元和右側鑄輥可動單元;所述左側鑄輥可動單元和右側鑄輥可動單元分別設置在左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元上;所述左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元均設置在底座上。

2.根據(jù)權利要求1所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間分別通過左側彈性體和右側彈性體連接，所述左側彈性體和右側彈性體的負荷大小采用人為控制預設;所述左側彈性體和右側彈性體為彈簧或氣缸彈性體。

3.根據(jù)權利要求2所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左側彈性體和右側彈性體為彈簧結構，預設彈力為25kN。

4.根據(jù)權利要求1所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間為滾動摩擦接觸;所述左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間分別設有左側鑄輥可動單元滑軌和右側鑄輥可動單元滑軌;所述左側鑄輥可動單元滑軌設置在左側水平可動裝置下表面與左側水平可動框架單元上表面之間位置，所述右側鑄輥可動單元滑軌設置在右側水平可動裝置下表面與右側水平可動框架單元上表面之間位置;所述左側水平可動框架單元下表面與底座上表面之間設有左側可動框架單元滑軌，所述右側水平可動框架單元下表面與底座上表面之間設有右側可動框架單元滑軌。

5.根據(jù)權利要求1所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左側水平可動框架單元左側、右側水平可動框架單元右側分別連接有左側液壓裝置和右側液壓裝置，所述左側液壓裝置和右側液壓裝置分別固定安裝在底座的兩側位置;所述左側液壓裝置和右側液壓裝置采用絲杠代替;通過調(diào)節(jié)左側液壓裝置和右側液壓裝置或絲杠傳動裝置可驅(qū)使左側鑄輥可動單元、右側鑄輥可動單元水平向前或向后移動，從而調(diào)節(jié)左鑄軋輥和右鑄軋輥這一對鑄輥之間的輥縫間距;實際生產(chǎn)時按照需要通過數(shù)值可控的左側液壓裝置和右側液壓裝置或絲杠傳動裝置可隨時調(diào)整輥縫間隙，確保板帶的厚度要求。

6.根據(jù)權利要求1所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左鑄軋輥和右鑄軋輥為純銅材質(zhì)，純銅輥套厚度50mm，直徑為450mm，寬度為1500mm，并在左鑄軋輥和右鑄軋輥內(nèi)部分別設有左側鑄輥冷卻水管和右側鑄輥冷卻水管，左側鑄輥冷卻水管和右側鑄輥冷卻水管中通入循環(huán)冷卻水，冷卻水壓力為0.2～0.6Mpa，循環(huán)冷卻水溫度不超過40℃，鑄軋速度60m/min。

7.根據(jù)權利要求1所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述左鑄軋輥和右鑄軋輥上側配置了一體式圍堰，所述圍堰的4個側面兩兩平行，并分別平行或垂直于左鑄軋輥和右鑄軋輥的軸線;所述圍堰下部外表面安裝了帶有縱向彈性伸縮功能的圍裙，所述圍裙具有剛性，與左鑄軋輥和右鑄軋輥相接觸，彈性實時密接形成了熔池;所述圍裙底邊與左鑄軋輥和右鑄軋輥密接處形狀與左鑄軋輥和右鑄軋輥外表面完全匹配;當左鑄軋輥和右鑄軋輥之間的輥縫為零時，此時與左鑄軋輥和右鑄軋輥彈性密接的圍裙為初始形狀;所述圍堰固定安裝在圍堰固定架上，其中心與左鑄軋輥和右鑄軋輥的中心線重合，左鑄軋輥和右鑄軋輥沒有受到圍堰的重力作用，只受到了輕微的圍裙彈性密接時的彈力作用;所述圍堰內(nèi)側設有隔熱材料。

8.根據(jù)權利要求7所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述圍堰的上側配置了具有保溫功能的中間包，所述中間包固定在中間包固定架上;所述中間包底部設有澆鑄口，澆鑄口處配置了可控制澆鑄口打開和閉合以及熔體流量的控制閥;所述控制閥型式是可伸縮的連桿活塞式的控制閥;所述中間包底部形狀設置為向中間澆鑄口傾斜式倒三角式底板;所述澆鑄口位于左鑄軋輥和右鑄軋輥中間線的上側，其與鑄輥軸線平行方向的寬度尺寸近似等于下方圍堰的鑄輥軸方向的內(nèi)尺寸，也約等同于預定鑄軋板帶寬度。

9.根據(jù)權利要求8所述的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，其特征在于：所述中間包依次通過流槽與靜止爐，熔煉爐相連接，鑄軋時可持續(xù)不斷地向中間包供應熔液，保證鑄軋連續(xù)運轉(zhuǎn)不間斷;左鑄軋輥和右鑄軋輥的下方即板帶的排出方向上配置了導向板、水平輥道、夾送輪、軋制機、卷帶機，在線實現(xiàn)高品質(zhì)板帶的短流程高效率制造。

說明書

技術領域

[0001]本發(fā)明屬于低碳冶金加工技術領域，具體涉及一種輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置。

背景技術

[0002]目前，工業(yè)用高端鋁合金板帶主要是通過半連續(xù)鑄造加上軋制工藝制造。該方法生產(chǎn)出來的板帶具有良好的外觀和機械性能，但工藝流程包含了溶解、鑄造、均質(zhì)化、面銑、加熱、軋制等至少6道工序，存在流程長、投資大、耗能高等問題。

[0003]為了克服該問題，工業(yè)上也有采用雙輥鑄軋法來生產(chǎn)鋁合金板帶。該方法可由液態(tài)金屬直接生產(chǎn)出薄帶坯。該方法利用溶解、鑄造兩道工序即可實現(xiàn)薄帶坯的制造，具有流程短、投資小、耗能低等優(yōu)點。

[0004]該方法在利用傳統(tǒng)的臥式雙輥鑄軋機鑄軋生產(chǎn)鋁合金薄帶時，也存在很多不足。由于位于鑄嘴處接觸上下鑄輥熔體的冷卻速度不一樣，鑄軋出的板帶外觀表里不一致，板厚凹凸不均勻，且由于鑄軋速度較慢導致熔體冷卻速度低，熔體易粘附于鑄輥，容易導致鑄軋失敗。對此，為防止熔體與鑄輥粘附，鑄軋時需向鑄輥噴涂離型劑，增加了生產(chǎn)成本。臥式雙輥鑄軋法中，鑄軋速度一般為5m/min以下，效率低。軋制出的板帶內(nèi)部組織粗大，容易發(fā)生組織偏析等。因此，其制造的板帶綜合性能偏低，只能用于性能要求不高的建材、包裝等領域。

[0005]近年來，據(jù)有關研究文獻及公開的專利報道，立式雙輥鑄軋技術因其具有良好的急冷效果，不需使用離型劑，鑄軋出的板帶微觀組織結構細小，并降低了組織偏析，且可使基體中不純物微細化、分散化、無害化，鑄軋速度快，比傳統(tǒng)臥式鑄軋機高達數(shù)十倍。同時有助于減少工業(yè)生產(chǎn)中的CO2的排放，有助于實現(xiàn)綠色冶金制造。因此，利用此方法無論在實現(xiàn)傳統(tǒng)的中高端鋁合金板帶制造方面，還是在實現(xiàn)資源循環(huán)再生鋁合金利用方面，都有廣闊的應用前景。

[0006]中國專利CN101269406A公開了一種立式雙輥鋁合金薄帶坯的連鑄工藝，鑄軋速度為20～120mm/min，板帶厚度1.0～3.5mm。但是其鑄軋熔池只有鑄輥兩端的側封系統(tǒng)，沒有鑄輥軸向的側封系統(tǒng)，在實際應用上很難保證熔池高度和適當?shù)哪叹嚯x，并且雙鑄輥沒有隨著鑄軋薄帶凝固收縮時的彈性負載追隨補縮功能，導致薄帶坯冷卻性能降低。該工藝方法中，會導致鑄軋出的薄帶坯表面出現(xiàn)色差、斑紋等缺陷，且容易出現(xiàn)外觀質(zhì)量降低、內(nèi)部組織不均勻、板厚不均一、容易斷帶等不足。同時因鑄輥端部側封方式導致一種鑄輥只能生產(chǎn)一種寬度的薄帶，實際應用中缺乏靈活性。

[0007]中國專利CN106493316A公布了一種立式雙輥半固態(tài)鑄軋裝置及鑄軋方法。其鑄軋裝置熔池高度過于低且熔體凝固距離短，鑄軋時凝固殼與鑄輥間容易產(chǎn)生震動分離，且雙鑄輥也沒有彈性負載追隨補縮功能，導致鑄軋薄帶坯外觀質(zhì)量差和內(nèi)部組織結構不均勻。同時鑄軋時需要立板，立板成功方可鑄軋;立板不成功，會使熔體在兩鑄輥間凝固導致鑄軋失敗。立板及保持熔體半固態(tài)調(diào)節(jié)操作及其復雜，實際工業(yè)應用非常困難。

[0008]日本專利特許第4873286號公布了一種雙輥立式鑄造裝置及復合材料板帶制造方法。該鑄軋裝置中，盛裝熔體的容器設置在兩鑄輥中間位置。鑄軋時，澆鑄的熔液從兩鑄輥中間位置沿著鑄輥軸方向向兩端流動，使得熔池內(nèi)的熔液溫度分布不均即中間高兩邊低，容易導致鑄軋出現(xiàn)板帶厚度不均勻、質(zhì)量低下等問題。此外，該鑄軋裝置在單側鑄輥設置了彈性負載追隨補縮結構，但附加在可動鑄輥側的側封系統(tǒng)，鑄軋時很難保證熔液不外漏。側封系統(tǒng)與雙鑄輥無縫對接安裝尤為繁雜，同時熔池的橫向側封板安裝在鑄輥端部，導致一種鑄軋裝置只能生產(chǎn)一種寬度的板帶，實際應用中缺乏靈活性。

[0009]綜上所述，有必要提供一種適于工業(yè)量產(chǎn)型的立式雙輥高速板帶鑄軋裝置及鑄軋方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，以便能適合工業(yè)化量產(chǎn)。該裝置操作簡單、省時省力，可靈活對應生產(chǎn)各種厚度及寬幅的產(chǎn)品。且生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面光滑無色差、內(nèi)部組織均勻、厚度均一，能實現(xiàn)高質(zhì)量、低成本、短流程的薄帶坯生產(chǎn)制造。

[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。

[0012]一種輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，包括一對結構相同等徑等寬的左鑄軋輥和右鑄軋輥，左鑄軋輥和右鑄軋輥軸向平行，分別固定在左側水平可動裝置和右側水平可動裝置上，構成了左側鑄輥可動單元和右側鑄輥可動單元;左側鑄輥可動單元和右側鑄輥可動單元分別設置在左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元上;左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元均設置在底座上。

[0013]進一步地，左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間分別通過左側彈性體和右側彈性體連接，左側彈性體和右側彈性體的負荷大小可以人為控制預設;左側彈性體和右側彈性體為彈簧或氣缸等彈性體。根據(jù)鑄軋合金不同可預設指定的彈力大小，以滿足預制板帶的外觀及內(nèi)部組織的最佳質(zhì)量要求。

[0014]進一步地，左側彈性體和右側彈性體為彈簧結構，預設彈力為25kN。當鑄輥受到水平外力時，左側彈性體和右側彈性體即時發(fā)生反力作用，使左鑄軋輥和右鑄軋輥相對于左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元發(fā)生相應的水平位移動作。

[0015]進一步地，左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間、左側水平可動框架單元和右側水平可動框架單元與底座之間的摩擦系數(shù)越小越好。左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間為滾動摩擦接觸。左側鑄輥可動單元與左側水平可動框架單元之間、右側鑄輥可動單元與右側水平可動框架單元之間分別設有左側鑄輥可動單元滑軌和右側鑄輥可動單元滑軌;左側鑄輥可動單元滑軌設置在左側水平可動裝置下表面與左側水平可動框架單元上表面之間位置，右側鑄輥可動單元滑軌設置在右側水平可動裝置下表面與右側水平可動框架單元上表面之間位置。左側水平可動框架單元下表面與底座上表面之間設有左側可動框架單元滑軌，右側水平可動框架單元下表面與底座上表面之間設有右側可動框架單元滑軌。

[0016]進一步地，左側水平可動框架單元左側、右側水平可動框架單元右側分別連接有左側液壓裝置和右側液壓裝置，左側液壓裝置和右側液壓裝置分別固定安裝在底座的兩側位置。左側液壓裝置和右側液壓裝置也可采用絲杠代替。通過調(diào)節(jié)左側液壓裝置和右側液壓裝置或絲杠傳動裝置可驅(qū)使左側鑄輥可動單元、右側鑄輥可動單元水平向前或向后移動，從而調(diào)節(jié)左鑄軋輥和右鑄軋輥這一對鑄輥之間的輥縫間距。實際生產(chǎn)時按照需要通過數(shù)值可控的左側液壓裝置和右側液壓裝置或絲杠傳動裝置可隨時調(diào)整輥縫間隙，確保板帶的厚度要求。

[0017]進一步地，左鑄軋輥和右鑄軋輥為純銅材質(zhì)，純銅輥套厚度50mm，直徑為450mm，寬度為1500mm，并在左鑄軋輥和右鑄軋輥內(nèi)部分別設有左側鑄輥冷卻水管和右側鑄輥冷卻水管，左側鑄輥冷卻水管和右側鑄輥冷卻水管中通入循環(huán)冷卻水，冷卻水壓力為0.2～0.6Mpa，循環(huán)冷卻水溫度不超過40℃，鑄軋速度60m/min。

[0018]進一步地，左鑄軋輥和右鑄軋輥上側配置了一體式圍堰，圍堰的4個側面兩兩平行，并分別平行或垂直于左鑄軋輥和右鑄軋輥的軸線。圍堰下部外表面安裝了帶有縱向彈性伸縮功能的圍裙，圍裙具有一定的剛性，與左鑄軋輥和右鑄軋輥相接觸，彈性實時密接形成了熔池。這樣的構造使得熔體不易外漏，確保生產(chǎn)安全。圍裙底邊與左鑄軋輥和右鑄軋輥密接處形狀與左鑄軋輥和右鑄軋輥外表面完全匹配。當左鑄軋輥和右鑄軋輥之間的輥縫為零時，此時與左鑄軋輥和右鑄軋輥彈性密接的圍裙為初始形狀。圍堰固定安裝在圍堰固定架上，其中心與左鑄軋輥和右鑄軋輥的中心線重合，左鑄軋輥和右鑄軋輥沒有受到圍堰的重力作用，只受到了輕微的圍裙彈性密接時的彈力作用。為了保持熔池內(nèi)的熔體溫度，圍堰內(nèi)側設有隔熱材料。

[0019]進一步地，圍堰的上側配置了具有保溫功能的中間包，中間包固定在中間包固定架上。中間包底部設有澆鑄口，澆鑄口處配置了可控制澆鑄口打開和閉合以及熔體流量的控制閥，本發(fā)明的控制閥型式是可伸縮的連桿活塞式的控制閥。為使熔體容易流出，中間包底部形狀可設置為向中間澆鑄口傾斜式倒三角式底板。澆鑄口位于左鑄軋輥和右鑄軋輥中間線的上側，其與鑄輥軸線平行方向的寬度尺寸近似等于下方圍堰的鑄輥軸方向的內(nèi)尺寸，也約等同于預定鑄軋板帶寬度。

[0020]進一步地，中間包依次通過流槽與靜止爐，熔煉爐相連接，鑄軋時可持續(xù)不斷地向中間包供應熔液，保證鑄軋連續(xù)運轉(zhuǎn)不間斷。左鑄軋輥和右鑄軋輥的下方即板帶的排出方向上配置了導向板、水平輥道、夾送輪、軋制機、卷帶機等，可在線實現(xiàn)高品質(zhì)板帶的短流程高效率制造。

[0021]該發(fā)明有益效果：本發(fā)明提供了一種輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置，適合工業(yè)化量產(chǎn)型，操作簡單，省時省力，一種裝置可靈活對應生產(chǎn)多種厚度及寬幅，表面光滑無色差，內(nèi)部組織均勻，厚度均一，能生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本、短流程的薄帶坯。鑄軋輥因具有較高的冷卻速率，良好的彈性負載追隨功能，且熔池的高度可控靜水壓穩(wěn)定、溫度場分布均勻，不僅可制造通常鑄軋難度大、兩相區(qū)范圍廣的合金含量高的鋁合金板帶，也可生產(chǎn)鎂合金等輕金屬合金板帶。此外，因冷卻速率大，鑄軋速度快效率高，可使熔體中含有的不純物微細化、分散化、無害化，可以制造出含有不純物無害化的再生鋁合金薄帶坯，實現(xiàn)資源循環(huán)利用及再生合金的升級制造。

附圖說明

[0022]圖1為本發(fā)明實施例的立式雙輥鑄軋裝置示意圖;

圖2為圖1主要部分的平面示意圖;

圖3為圖1主要部分的局部放大結構示意圖;

圖4 為實施例2鑄軋板帶的外觀;

圖5為實施例2鑄軋板帶180°-Φ10折彎及折彎處外表面照片。

[0023]附圖標記說明：1、底座;2、圍堰固定架;3、中間包固定架;4、導向板;5、水平輥道;6、夾送輥;7、軋制機;8、卷帶機;9、熔體;10、澆鑄口;11、右鑄軋輥;12、左鑄軋輥;13、右側水平可動裝置;14、左側水平可動裝置;15、右側水平可動框架單元;16、左側水平可動框架單元;17、右側彈性體;18、左側彈性體;19、右側液壓裝置;20、左側液壓裝置;21、右側鑄輥可動單元滑軌;22、左側鑄輥可動單元滑軌;23、右側可動框架單元滑軌;24、左側可動框架單元滑軌;25、右側鑄輥可動單元;26、左側鑄輥可動單元;27、右側凝固殼;28、左側凝固殼;29、板帶;30、右側鑄輥冷卻水管;31、圍堰;32、彈性伸縮圍裙; 33、中間包;34、可控閥;35、左側鑄輥冷卻水管;H、熔體高度，d、凝固距離，L、鑄輥寬度。

具體實施方式

[0024]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解本發(fā)明。

[0025]本發(fā)明實施例中的輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置如圖1所示，該裝置包括一對結構相同等徑等寬的左鑄軋輥12和右鑄軋輥11，左鑄軋輥12和右鑄軋輥11軸向平行，分別固定在左側水平可動裝置14和右側水平可動裝置13上，構成了左側鑄輥可動單元26和右側鑄輥可動單元25;左側鑄輥可動單元26和右側鑄輥可動單元25分別設置在左側水平可動框架單元16和右側水平可動框架單元15;左側水平可動框架單元16和右側水平可動框架單元15均設置在底座1上。

[0026]左側鑄輥可動單元26與左側水平可動框架單元16之間、右側鑄輥可動單元25與右側水平可動框架單元15之間分別通過左側彈性體18和右側彈性體17連接，左側彈性體18和右側彈性體17的負荷大小可以人為控制預設;左側彈性體18和右側彈性體17為彈簧或氣缸等彈性體。根據(jù)鑄軋合金不同可預設指定的彈力大小，以滿足預制板帶的外觀及內(nèi)部組織的最佳質(zhì)量要求。

[0027]本實施例的左側彈性體18和右側彈性體17為彈簧結構，預設彈力為25kN。當鑄輥受到水平外力時，左側彈性體18和右側彈性體17即時發(fā)生反力作用，使左鑄軋輥12和右鑄軋輥11相對于左側水平可動框架單元16和右側水平可動框架單元15發(fā)生相應的水平位移動作。

[0028]左側鑄輥可動單元26與左側水平可動框架單元16之間、右側鑄輥可動單元25與右側水平可動框架單元15之間、左側水平可動框架單元16和右側水平可動框架單元15與底座1之間的摩擦系數(shù)越小越好。左側鑄輥可動單元26與左側水平可動框架單元16之間、右側鑄輥可動單元25與右側水平可動框架單元15之間為滾動摩擦接觸。本實施例中，左側鑄輥可動單元26與左側水平可動框架單元16之間、右側鑄輥可動單元25與右側水平可動框架單元15之間分別設有左側鑄輥可動單元滑軌22和右側鑄輥可動單元滑軌21;左側鑄輥可動單元滑軌22設置在左側水平可動裝置14下表面與左側水平可動框架單元16上表面之間位置，右側鑄輥可動單元滑軌21設置在右側水平可動裝置13下表面與右側水平可動框架單元15上表面之間位置。左側水平可動框架單元16下表面與底座1上表面之間設有左側可動框架單元滑軌24，右側水平可動框架單元15下表面與底座1上表面之間設有右側可動框架單元滑軌23。

[0029]這樣的設計構造在實際生產(chǎn)時，能夠更好的使左鑄軋輥12和右鑄軋輥11這一對鑄輥時刻保持與板帶29表面的接觸，跟隨板帶29的凝固收縮變化而變化，這樣不僅不容易使熔體9的左側凝固殼28和右側凝固殼27堵塞于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11間隙，保證生產(chǎn)順利進行，而且冷卻效果好，板帶29表面光滑無色差。

[0030]左側水平可動框架單元16左側、右側水平可動框架單元15右側分別連接有左側液壓裝置20和右側液壓裝置19，左側液壓裝置20和右側液壓裝置19分別固定安裝在底座1的兩側位置。左側液壓裝置20和右側液壓裝置19也可采用絲杠代替。通過調(diào)節(jié)左側液壓裝置20和右側液壓裝置19或絲杠傳動裝置可驅(qū)使左側鑄輥可動單元26、右側鑄輥可動單元25水平向前或向后移動，從而調(diào)節(jié)左鑄軋輥12和右鑄軋輥11這一對鑄輥之間的輥縫間距。實際生產(chǎn)時按照需要通過數(shù)值可控的左側液壓裝置20和右側液壓裝置19或絲杠傳動裝置可隨時調(diào)整輥縫間隙，確保板帶的厚度要求。

[0031]本實施例采用了左側液壓裝置20和右側液壓裝置19，預設輥縫為1.0mm;鑄軋時為保證熔體9的冷卻速率達到1000℃/S以上，本發(fā)明選用的左鑄軋輥12和右鑄軋輥11為純銅材質(zhì)，純銅輥套厚度50mm，直徑為450mm，寬度為1500mm，并在左鑄軋輥12和右鑄軋輥11內(nèi)部分別設有左側鑄輥冷卻水管35和右側鑄輥冷卻水管30，左側鑄輥冷卻水管35和右側鑄輥冷卻水管30中通入循環(huán)冷卻水，冷卻水壓力為0.2～0.6Mpa，循環(huán)冷卻水溫度不超過40℃，鑄軋速度60m/min。鑄軋時因熔體9急速冷卻，熔體9與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11之間不會發(fā)生凝結粘附現(xiàn)象，因此在鑄軋時無需使用離型劑，比臥式雙輥鑄軋時環(huán)境更清潔，更節(jié)省成本。由于冷卻速率可達到1000℃/S以上，急冷使熔體形核率增加，結晶粒變小，提高了板帶29的綜合力學性能。

[0032]左鑄軋輥12和右鑄軋輥11上側配置了一體式圍堰31，圍堰31的4個側面兩兩平行，并分別平行或垂直于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11的軸線。圍堰31下部外表面安裝了帶有縱向彈性伸縮功能的圍裙32，圍裙32具有一定的剛性，與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11相接觸，彈性實時密接形成了熔池。這樣的構造使得熔體不易外漏，確保生產(chǎn)安全。圍裙32底邊與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11密接處形狀與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11外表面完全匹配。當左鑄軋輥12和右鑄軋輥11之間的輥縫為零時，此時與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11彈性密接的圍裙32為初始形狀。圍堰31固定安裝在圍堰固定架2上，其中心與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11的中心線重合，左鑄軋輥12和右鑄軋輥11沒有受到圍堰31的重力作用，只受到了輕微的圍裙32彈性密接時的彈力作用。為了保持熔池內(nèi)的熔體溫度，圍堰31內(nèi)側設有隔熱材料。本實施例的圍堰31鋼板內(nèi)側貼附了陶瓷纖維隔熱材，與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11密接的圍裙32羽翅底部貼附了具有隔熱性、耐磨性和彈性的蛭石涂層的玻璃纖維布。圍堰31位置于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11之上并固定在圍堰固定架2上，無論左鑄軋輥12和右鑄軋輥11間輥縫間距多少，其中心始終位置于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11之間的中心線上，這樣的構造使熔池底部的熔體9與左鑄軋輥12和右鑄軋輥11之間的凝固距離d如圖3所示，即熔體9與兩鑄輥形成的左側凝固殼28和右側凝固殼27形狀和大小始終保持實時一致性，從而保證了板帶29組織均勻，厚度均一，外觀無色差及斑紋。另外，圍堰31內(nèi)側寬度尺寸可決定鑄軋出的鑄軋的板帶29寬幅尺寸，因此一對足夠?qū)挼蔫T輥(寬度尺寸L，如圖2)只要切換相應寬度尺寸的圍堰31，即可生產(chǎn)出≦L不同寬幅尺寸的板帶29。實際生產(chǎn)中，根據(jù)板帶寬幅尺寸需求，選擇相應的圍堰31可靈活對應生產(chǎn)，實現(xiàn)了一臺鑄軋機多功能化，即一輥多軋實現(xiàn)低成本生產(chǎn)。本實施例采用了圍堰31內(nèi)尺寸為1000mm小于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11的寬度1500mm，凝固距離為150mm。

[0033]圍堰31的上側配置了具有保溫功能的中間包33，中間包33固定在中間包固定架3上。中間包33底部設有澆鑄口10，澆鑄口10處配置了可控制澆鑄口10打開和閉合以及熔體流量的控制閥34，本發(fā)明的控制閥型式是可伸縮的連桿活塞式的控制閥34。為使熔體容易流出，中間包33底部形狀可設置為向中間澆鑄口傾斜式倒三角式底板。澆鑄口10位于左鑄軋輥12和右鑄軋輥11中間線的上側，其與鑄輥軸線平行方向的寬度尺寸近似等于下方圍堰31的鑄輥軸方向的內(nèi)尺寸，也約等同于預定鑄軋板帶29寬度。本實施例選用了澆鑄口10寬度約為1000mm。在實際鑄軋時，針對預定鑄軋的板帶29寬度選擇相應尺寸的圍堰31和中間包33即可，切換簡單靈活，省時省力，實現(xiàn)一輥多軋功能;并且這樣的澆注方式，鑄軋時從澆鑄口10瀑布式流出的熔體9瞬間充滿熔池，通過熔池內(nèi)設置的溫度傳感器感知(本實施例未標識)，熔池內(nèi)的熔體9達到預定高度時，通過澆鑄口控制閥34調(diào)節(jié)中間包33流出的熔體流量可保持圍堰內(nèi)熔池的熔體高度H基本保持一致，這樣可維持穩(wěn)定的靜水壓，本實施例熔體高度為150mm;同時熔池中在左鑄軋輥12和右鑄軋輥11軸方向由于澆鑄口10瀑布式流出的流體9寬幅等同于熔池寬度尺寸，使得熔池內(nèi)水平方向上熔液溫度分布一致，在熔池縱方向上溫度梯度變化均勻。熔池內(nèi)穩(wěn)定的靜水壓確保了在兩鑄輥處形成的左側凝固殼28和右側凝固殼27始終與鑄輥穩(wěn)定接觸，溫度場分布均勻保證了左側凝固殼28和右側凝固殼27形狀大小均一，使鑄軋出的板帶29厚度均一，表面光滑無色差，組織結構細小均勻，且鑄軋時不容易斷帶。

[0034]據(jù)專利特許第4873286號(日本)熔體在兩鑄輥中間位置澆鑄，會導致熔液沿著鑄輥軸方向從熔池中間向兩側流動，使得熔池中溫度場的溫度分布產(chǎn)生中間高兩邊低，與鑄輥同時接觸的溫度低的熔體快速凝固增厚，與其鄰近溫度高的流體還沒來得及凝固或凝固未增厚就被相對轉(zhuǎn)動的鑄輥同時排出，造成薄帶坯強度低的地方撕斷或造成凝固殼未壓實部位的板帶中間開裂，板厚不均一，組織不均勻，表面色差斑紋等缺陷。國內(nèi)的一些專利通過布流裝置緩解了熔池內(nèi)熔體溫度分布不均，但并沒有完全解決此問題。本實施例的澆鑄方式有效的控制了熔池內(nèi)的溫度分布，成功避免了以往公布的國內(nèi)外專利顯示的不利之處。

[0035]中間包33依次通過流槽與靜止爐，熔煉爐相連接(本實施例以上設備未標識)，鑄軋時可持續(xù)不斷地向中間包33供應熔液，保證鑄軋連續(xù)運轉(zhuǎn)不間斷。一臺鑄軋裝置即可實現(xiàn)年產(chǎn)數(shù)十萬噸薄帶坯的生產(chǎn)能力。左鑄軋輥12和右鑄軋輥11的下方即板帶29的排出方向上配置了導向板4、水平輥道5、夾送輪6、軋制機7、卷帶機8等，可在線實現(xiàn)高品質(zhì)板帶的短流程高效率制造。但不限于本發(fā)明實施例限制，對應需要也可以實施離線對板帶進行適當?shù)墓に囂幚?，如熱軋或冷軋，熔體化處理，張力矯直等來達到所需板帶的質(zhì)量要求。

[0036]如前述，本發(fā)明裝置因具有出色的冷卻性能，良好的彈性負載追隨功能，且熔池的高度可控靜水壓穩(wěn)定、溫度場分布均勻，可使熔體中含有的不純物微細化、分散化、無害化，可實現(xiàn)資源循環(huán)利用及再生合金的升級制造。為了說明此論述，本實施例特意選用了常用的延展性能較差的鑄造鋁合金Al-Si7Mg和與回收鋁合金相當?shù)暮胁患兾颋e元素1.0%的Al-Si7Mg合金作為原料分別進行了鑄軋。然后對兩種原料的鑄軋板帶分別采取了與鑄軋方向平行、厚度1mm的樣品，并對樣品實施了退火處理，退火條件為450℃-10min保持后爐冷，之后對退火處理后的樣品分別進行了力學性能測試，以下結果分享給同業(yè)者們以供考證。

實施例

[0037]本發(fā)明實施例1中利用輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置生產(chǎn)步驟如下：

(1)熔煉：將含有Fe元素0.16%的Al-Si7Mg合金錠放入熔煉爐中進行熔煉，溫度設定為750℃。待鋁錠完全熔化后，進行扒渣處理，然后將溫度降至650～680℃，將熔液轉(zhuǎn)移到靜置爐內(nèi)保溫30～60min，并進行除氣處理，最后將靜置爐中熔液轉(zhuǎn)移到中間包33中，待熔體9溫度達到610±20℃范圍時，打開澆鑄口10的控制閥34，進行澆鑄。一般澆鑄溫度推薦為合金液相線溫度的±20℃范圍。Al-Si7Mg合金的液相線溫度大約為610℃。澆鑄溫度過高，固相率偏低，鑄軋時熔體不能很好的冷卻凝固;溫度過低，熔體固相率過高，容易凝固堵塞左鑄軋輥12和右鑄軋輥11使鑄軋失敗。

[0038](2)連鑄：從澆鑄口10瀑布式流出的熔體9瞬間充滿兩個預留輥縫1mm，相對以周速度60m/min轉(zhuǎn)動的水冷左鑄軋輥12和右鑄軋輥11與圍堰31構成的熔池。通過熔池內(nèi)設置的溫度傳感器感知(本實施例未標識)，熔池內(nèi)的熔體9達到本實施例預定高度150mm時，通過澆鑄口控制閥34自動調(diào)節(jié)中間包33流出的熔體流量可保持圍堰31內(nèi)熔池的熔體高度H基本保持一致。與此同時，在熔池底部與水冷左鑄軋輥12和右鑄軋輥11接觸的熔體9瞬間凝固形成了左側凝固殼28和右側凝固殼27，隨著相對轉(zhuǎn)動彈性負載的左鑄軋輥12和右鑄軋輥11間縫隙被擠壓合并成一體形成板帶，并被迅速排出雙鑄輥下側。本實施例的左側彈性體18和右側彈性體17預設彈力為25kN，左鑄軋輥12和右鑄軋輥11為純銅材質(zhì)，純銅輥套厚度50mm，直徑為450mm，寬度為1500mm，左側鑄輥冷卻水管35和右側鑄輥冷卻水管30中通入循環(huán)冷卻水，冷卻水壓力為0.2～0.6Mpa，冷卻水溫度不超過40℃。

[0039]在雙左鑄軋輥12和右鑄軋輥11中間下側，被排出的板帶29厚度約為3mm，寬度為1000mm，板表面溫度為500～580℃，通過導向板4，水平輥道5及夾送輥6送入兩臺串聯(lián)的軋機7進行在線連續(xù)熱軋，之后送入卷帶機卷曲成卷。軋制后的板帶厚度均一為1mm，外觀優(yōu)良。此合金板材的在線一次壓下率推薦為15±5%。

實施例

[0040]本發(fā)明實施例2中利用輕合金薄帶坯的低碳高速鑄軋裝置生產(chǎn)步驟如下：

(1)熔煉：為了得到含有Fe元素1.0%的Al-Si7Mg合金，將含有Fe元素0.16%的Al-Si7Mg合金錠和鐵劑按一定比例稱重。熔煉時先將稱好的含有0.16%Fe元素的Al-Si7Mg合金錠放入熔煉爐中進行熔煉，溫度設定為750℃，待鋁錠完全熔化后添加定量的鐵劑，保溫60min左右，然后進行扒渣和攪拌處理，之后調(diào)節(jié)爐溫待溫度降至650～680℃時，將熔液轉(zhuǎn)移到靜置爐內(nèi)保溫30～60min，并進行除氣處理，最后將靜置爐中熔液轉(zhuǎn)移到中間包33中，待溫度達到610±20℃范圍時，打開澆鑄口10的控制閥34，進行澆鑄。

[0041](2)連鑄：與實施例1相同，從澆鑄口10瀑布式流出的熔體9瞬間充滿兩個預留輥縫1mm，相對以周速度60m/min轉(zhuǎn)動的水冷左鑄軋輥12和右鑄軋輥11與圍堰31構成的熔池。通過熔池內(nèi)設置的溫度傳感器感知(本實施例未標識)，熔池內(nèi)的熔體9達到本實施例預定高度150mm時，通過澆鑄口控制閥34自動調(diào)節(jié)中間包33流出的熔體流量可保持圍堰31內(nèi)熔池的熔體高度H基本保持一致。與此同時，在熔池底部與水冷左鑄軋輥12和右鑄軋輥11接觸的熔體9瞬間凝固形成的左側凝固殼28和右側凝固殼27，隨著相對轉(zhuǎn)動彈性負載的左鑄軋輥12和右鑄軋輥11間縫隙被擠壓合并成一體形成板帶，被迅速排出雙鑄輥下側。本實施例的左側彈性體18和右側彈性體17預設彈力為25kN，左鑄軋輥12和右鑄軋輥11為純銅材質(zhì)，純銅輥套厚度50mm，直徑為450mm，寬度為1500mm，左側鑄輥冷卻水管35和右側鑄輥冷卻水管30中通入循環(huán)冷卻水，冷卻水壓力為0.2～0.6Mpa，冷卻水溫度不超過40℃。

[0042]在雙左鑄軋輥12和右鑄軋輥11中間下側，被排出的板帶29厚度約為2.8mm，寬度為1000mm，板表面溫度為500～580℃，通過導向板4，水平輥道5及夾送輥6送入兩臺串聯(lián)的軋機7進行在線連續(xù)熱軋，之后送入卷帶機卷曲成卷。軋制后的板帶厚度均一為1mm，外觀優(yōu)良。此合金板材的在線一次壓下率推薦為15±5%。與實施例1相比，實施例2得到的鑄軋板厚稍微變薄了一些，這可能是由于熔體中Fe元素增多，使固液兩相范圍增大，熔體流動性增強而導致的結果。

[0043]如圖4所示，本實施例的鑄軋板帶具有良好的外觀，表面沒有色差和交互的斑紋圖樣，與傳統(tǒng)的通過熱軋工藝生產(chǎn)的板帶表面幾乎沒有根本的區(qū)別。

[0044]表1為實施例1和實施例2鑄軋板帶退火處理后的機械性能

[0045]表1為實施例1和實施例2鑄軋板帶退火處理后的機械性能。實施例1、2的鑄軋板帶與傳統(tǒng)的鑄造合金材料不同，兩者都具有良好的伸長率，鑄軋板帶可作為一般的延展性塑性加工材料使用;圖5為實施例2鑄軋板帶彎折后的照片，鑄軋板彎折處的外表面沒有發(fā)生裂紋現(xiàn)象，具有良好的延展性能;并且鑄軋時熔體中Fe元素的固溶強化，實施例2比實施例1的板帶具有更高的強度(參見表1)。據(jù)以上結果，本發(fā)明裝置實現(xiàn)了熔體中不純物的無害化，可制造出含有不純物無害化的再生鋁合金薄帶坯，實現(xiàn)資源循環(huán)利用及再生合金的升級制造。

[0046]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。

說明書附圖(5)