[发明专利]一种用于制备宽幅连铸连轧铝合金板材的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于制备宽幅连铸连轧铝合金板材的装置及方法。该装置包括依次串联的熔炼炉、流槽I、除气箱、流槽II、过滤箱、流槽III、蝴蝶结形前箱和双带连铸机；所述流槽I的入口端设有超声杆①；所述流槽II的出口端设有超声杆②；所述蝴蝶结形前箱的入口端两侧设有超声杆③和超声杆④，中央设有超声杆⑤，出口端两侧设有超声杆⑥和超声杆⑦，该装置用于铝合金连续铸造过程，能够对高速流动的铝液产生机械搅拌并产生声化学效应，实现超声辅助铝液除气除杂、细化晶粒过程以及强化均质化过程，改善偏析和铸嘴堵塞的现象，特别适用于流速高的铝液的高通量连续铸造过程，可以获得高品质宽幅铝合金铸坯板。

技术领域

本发明涉及一种用于制备宽幅连铸连轧铝合金板材的装置及方法，具体涉及一种利用多源超声波辅助强化高通量铝液均质化的装置及方法，属于金属材料冶金加工技术领域。

背景技术

连铸连轧工艺生产铝及铝合金板带材因具有流程短、金属收得率高、节能降耗、便于实现机械化和自动化等优势而受到世界各国的重视。目前，连铸连轧工艺集中在轧制板材、带材中得到应用，但还只局限于1XXX铝合金和部分3XXX、5XXX和8XXX铝合金，且由于连铸连轧铝液流速大，易造成铸嘴堵塞和成分偏析，使铸坯微观组织中晶粒粗化，而且由于生产过程中没有二次处理措施，造成最终板带材的表面质量较差。

晶粒尺寸和成分偏析率是决定连铸连轧板带材质量的关键因素，目前工业上通常利用添加细化剂的方法细化晶粒，但细化剂成本较高，且在高速流动下极易沉淀，不能产生较好的细化效果，反而造成严重偏析。因此，铝合金熔体预处理对后续连铸连轧过程中晶粒尺寸细化、改善铸板成分偏析、提高其力学性能和扩展其应用范围尤为重要。

发明内容

针对目前铝合金板带材连铸连轧工艺中存在铝合金板带材中晶粒粗大、溶质偏析和表面质量差的问题，本发明的第一个目的是在于提供一种用于制备宽幅连铸连轧铝合金板材的装置，该装置通过设置多源超声辅助实现铝液连续铸造过程中的除气除杂、细化晶粒以及强化均质化，可以有效细化铝合金的微观凝固组织，降低溶质元素和细化剂偏析程度，改善铸嘴堵塞的现象，提升连铸所得铸坯板的质量，特别适用于高流速铝液的高通量连续铸造铝合金板带材的过程。

本发明的第二个目的是在于提供一种制备宽幅连铸连轧铝合金板材的方法，该方法是基于上述装置实现，该装置利用多源超声来辅助铝液的除气除杂、细化晶粒以及强化高通量铝液均质化过程，可以有效细化铝合金的微观凝固组织，降低溶质元素和细化剂偏析程度，提升连铸板带材的质量。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于制备宽幅连铸连轧铝合金板材的装置，该装置包括依次串联的熔炼炉、流槽I、除气箱、流槽II、过滤箱、流槽III、蝴蝶结形前箱和双带连铸机；所述流槽I入口端设有超声杆①；所述流槽II出口端设有超声杆②；所述蝴蝶结形前箱入口端两侧设有超声杆③和超声杆④，中央设有超声杆⑤，出口端两侧设有超声杆⑥和超声杆⑦。