專利名稱：雙輥鑄軋—熱連軋方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙輥鑄軋一熱連軋連續(xù)生產(chǎn)金屬板坯的方法及設(shè)備，更具體 的是，涉及一種改進了在線軋制條件的雙輥鑄軋一熱連軋生產(chǎn)金屬板坯的方法， 以及用于該方法的偏心異徑雙輥鑄軋一熱連軋一剪切一巻取生產(chǎn)線。本發(fā)明涉及鋁及鋁合金板坯的生產(chǎn)方法，該板坯有較大的熱加工變形量，性 能接近或達到熱軋板坯的性能。它是通過用本方法及設(shè)備生產(chǎn)的鑄軋板坯為原料 而生產(chǎn)出來的，更具體的是涉及一種以較厚的鑄軋鋁及鋁合金板坯為原料，進而在3orc 5io'c的情況下進行連續(xù)大壓下量的熱連軋的方法。
背景技術(shù)：
由雙輥式連續(xù)鑄軋機直接把鋁及鋁合金液體生產(chǎn)成板帶的方法有多種形式，孫斌煜等.板帶鑄軋理論與技術(shù).北京冶金工業(yè)出版社.2002， 一書中介紹了幾種 雙輥式板帶連續(xù)鑄軋機(a) 1846年英國人貝塞麥(Bessemer)就提出從兩個旋轉(zhuǎn)輥上方澆鑄金屬 液，見附圖l，通過一對內(nèi)部具有水循環(huán)冷卻作用的鑄軋輥輥縫間隙，結(jié)晶、凝 固、變形后從下邊引出帶坯的方法。受當時技術(shù)水平的限制，此法沒有獲得成功；(b) 1951年美國的亨特.道格拉斯(Himter.Douglas)兩家公司聯(lián)合，將生產(chǎn) 方式改為下鑄式，并改善了兩輥的冷卻方式，采用了可控制金屬液靜壓力的前箱， 創(chuàng)立了雙輥式板帶連續(xù)鑄軋機，見附圖2;(c) 因下鑄式鑄軋機供料嘴安裝調(diào)整十分不便，1962年亨特公司提出了鑄 軋輥中心線與水平線成15。夾角的傾斜式鑄軋機，見附圖3;(d) 繼而法國的斯卡爾(Seal)公司研制出稱之為3C (Continuos CasterBetween Cylinders)法的雙輥水平式鑄軋機，見附圖4?，F(xiàn)行廣泛使用的雙輥式鋁板帶連續(xù)鑄軋機是15。傾斜式和水平式兩種，其生 產(chǎn)工藝是在靜止爐內(nèi)經(jīng)過精煉處理后的液態(tài)鋁及鋁合金，通過流槽進入前箱、 液面高度控制機構(gòu)、供料嘴。液態(tài)鋁及鋁合金在受控的靜壓力作用下，從供料嘴 出口端涌出，與內(nèi)部水冷卻的旋轉(zhuǎn)軋輥相遇，溫度急劇下降，如附圖5所示，在 a-a處冷卻形成一層很薄的凝固殼。隨著鑄軋輥的轉(zhuǎn)動，金屬液的熱量不斷地被 鑄軋輥大量導出，凝固層增厚并繼續(xù)結(jié)晶，當上、下兩凝固層在b-b'面上相遇 時，金屬液已完全凝固，進入完全軋制狀態(tài)，此時金屬受到軋輥的壓力作用，產(chǎn) 生塑性變形而軋制成板帶坯料。當金屬被軋至c-c面上時，鑄軋過程結(jié)束，鑄軋 區(qū)初步形成，其長度用z表示。進一步調(diào)整鑄軋速度等工藝參數(shù)，建立穩(wěn)定的鑄 軋區(qū)。鑄軋區(qū)z是由鑄造區(qū)(冷卻區(qū)z,加結(jié)晶區(qū)Z2 ，附圖5a-a處至b-b'處)與軋 制變形區(qū)Z3 (附圖5 b-b'處至c-c處)共同組成的。鑄軋區(qū)的長度與鑄軋輥直 徑、鑄軋方式及工藝條件等有關(guān)，但鑄軋輥直徑起主要作用，增加鑄軋區(qū)長度， 加大了冷卻面積，進而可提高鑄軋速度和增加板厚，但受鑄軋輥直徑和冷卻強度 有限這一固有特征的制約，澆鑄厚度大于12mm、固液兩相線溫差大于45"C的 鋁合金，以及鑄坯速度大于1.5m/min是很困難的，這也是當今世界各國雙輥式 鑄軋機科研人員致力于突破的課題。目前雙輥板帶連續(xù)鑄軋機的產(chǎn)品厚度在5 12mm、鑄軋速度在0.8 1.5m/min、熱加工率在15 50%之間。與熱軋工藝相比，鑄軋工藝還存在生產(chǎn) 的產(chǎn)品材料范圍窄、板材硬度高(較熱軋板高約20%)、深沖性不好、針孔多、 邊部裂紋多、箔軋時易斷帶、產(chǎn)量和板材尺寸精度低等缺陷。雙輥式鑄軋機無法對板厚及板形進行在線調(diào)節(jié)，生產(chǎn)的板材厚差較大，無法精確的獲得所要得到的板坯厚度，板坯厚度超過12mm后巻取困難。中國專利
公開日2000年7月5日，公開號為CN1258574的發(fā)明公開了一種"鋁帶(坯)鑄軋一中溫連軋法"，它由現(xiàn)行鑄軋機生產(chǎn)出常規(guī)帶坯，并利用帶 坯尚有300。C左右的余溫經(jīng)過1 3架中溫連軋機軋制，再由巻取機巻繞成帶巻。 該發(fā)明解決了板厚、板差及板形在線調(diào)節(jié)的問題，提高了板材尺寸精度，但仍然 沒有解決雙輥鑄軋機固有特征所帶來的缺陷。目前世界各國運行的雙輥鋁板連續(xù)鑄軋機，基本上未采用CN1258574公開的"鋁帶(坯)鑄軋一中溫連軋法"的方式，這是受雙輥鑄軋機本身固有特征的限 制，使串聯(lián)熱溫軋機失去了實際(經(jīng)濟)意義?，F(xiàn)有鑄軋機如前所述，速度低、 板厚有限，增加熱連軋對提高產(chǎn)量無大的幫助，反而增加了設(shè)備投資，降低了鑄 軋機運行的可靠性。鑄軋機本身對板材的加工變形率已基本滿足使其變成纖維組 織的要求，加之后續(xù)的冷軋及退火工藝則完全滿足了這一要求，因此，串聯(lián)熱軋 機對提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量(細化和均勻晶粒)和機械強度也無大的幫助。這也是 為什么鑄軋機不能取代傳統(tǒng)熱軋及后人又大力研究連鑄連軋的重要原因。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有雙輥鑄軋機，鑄軋區(qū)長度和冷卻強度有限的固有缺 陷，提供一種改進了軋制條件，生產(chǎn)鋁及鋁合金板坯的方法及設(shè)備。使用本發(fā)明可有效的解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)品材料范圍窄、板材硬度高、深沖性不好、 針孔多、邊部裂紋多、箔軋時易斷帶、產(chǎn)量和板材尺寸精度低等缺陷。本發(fā)明方法涉及的內(nèi)容為在一對水內(nèi)冷鑄輥之間澆入69(TC 71(rC的鋁或鋁合金熔體，通過偏心異徑雙輥鑄軋機一熱軋機連續(xù)將其軋制成預(yù)定的厚度、切頭并巻成巻材。具體以》650/4)850X1600mm (上輥直徑/下輥直徑X輥身長度) 規(guī)格的鑄軋機為例將鑄軋區(qū)的長度調(diào)整在65 260mm之間、輥縫控制在826 mm之間，靜止爐內(nèi)的金屬鋁液溫度保持在730°C 740°C ，冷卻水壓力在0.3 0.5MPa之間、溫度小于28'C、流量在60 140t/h之間，鑄軋機輥面線速度調(diào)至 2.6m/min左右。在本發(fā)明的設(shè)備中提供了兩種鑄嘴方式； 一種是上鑄嘴方式， 另種是下鑄嘴方式。當采用上鑄嘴方式時，鑄嘴與水平線之間的夾角在O。 + 19°的范圍內(nèi)，前箱液面高度控制在23 98 mm之間，采用下鑄嘴方式時，鑄 嘴與水平線之間的夾角在0° 一19°的范圍內(nèi)，前箱液面高度控制在15 45 mm之間。上述工藝參數(shù)調(diào)整好后，讓高溫金屬鋁液通過流槽進入前箱、液面高度控制 機構(gòu)、供料嘴，鋁液在受控的靜壓力作用下，從供料嘴出口端涌出，與內(nèi)部水冷 卻的旋轉(zhuǎn)軋輥相遇，溫度急劇下降，此時鋁液形成半凝固狀的碎鋁塊，并隨著鑄 軋輥的旋轉(zhuǎn)被帶出，送入廢鋁收集箱，這是跑渣階段。經(jīng)過幾分鐘的跑渣，預(yù)熱 了整個澆鑄系統(tǒng)。這時要認真觀察鑄軋輥帶出的半凝固狀的鋁板有無異常現(xiàn)象， 如果表面有白條，則該外嘴口處有氧化物堵塞，要想辦法疏通，如有硬塊，就需 要延長預(yù)熱時間，直到正常為止。這時可以逐漸降低鑄軋速度，前箱內(nèi)的金屬液 溫度應(yīng)控制在正常工藝溫度的上限，直到鑄軋速度降到2.2m/min左右時，就有 固態(tài)板開始立起來了。出板一般是從兩邊或中央開始，鑄軋出的板逐漸加寬。如 果加寬的速度太快，可稍微加快鑄軋速度，以免加寬的速度太快容易將供料嘴帶 出。同時要觀察立起的板帶邊緣是否有鋸齒形狀，如果有這種現(xiàn)象，說明鋁液中 有氣體，要適當升速，以使板帶表面產(chǎn)生熱帶，保持一段時間，使氣體從熱帶處 逸出。觀察沒有異常問題時，將鑄軋速度調(diào)到正常狀態(tài)。從高溫金屬鋁液通過流 槽進入前箱，至生產(chǎn)出合格的鑄軋帶坯的整個過程叫做立板。在整個鑄軋初期，應(yīng)隨時檢査電壓表、電流表、溫度表指示有無異?，F(xiàn)象。 經(jīng)過一段穩(wěn)定時間，將會鑄軋出合格的鑄軋帶坯，剪掉不合格的板頭，投入熱連軋機，熱連軋的總加工量控制在35 80%之間，熱連軋溫度高于鋁及鋁合金的 再結(jié)晶溫度，熱軋后的鋁板傳送至巻取機，并巻成板帶巻坯。一種實現(xiàn)上述工藝方法的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，它主要包括前箱、鑄嘴、雙輥鑄軋機、潤滑機構(gòu)、導向輥、夾持輥、 一臺或一臺以上熱軋機、剪切機、巻 取機。所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的入口側(cè)，具有一套與機架相連的鑄嘴傾角調(diào)節(jié)裝置;所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的出口處，設(shè)有一對與機架相連且可以開合的導向輥； 所述熱軋機第一機架的入口處，設(shè)有一對與機架相連且可以開合的夾持輥；所述 設(shè)備中的熱軋機可以是兩輥或者是四輥的，軋輥采用乳液潤滑，輥縫可以有兩種 液壓調(diào)節(jié)方式 一種是自動在線調(diào)節(jié)，另一種是手動在線調(diào)節(jié)。所述雙輥鑄軋機是偏心、異徑的，并且鑄嘴的傾角可以配合偏心量、異徑差 的大小任意調(diào)節(jié)；所述雙輥鑄軋機入口側(cè)的鑄嘴傾角調(diào)節(jié)裝置由鑄嘴座支架、鑄 嘴座升降機構(gòu)、鑄嘴座、鉸軸構(gòu)成，鑄嘴座的一端通過鉸軸與機架相連，另一端 通過鑄嘴座升降機構(gòu)及鑄嘴座支架與基礎(chǔ)相連，鑄嘴安放在鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)上，鑄 嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)可以在鑄嘴座的導槽內(nèi)前后移動并鎖死在任意一點上，調(diào)節(jié)升降機構(gòu) 可以使鑄嘴座繞鉸軸轉(zhuǎn)動，以改變鑄嘴的傾角，使鑄嘴與水平線之間的夾角在O ° + 19°或0° 一19°的范圍內(nèi)；所述雙輥鑄軋機出口處的導向輥與鑄軋輥 采用同一套潤滑機構(gòu)，其潤滑量可以通過調(diào)節(jié)噴頭的上、下偏移角度或噴嘴的噴 射量而實現(xiàn)。雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，它裝備的雙輥鑄軋機主要包括機架、軋制線調(diào)整 機構(gòu)、下軋輥、下軋輥軸承箱、上軋輥、上軋輥軸承箱、壓下油缸、潤滑機構(gòu)及 主傳動裝置；所述設(shè)備中雙輥鑄軋機上、下輥之間是偏心的，偏心是通過上軋輥 軸承箱的偏心結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的，偏心位置決定上軋輥偏向出口側(cè)還是偏向入口側(cè)； 所述雙輥鑄軋機上、下輥之間是偏心的，偏心是通過把合在上軋輥軸承箱的偏心側(cè)板而實現(xiàn)的，側(cè)板把合在軸承箱的入口側(cè)，上軋輥偏向出口側(cè)，側(cè)板把合在軸 承箱的出口側(cè)，上軋輥偏向入口側(cè)；所述雙輥鑄軋機上、下輥之間是偏心的，其偏心值在0 +260 mm之間或0 一260 mm之間；所述設(shè)備中雙輥鑄軋機是異 徑的，其上輥直徑小于下輥直徑；所述設(shè)備中雙輥鑄軋機是異徑的，其上輥直徑 與下輥直徑的比在1 : 1.2 1.8之間，上輥的長徑比在1 : 2.0 2.8之間；所述設(shè)備中雙輥鑄軋機是異徑的，其上、下輥輥套的材料可以采用不同的金屬材料；所 述設(shè)備中雙輥鑄軋機是異徑的，其上輥輥套可以采用合金鋼，下輥輥套可以采用 銅合金；所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的主傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié) 組成，驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)是上、下兩套獨立的機構(gòu)，上輥驅(qū)動器、 行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)可以小于下輥驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)；所述設(shè)備 中雙輥鑄軋機的主傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)組成，上、下驅(qū)動 器有多種獨立驅(qū)動方式，艮P:(a) 直流電機驅(qū)動；(b) 交流電機驅(qū)動； (C)液壓馬達驅(qū)動。所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的主傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)組成，其 上、下行星減速機之間是偏心的，該偏心與上、下鑄軋輥之間的偏心相吻合。本發(fā)明提供了一種能夠高效生產(chǎn)鋁及鋁合金帶材的工藝方法及用于該方法的 設(shè)備，該方法可以生產(chǎn)固液兩相線溫差大于45"C的鋁及鋁合金產(chǎn)品，鑄坯厚度 大于12mm、鑄軋速度大于1.5m/min、鑄坯的綜合熱加工率在40 85%之間， 并且?guī)Р牡男阅芙咏蜻_到熱軋板坯的性能。使用本方法及設(shè)備顯著提高了板坯 的產(chǎn)量、尺寸精度、機械性能，同時擴大了產(chǎn)品范圍。


附圖1是英國人貝塞麥(Bessemer)提出的上澆式雙輥鑄軋機示意圖； 附圖2是美國亨特.道格拉斯(Himter.DcHiglas)兩家公司設(shè)計的下鑄式雙輥 鑄軋機示意圖；附圖3是美國亨特(Hunter)公司設(shè)計的傾斜式雙輥鑄軋機示意圖； 附圖4是法國斯卡爾(Seal)公司研制的水平式雙輥鑄軋機示意圖； 附圖5是水平式雙輥鑄軋機鑄軋區(qū)示意圖；附圖6是本發(fā)明上鑄嘴偏心異徑雙輥鑄軋一熱連軋生產(chǎn)線示意圖； 附圖7是本發(fā)明下鑄嘴偏心異徑雙輥鑄軋機示意圖； 附圖8是沿圖9或圖10中A—A線的剖視圖； 附圖9是本發(fā)明上鑄嘴偏心異徑雙輥鑄軋機結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖10是本發(fā)明下鑄嘴偏心異徑雙輥鑄軋機結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖11是本發(fā)明上鑄軋輥偏心為零時的偏心異徑雙輥鑄軋機結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖12是本發(fā)明偏心異徑雙輥鑄軋機主傳動結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖13是上行星減速機偏向右側(cè)時附圖12的左視圖； 附圖14是上行星減速機偏心為零時附圖12的左視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。附圖6和附圖7是本發(fā)明的兩個優(yōu)選實施例。在附圖6所示的生產(chǎn)線中，給 出了一種上鑄嘴的鑄軋機，其上軋輥(20)偏向出口側(cè)，鑄嘴(2)與水平線之 間的夾角在0。 + 19°的范圍內(nèi)，最佳角度在正2。 + 13°之間。前箱液面 高度控制在23 98mm之間，最佳高度在26 50 mm之間，前箱鋁及鋁合金的 熔體溫度控制在685'C 72(TC之間。鑄軋機(3)的輥縫控制在8 26mm之間。鑄坯速度根據(jù)所鑄軋的板坯厚度、熔體固液兩相線溫差的大小及鑄軋機的冷卻強度的不同而有所差別，應(yīng)控制在1.5 3.8m/min之間，板坯越厚、固液兩相線溫 差越大的鋁合金及冷卻強度越小則速度越低，反之則速度越高。附圖7是附圖6所示生產(chǎn)線中下鑄嘴方式的鑄軋機，與附圖6所示的上鑄嘴 方式不同的是鑄嘴(2)與水平線之間的夾角在0° 一19°的范圍內(nèi)，最佳 角度在負3。 _14°之間，前箱液面高度控制在15 45 mm之間，最佳高度 在18 32mm之間，上軋輥偏向入口側(cè)。在附圖6和附圖7所示的實施例中，將鑄軋區(qū)的長度調(diào)整在65 260 mm之 間、輥縫控制在8 26mm之間，輥徑小取下限，輥徑大取上限，以4>650/<!>850 X1600mm規(guī)格的鑄軋機為例鑄軋區(qū)長度設(shè)定在210mm左右、輥縫控制在 18mm左右，靜止爐內(nèi)的金屬鋁液溫度保持在730°C 740°C，冷卻水壓力在0.3 0.5MPa之間、溫度小于28°C、流量應(yīng)在100t/h左右，鑄軋機輥面線速度調(diào)至 2.6m/min左右。上述工藝參數(shù)調(diào)整好后，鑄軋機進入立板階段，在固態(tài)板立起的同時，將鑄 軋速度逐漸調(diào)到正常狀態(tài)，如采用小650/d) 850X 1600mm規(guī)格的鑄軋機，生產(chǎn) 的板厚為20mm，此時的鑄軋速度應(yīng)控制在1.8 2.5m/min之間。經(jīng)過一段穩(wěn)定 時間，將會鑄軋出合格的鑄軋帶坯，剪掉不合格的板頭，投入熱連軋機，熱連軋 的總加工量控制在35 80%之間，熱連軋溫度高于鋁及鋁合金的再結(jié)晶溫度， 熱軋后的鋁板傳送至巻取機，并巻成板帶巻坯。在附圖6和附圖7所示的實施例中，為使生產(chǎn)的板坯性能達到或接近于熱軋 板，應(yīng)以較厚的鑄軋板坯為原料，而進行連續(xù)大壓下量的熱連軋，具體是；確保 鑄軋機的加工量控制在20%以內(nèi)，最好是6 12%，鑄軋板坯的厚度》12mm , 1#熱軋機(7)和2#熱軋機(8)(各道次熱軋機)在軋制過程中軋件的道次加工量>35%，最好是40 55%，軋制溫度在30rC 510。C之間，S卩確保軋件的 溫度在其再結(jié)晶溫度以上，熔化溫度以下(42(TC以下即可)，為保證上述熱軋溫度，應(yīng)使鑄軋機(3)的下輥中心垂線，距r熱軋機(7)的軋輥中心垂線的距離在3 4m之間，根據(jù)不同的鑄軋機輥徑，具體距離以滿足鑄軋機出口的操作 空間為準，并盡可能縮小這一距離。為確保鑄軋機的穩(wěn)定運行，應(yīng)保證鑄軋機(3) 與第一機架熱軋機(7)之間的；速度精度《±1.0%，張力精度《±2.0%，單位 張力《0.8kg/mm2。附圖6是實現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備，即上鑄嘴偏心異徑雙輥鑄軋一熱連軋生 產(chǎn)線，它主要包括前箱(1)、鑄嘴(2)、偏心異徑雙輥鑄軋機(3)、潤滑機構(gòu)(4)、導向輥(5)、夾持輥(6)、 1#熱軋機(7)、 2#熱軋機(8)、剪切機(9) 和巻取機(10)。附圖7是附圖6所示的生產(chǎn)線中的下鑄嘴方式。該生產(chǎn)線中， 鑄軋機(3)的出口處設(shè)有一對可以開合的導向輥(5)，用來引導帶坯沿水平方 向行進，它使鑄軋機出口處的板坯與水平線之間形成了一個夾角，這樣可使經(jīng)鋁 坯傳來的熱軋機的震動不能直接傳給鑄軋機(夾角使其產(chǎn)生了分力)，確保了鑄 造(軋)質(zhì)量。導向輥(5)與鑄軋輥采用同一套潤滑機構(gòu)，其潤滑量可以通過 調(diào)節(jié)噴頭的上、下偏移角度或噴頭的噴射量而實現(xiàn)。當鑄坯厚度大于12mm，且速度大于1.5m/min時，鑄軋一熱連軋生產(chǎn)線便有 了實際意義。本發(fā)明在鑄軋機(3)的出口設(shè)置了 1臺或l臺以上的熱連軋機(由 鑄坯厚度確定臺數(shù))。熱軋機可以是兩輥或者是四輥的，軋輥采用乳液潤滑，軋 制溫度控制在鋁坯的再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)。輥縫具有兩種液壓調(diào)節(jié)方式 一種是自 動在線調(diào)節(jié)，另一種是手動在線調(diào)節(jié)。1#熱軋機(7)的入口處設(shè)有一對可以開 合的夾持輥(6)，用來牽引鋁坯，更為重要的是軋制過程中用來降低熱軋機軋制 力波動對鑄軋機鑄造過程的擾動。為確保鑄軋機的可靠運行，鑄軋機(3)與1#熱軋機(7)之間的速度精度、張力精度及單位張力均應(yīng)加以嚴格控制。附圖9和附圖10分別是上鑄嘴方式和下鑄嘴方式雙輥鑄軋的結(jié)構(gòu)圖，主要包 括鑄嘴(2)、潤滑機構(gòu)(4)、導向輥(5)、鑄嘴座支架(11)、鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)、機架(15)、軋制線調(diào)整機構(gòu)(16)、下軋輥軸承箱(17)、下軋輥(18)、 側(cè)板(19)(整體式軸承箱無側(cè)板)、上軋輥(20)、壓下油缸(21)、上軋輥軸承 箱(22)及由鑄嘴座升降機構(gòu)(12)、鑄嘴座(13)、鉸軸(23)等構(gòu)成的鑄嘴傾 角調(diào)節(jié)裝置。鑄嘴(2)安放在鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)上，鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)可 以在鑄嘴座(13)的導槽內(nèi)前后移動并鎖死在任意一點上，調(diào)節(jié)鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)(14) 帶動鑄嘴(2)，可確定鑄軋區(qū)長度及輥嘴間隙。鑄嘴座(13)的一端通過鉸軸(23) 與機架(15)相連，見附圖8，另一端通過鑄嘴座升降機構(gòu)(12)及鑄嘴座支架(11)與基礎(chǔ)相連，詳見附圖9的B處和附圖IO的B'處。調(diào)節(jié)升降機構(gòu)可以 使鑄嘴座(13)繞鉸軸(23)轉(zhuǎn)動，以改變鑄嘴的傾角，從而獲得最佳的鑄軋角 度。附圖9和附圖10中的雙輥鑄軋機上、下輥之間是偏心的，偏心是通過上軋輥 軸承箱的偏心結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的，偏心位置決定上軋輥偏向出口側(cè)還是偏向入口側(cè)， 如上軋輥軸承箱中心偏向出口側(cè)，則上軋輥也偏向出口側(cè)，若上軋輥軸承箱中心 偏向入口側(cè)，則上軋輥也偏向入口側(cè)。偏心還可以通過把合在上軋輥軸承箱上的 偏心側(cè)板而實現(xiàn)，側(cè)板把合在軸承箱的入口側(cè)，上軋輥偏向出口側(cè)，側(cè)板把合在 軸承箱的出口側(cè)，上軋輥偏向入口側(cè)，上、下輥之間的偏心值在0 +260 mm 之間或0 —260mm之間，當偏心值為零時，則工程偏心就不存在了。附圖11是本發(fā)明上鑄軋輥偏心為零，且鑄嘴傾角調(diào)到零時的偏心異徑雙輥鑄 軋機結(jié)構(gòu)示意圖，此結(jié)構(gòu)無側(cè)板(19)。附圖12是偏心異徑雙輥鑄軋機(3)的主傳動結(jié)構(gòu)，主要包括上輥驅(qū)動器(24)、行星減速機(25)、主聯(lián)軸節(jié)(26)和下輥驅(qū)動器(27)、行星減速機(28)、 主聯(lián)軸節(jié)(29)。附圖13和附圖14是附圖12的左視圖，附圖13的上行星減速 機(25)偏向右側(cè)，附圖14的上行星減速機偏心為零，上行星減速機也可以偏 向左側(cè)。本發(fā)明的核心是在現(xiàn)有雙輥鑄軋機的基礎(chǔ)上，給出一種顯著增大鑄軋區(qū)長 度，提高冷卻強度的方法，它是通過設(shè)計一種偏心異徑雙輥鑄軋機，并配合使 鑄嘴傾角在0。 + 19°或0° 一19°的范圍內(nèi)，可任意調(diào)節(jié)的機構(gòu)而實現(xiàn)的。 鑄軋機上輥直徑小于下輥直徑，上輥直徑與下輥直徑的比在1 : 1.2 1.8之間， 最佳比在1 : 1.25 1.50之間，同時上輥的長徑比在1 : 2.0 2.8之間，比值不易 過大，應(yīng)保證其在鑄軋過程中有足夠的剛度，最佳比在l :2.1 2.5之間，上、下輥之間有一個偏心值e ，偏心值在0 +260mm之間或0--260mm之間，最佳值在正80 +200 mm之間或負80 一200 mm之間。偏心異徑鑄軋輥配合相應(yīng)的鑄嘴傾角，提供了一種增大鑄造區(qū)長度(冷卻區(qū)Z,加結(jié)晶區(qū)Z2)，而減少 軋制變形區(qū)Z3增長幅度的方法，其效果與上、下鑄軋輥的輥徑比及偏心值的大 小成正效應(yīng)，這里仍以小650/cl)850X1600mm規(guī)格的鑄軋機，生產(chǎn)20mm的板 厚為例，采用上鑄嘴方式，偏心值e二120mm，鑄嘴傾角調(diào)至12° ，則鑄軋區(qū) 長度在210 mm左右，然而現(xiàn)行cJ)850X1600mm規(guī)格的鑄軋機，鑄軋區(qū)長度在 60mm左右，相比之下本發(fā)明的鑄軋區(qū)長度增加了3.5倍。這使得顯著提高鑄坯 厚度、速度及鑄軋固液兩相線溫差大于45'C的鋁合金帶材成為可能。下輥直徑 大于上輥直徑降低了下輥輥套的單位壓力，即降低了下輥輥套材料對變形抗力的 要求，從而可以優(yōu)選耐激冷、激熱和導熱性更好的材料，使下輥的冷卻強度得以 提高，從而進一步提高鑄坯的厚度和鑄坯的速度。
權(quán)利要求
1.一種雙輥鑄軋—熱連軋方法，該方法涉及的內(nèi)容為在一對水內(nèi)冷鑄輥之間澆入690℃～710℃的鋁或鋁合金熔體，通過雙輥鑄軋機—熱軋機連續(xù)將其軋制成預(yù)定的厚度、切頭并卷成卷材，其特征在于所述方法中鑄軋區(qū)長度在65～260mm之間，輥縫在8～26mm之間，板坯的厚度≥12mm，鑄坯的固液兩相線溫差可以大于45℃，鑄嘴與水平線之間的夾角在0°～+19°的范圍內(nèi)，前箱液面高度在23～98mm之間，前箱的熔體溫度在685℃～720℃之間，鑄軋速度≥1.5m/min，冷卻水壓力在0.3～0.5MPa之間、溫度小于28℃、流量在60～140m3/h之間，熱軋溫度在鋁及鋁合金的再結(jié)晶溫度以上，熔化溫度以下，鑄坯的綜合加工量在40～85％之間，軋制后的帶材切頭、傳送至卷取機上，并卷成卷材。
2. —種雙輥鑄軋一熱連軋方法，該方法涉及的內(nèi)容為在一對水內(nèi)冷鑄輥之間澆入6卯'C 710'C的鋁或鋁合金熔體，通過雙輥鑄軋機一熱軋機連續(xù)將其軋 制成預(yù)定的厚度、切頭并巻成巻材，其特征在于所述方法中鑄軋區(qū)長度在65 260mm之間，輥縫在8 26mm之間，板坯的厚度^12mm ，鑄坯的固液兩相 線溫差可以大于45°C，鑄嘴與水平線之間的夾角在0° 一19°的范圍內(nèi)，前 箱液面高度在15 45mm之間，前箱的熔體溫度在685"C 72(TC之間，鑄軋速 度^1.5m/min，冷卻水壓力在0.3 0.5MPa之間、溫度小于28'C、流量在60 140t/h之間，熱軋溫度在鋁及鋁合金的再結(jié)晶溫度以上，熔化溫度以下，鑄坯的 綜合加工量在40 85%之間，軋制后的帶材切頭、傳送至巻取機上，并巻成巻 材。
3. 權(quán)利要求1或2的雙輥鑄軋一熱連軋方法，其特征在于鑄軋板坯的厚度 在12 30mm之間，鑄坯速度在1.5 3.8m/min之間，雙輥鑄軋機的加工量在 20%以內(nèi)，每臺熱軋機的道次加工量》 35%，熱軋溫度在30rC 51(TC之間。
4. 權(quán)利要求1或2的雙輥鑄軋一熱連軋方法，其特征在于鑄軋機與第一機 架熱軋機之間的距離在3 4 m之間，速度精度《±1.0%，張力精度應(yīng)《士2.0 %，單位張力《0.8kg/mm2。
5. —種雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，該設(shè)備主要包括前箱、鑄嘴、雙輥鑄軋機、 一臺或一臺以上熱軋機、剪切機、巻取機，由雙輥鑄軋機生產(chǎn)出大于12mm厚 的鑄軋板坯，并連續(xù)進行大壓下量的熱軋、切頭、傳送、巻取而生產(chǎn)出預(yù)定板 厚的巻材，其特征在于(a) 所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的入口側(cè)，具有一套與機架相連的鑄嘴傾角調(diào) 節(jié)裝置；(b) 所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的出口處，設(shè)有一對與機架相連且可以開合的 導向輥；(c) 所述熱軋機第一機架的入口處，設(shè)有一對與機架相連且可以開合的夾 持輥；(d) 所述設(shè)備中的熱軋機可以是兩輥或者是四輥的，軋輥采用乳液潤滑， 輥縫可以有兩種液壓調(diào)節(jié)方式 一種是自動在線調(diào)節(jié)，另一種是手動在線調(diào)節(jié)。
6. 權(quán)利要求5的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述雙輥鑄軋機是偏 心、異徑的，并且鑄嘴的傾角可以配合偏心量、異徑差的大小任意調(diào)節(jié)。
7. 權(quán)利要求5的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述雙輥鑄軋機入口 側(cè)的鑄嘴傾角調(diào)節(jié)裝置由鑄嘴座支架、鑄嘴座升降機構(gòu)、鑄嘴座、鉸軸構(gòu)成， 鑄嘴座的一端通過鉸軸與機架相連，另一端通過鑄嘴座升降機構(gòu)及鑄嘴座支架 與基礎(chǔ)相連，鑄嘴安放在鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)上，鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)可以在鑄嘴座的導槽 內(nèi)前后移動并鎖死在任意一點上，調(diào)節(jié)升降機構(gòu)可以使鑄嘴座繞鉸軸轉(zhuǎn)動，以 改變鑄嘴的傾角。
8. 權(quán)利要求5或7的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于鑄嘴傾角調(diào)節(jié)裝置由鑄嘴座支架、鑄嘴座升降機構(gòu)、鑄嘴座、鉸軸構(gòu)成，鑄嘴座的一端通過鉸 軸與機架相連，另一端通過鑄嘴座升降機構(gòu)及鑄嘴座支架與基礎(chǔ)相連，鑄嘴安 放在鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)上，鑄嘴調(diào)節(jié)機構(gòu)可以在鑄嘴座的導槽內(nèi)前后移動并鎖死在 任意一點上，調(diào)節(jié)升降機構(gòu)可以使鑄嘴座繞鉸軸轉(zhuǎn)動，使鑄嘴與水平線之間的夾角在0。 + 19°或0° _19°的范圍內(nèi)。
9. 權(quán)利要求5的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述雙輥鑄軋機出口 側(cè)的導向輥與鑄軋輥采用同一套潤滑機構(gòu)，其潤滑量可以通過調(diào)節(jié)噴頭的上、 下偏移角度或噴嘴的噴射量而實現(xiàn)。
10. 權(quán)利要求6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，它裝備的雙輥鑄軋機主要包括機架、軋制線調(diào)整機構(gòu)、下軋輥、下軋輥軸承箱、上軋輥、上軋輥輥軸承箱、壓下油缸、潤滑機構(gòu)及主傳動裝置，其特征在于所述雙輥鑄軋機上、下輥之間是偏心的，偏心是通過上軋輥軸承箱的偏心結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的，偏心位置決定上軋 輥偏向出口側(cè)還是偏向入口側(cè)。
11. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，它裝備的雙輥鑄軋機主要包括機架、軋制線調(diào)整機構(gòu)、下軋輥、下軋輥軸承箱、上軋輥、上軋輥輥軸承箱、壓下油缸、潤滑機構(gòu)及主傳動裝置，其特征在于所述雙輥鑄軋機上、下輥之 間是偏心的，偏心是通過把合在上軋輥軸承箱的偏心側(cè)板而實現(xiàn)的，側(cè)板把合 在軸承箱的入口側(cè)，上軋輥偏向出口側(cè)，側(cè)板把合在軸承箱的出口側(cè)，上軋輥 偏向入口側(cè)。
12. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述雙輥鑄軋機 上、下輥之間是偏心的，其偏心值在0 +260mm之間或0--260mm之間。
13. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備中雙輥鑄軋機是異徑的，其上輥直徑小于下輥直徑。
14. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備中雙輥 鑄軋機是異徑的，其上輥直徑與下輥直徑的比在l : 1.2 1.8之間，上輥的長徑 比在1 : 2.0 2.8之間。
15. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備中雙輥 鑄軋機是異徑的，其上、下輥輥套的材質(zhì)可以采用不同的金屬材料。
16. 權(quán)利要求5或6的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備中雙輥 鑄軋機是異徑的，其上輥輥套可以采用合金鋼，下輥輥套可以采用銅合金。
17. 權(quán)利要求5或10的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的主 傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)組成，其特征在于驅(qū)動器、行星 減速機及主聯(lián)軸節(jié)是上、下兩套獨立的機構(gòu)，上輥驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián) 軸節(jié)可以小于下輥驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)。
18. 權(quán)利要求5或10的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的主 傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)組成，其特征在于上、下驅(qū)動器 有多種獨立驅(qū)動方式，艮P:(a) 直流電機驅(qū)動；(b) 交流電機驅(qū)動； (C)液壓馬達驅(qū)動。
19. 權(quán)利要求5或10的雙輥鑄軋一熱連軋設(shè)備，所述設(shè)備中雙輥鑄軋機的主傳動裝置由驅(qū)動器、行星減速機及主聯(lián)軸節(jié)組成，其特征在于上、下行星減 速機之間是偏心的，該偏心與上、下鑄軋輥之間的偏心相吻合。
全文摘要
本發(fā)明為一種雙輥鑄軋—熱連軋方法及設(shè)備，這是一種涉及鋁及鋁合金板坯的生產(chǎn)方法及其設(shè)備，本方法可以生產(chǎn)出較厚的鑄軋板坯，并連續(xù)進行大壓下量的熱軋、傳送、卷取而生產(chǎn)出性能相當于熱軋板的卷材。本發(fā)明是針對現(xiàn)有雙輥鑄軋機冷卻區(qū)域長度和冷卻強度有限的缺陷，作出的進一步改進，目的是發(fā)明一種能高效生產(chǎn)鋁及鋁合金卷材，并顯著提高其性能的方法及用于該方法的設(shè)備。本發(fā)明可將現(xiàn)有鑄軋機的鑄軋區(qū)長度加大1.8～4.0倍，輥縫加大1.5～2.5倍，鑄軋速度提高1.5～3.0倍，使鑄坯在301℃～510℃的范圍內(nèi)連續(xù)熱軋，并且綜合加工量控制在40～85％之間，從而顯著的提高板坯的產(chǎn)量、尺寸精度、機械性能，并擴大產(chǎn)品范圍。該設(shè)備是鑄嘴傾角可調(diào)的偏心異徑雙輥鑄軋—熱連軋—剪切—卷取生產(chǎn)線。
文檔編號B21B31/16GK101239358SQ20081010142
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
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