CN105081243B - 一种铝合金线材连续铸轧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金线材连续铸轧系统，该系统包括用于转运铝合金熔体的中间包，在所述中间包下方连接有结晶器，在所述结晶器下方设有双辊铸轧机，所述铝合金线材连续铸轧系统还包括位于双辊铸轧机下方的引晶机构，浇铸开始前，由引晶机构将引晶头经双辊铸轧机送入所述结晶器中，铝合金熔体浇入中间包后，经结晶器冷却后，在引晶头上方形成凝固壳，凝固壳在引晶机构拉动作用下进入双辊铸轧机的铸轧辊，经过轧辊冷却轧制后形成所需外形。本发明提出的铝合金线材连续铸轧技术即避免传统铸造+挤压工艺中的能源、资源浪费，又能避免连续铸挤工艺适用范围小的缺点，通过改进连续铸轧技术，实现了一种新的铝合金线材生产技术。
Description
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，特别涉及一种铝合金线材连续铸轧系统。
背景技术
铝合金线材一般指直径6mm以下的铝合金线材，也有达8-10mm的线材。本发明所称铝合金线材泛指10mm以下，细而长的铝合金料。该级别铝合金线材既可作为一般产品使用，也可作为更小直径的线材或丝材生产的原材料。由于其用途广泛，目前已获得大量的生产。一般其生产工艺包括铸造、热处理、机加工、热挤压、冷挤压等多道过程；也可经由连续铸挤技术一次成型形成所需直径线材。但前者在生产过程中涉及到多次加热、热处理和挤压过程，造成能源浪费、环境污染，生产效率不高。而连续铸挤过程由于利用了铝合金半固态过程中强度不高的特点，将铝合金熔体凝固在挤压槽中，并将其带入挤压靴挤压成型。该技术具有两个要点，第一，熔体需要在挤压槽中凝固成型，保证半固态坯料可以随着挤压槽旋转至挤压靴；第二，凝固成型后的铝合金强度不能太高，因为挤压靴中的挤压力来源于挤压槽和铝合金料之间的摩擦力。因此，其操作温度范围有限，既要保证熔体成型，又不能温度过低。基于上述原因，铝合金铸挤工艺的适用范围有限，在很多特种铝合金生产中难以应用，或者生产成品率过低。
铝合金连续铸轧技术是上世纪60年代，起源于英国牛津大学的一项铝合金板坯成型技术，目前已经在全世界得到大量的应用。该技术通过一个特殊设计的铸嘴将铝合金熔体均匀分散在辊面上凝固，经辊压后达到给定厚度成型为板材。由于该技术将铝合金熔体直接浇铸在辊面上凝固，难以精确控制形成所需横截面的一维线材，或者异性板材，因此该技术仍只是作为板料的生产技术大量使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金线材连续铸轧系统，针对现有铝合金线材生产设备的不足，提出的一种经济、简便的，适用于铝合金线材生产的连续铸轧系统。
本发明的技术方案是， 一种铝合金线材连续铸轧系统，该系统包括用于转运铝合金熔体的中间包，在所述中间包下方连接有结晶器，在所述结晶器下方设有双辊铸轧机，
所述铝合金线材连续铸轧系统还包括位于双辊铸轧机下方的引晶机构，浇铸开始前，由引晶机构将引晶头经双辊铸轧机送入所述结晶器中，铝合金熔体浇入中间包后，经结晶器冷却后，在引晶头上方形成凝固壳，凝固壳在引晶机构拉动作用下进入双辊铸轧机的铸轧辊，经过轧辊冷却轧制后形成所需外形。
所述中间包的外部具有中间包加热装置，可确保铝合金熔体在中间包中的温度均匀稳定，在中间包停留过程中的降温不超过5℃。
所述的结晶器为水冷结晶器，由外至内包括水冷套、铝套筒和石墨套。
所述的水冷结晶器的内径大于所生产线材直径的5-10%。
所述的引晶机构，其引晶杆的引晶头外径与所生产线材直径相同，并由引晶机构拉动控制。
所述的双辊铸轧机为水冷双辊铸轧机，双辊同步相向旋转，辊面加工有凹槽。
所述水冷双辊铸轧机的辊面加工有半圆形凹槽，凹槽内径与所加工线材直径相同。
本发明提供了一种铝合金线材的连续铸轧技术，由中间包，结晶器，双辊轧机和引晶器组成。属于金属材料加工和冶金设备领域。经过精炼除气后的铝合金熔体转入保温炉后，在给定温度浇铸进入中间包，中间包下方连接有与线材外径相仿的结晶器，熔体在结晶器中凝壳，并在引晶机构的拉力作用下进入到水冷双辊轧机中进一步冷却成型。该系统结构简单，操作简便，安全可靠，成本低，可一次成型10mm以下铝合金线材。避免传统铝合金线材生产过程经过铸造、热处理、机加工、热挤压、冷挤压等多道次过程，节省大量的能源，并减少了生产过程中的环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例中铝合金线材连续铸轧系统示意图;
图2是本发明实施例中水冷铸轧机水冷轧辊双辊顶视图。
其中，1—— 中间包，2——中间包加热装置，3——水冷套，4—— 石墨套，5——结晶器，6—— 水冷双辊铸轧机，7—— 引晶杆，8—— 引晶器。
具体实施方式
本发明提出的铝合金线材连续铸轧系统如附图1所示，包括中间包1，结晶器5，水冷双辊铸轧机6和引晶器8。其中，中间包1用于转运铝合金熔体，中间包外侧具有自加热系统，即中间包加热装置2，可确保铝合金熔体在中间包中的温度均匀稳定，要求熔体在中间包停留过程中的降温不超过5℃。中间包下方连接有水冷结晶器5，包括环形水冷套3和石墨内套4。其内径大于所生产线材直径的5-10%。水冷结晶器下方为双辊铸轧机6，双辊同步相向旋转，辊面加工有半圆形凹槽，槽的内径与所需加工线材的直径相同。浇铸开始前，由引晶机构将引晶头经双辊铸轧送入结晶器中，熔体浇入中间包后，经结晶器冷却后，在引晶头上方形成凝固壳。凝固壳在引晶机构拉动作用下进入水冷铸轧辊，经过轧辊冷却轧制后形成所需外形。
本发明可用于生产直径小于10mm的铝合金线材，为铝合金线材的生产提高低成本，高效率的生产工艺，与传统铝合金线材的生产相比，可节约大量的能源和资源消耗，从而增加相关生产企业的经济效益和环境效益。
Claims (1)
1.一种铝合金线材连续铸轧系统，其特征在于，该系统包括用于转运铝合金熔体的中间包，在所述中间包下方连接有结晶器，在所述结晶器下方设有双辊铸轧机，所述铝合金线材连续铸轧系统还包括位于双辊铸轧机下方的引晶机构，浇铸开始前，由引晶机构将引晶头经双辊铸轧机送入所述结晶器中，铝合金熔体浇入中间包后，经结晶器冷却后，在引晶头上方形成凝固壳，凝固壳在引晶机构拉动作用下进入双辊铸轧机的铸轧辊，经过轧辊冷却轧制后形成所需外形；所述中间包的外部具有中间包加热装置，确保铝合金熔体在中间包中的温度均匀稳定，在中间包停留过程中的降温不超过5℃；所述的结晶器为水冷结晶器，由外至内包括水冷套、铝套筒和石墨套；所述的水冷结晶器的内径大于所生产线材直径的5-10%；所述的引晶机构，其引晶杆的引晶头外径与所生产线材直径相同，并由引晶机构拉动控制；所述的双辊铸轧机为水冷双辊铸轧机，双辊同步相向旋转；所述水冷双辊铸轧机的辊面加工有半圆形凹槽，凹槽内径与所加工线材直径相同；所述铝合金线材直径在10mm以下。
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