一種高強度鋁合金桿連鑄連軋生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高強度鋁合金桿連鑄連乳生產工藝。
【背景技術】
[0002]鋁合金桿連鑄連乳生產已經是一種常用鋁桿生產，其在導電性能、延伸率、抗拉伸強度等發面均優于普通鋁。在機械性能方面，鋁合金線材相對于普鋁線材亦具有一定優勢，包括延伸率、抗拉強度等均優于傳統鋁線材。
[0003]但是，鋁合金線材生產過程較為復雜，包括爐內合金化處理、精煉、扒渣、爐內溫度控制、澆鑄機速度及冷卻系統等都需要嚴格控制，否則將導致鑄錠出現裂紋，最終導致鋁桿拉絲困難。
[0004]在眾多招合金線材中，高強招合金(High tensile aluminium alloy)以其優異的性能受到人們的廣泛關注。鎂、硅元素通過合金化形成Mg2Si，不僅可以增加鋁桿的強度，而且減少鋁桿電阻率。當部分稀土元素加入鋁合金后，可起到微合金化、精煉凈化、晶粒細化變質等作用，在改進鋁合金線材的電性能的同時，亦使其延伸率、抗拉伸強度、抗蠕變等一系列力學性能亦得到大幅改善。由于高強鋁合金的優異性能，越來越多的研究者開始致力于高強度鋁合金線材的改性研究，而高強度鋁合金桿工藝優化亦成為本領域近年來的熱門課題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種能解決現有工藝存在的錠坯出現裂紋，拉絲表面出現毛刺問題的一種高強度鋁桿連鑄連乳工藝。
[0006]實現本發明目的的技術方案是一種高強度鋁合金桿連鑄連乳生產工藝，包括以下步驟:
[0007]步驟一..熔煉:將鋁錠在熔煉爐中熔化成鋁液，將鋁液加注到保溫爐中保溫；
[0008]步驟二:配料精煉:按照配比Cu = 0.1?0.5%、Fe = 0.1?0.5%、Si = 0.3?
0.8 %、Mg = 0.4 ?0.9 %、Zn = 0.01 ?0.04 %、V 彡 0.004 %、B = 0.01 ?0.05 %、Na彡0.0001%:進行配料精煉；
[0009]步驟三:連續鑄造:采用澆鑄機進行連續鑄造得到錠坯；連續鑄造中采用分區自動控制水壓；
[0010]步驟四:連續乳制:通過感應加熱加熱到多520°C，進行連續乳制；所述乳制系統由兩臺乳機串聯而成，包括粗乳機和高乳機；
[0011]步驟五:淬火；
[0012]步驟六:收線。
[0013]所述步驟三中的分區自動控制水壓中，結晶輪底部和頂部冷卻分為三個區控制水壓；結晶輪左右側面冷卻分為兩個區控制水壓；各區域壓力控制為結晶輪底部1壓力為50?80kpa，結晶輪底部2壓力為80?120kpa ;結晶輪底部3壓力為120?200kpa，結晶輪頂部1壓力為50?80kpa，結晶輪頂部2壓力為80?120kpa，結晶輪頂部3壓力為100?150kpa，結晶輪左側面1壓力為0?30kpa，晶輪左側面2壓力為50?150kpa，晶輪右側面1壓力為0?30kpa，晶輪右側面2壓力為50?150kpa。
[0014]所述步驟三中，采用水平澆注，澆鑄溫度為680?710°C，燒鑄速度為5?6T/h，冷卻水溫度為32°C。
[0015]所述步驟四中，采用14道乳輥乳制，乳制速度為4.7?4.9m/s ;控制乳化液壓力為160?240kpa，乳化液溫度為50?70°C，潤化油壓力為100?130kpa。
[0016]所述步驟二中，先按配比將鋁、鋁鐵合金、鋁鎂合金、鋁硅合金在720?730°C下熔化，再升溫至780?790°C ;充分混合后，在780?790°C下按配比加入硼進行硼化處理；充分混合后通入精煉劑進行精煉、扒渣；然后按照配比加入鋁鈦合金，再對鋁液進行爐前化學快速分析，分析后根據配方中各組分的重量比調整鋁液組分，對鋁液進行補料將所得鋁液在 720 ?730 °C 下保溫 15-20min。
[0017]所述步驟二中，將精煉劑從鋁液液面下吹入；所述精煉劑由NaCl、KC1和Na3AlF6組成，精煉劑的導入溫度為770?790°C，精煉劑與鋁液的重量比為1?2:3000，所述精煉劑中各組分的重量百分比為:NaCl 20?40wt%、KCl 25?40wt%、Na3AlF6 25?35wt%。
[0018]所述步驟二中，精煉劑加入后，采用永磁攪拌的方式攪動鋁液；精煉劑加入20分鐘后進行扒渣操作；然后靜置，靜置時間大于等于30分鐘；最后進行在線除氣:將除氣爐加熱到740°C，內部通入氮氣量為30L/min，轉子轉速設定問150rpm。
[0019]所述步驟一中，將99.7%鋁錠在熔煉爐中熔化成鋁液溫度升到750?760° °C，將鋁液加注到保溫爐中；所述保溫爐中設有自動攪拌裝置。
[0020]所述步驟六中，采用高低位盤式收線，高低盤自動切換，高低盤均包含一個由引線器和排線器構成的鋁桿導向單元；收線鋁桿溫度控制在30?40°C，每盤重量設定為2400kg。
[0021]采用上述技術方案后，本發明具有以下的有益的效果:(1)本發明的工藝連續鑄造中采用分區自動控制水壓，可以將鋁水轉換成連續的鑄坯自動壓力控制系統，水流量穩定錠坯質量控制良好，無裂紋產生，拉絲性能好。連續乳制中感應加熱輔助加溫，工序能耗相對最低，粗乳機及精乳機產能得到最大限度發揮、乳制生產效率大大提高，錠坯無裂紋，乳制穩定，鋁桿無起皮，可以穩定生產高強度鋁合金桿，工藝覆蓋率大，產品表面質量好、附加值高，經濟效益高。
[0022](2)本發明工藝中，精煉劑加入后，采用永磁攪拌的方式攪動鋁液，使其均勻熔化，分散于鋁液內，以提高精煉劑的精煉效果，降低勞動強度，在配料的保溫爐中也設置自動攪拌裝置，最大限度上減少工人勞動強度，熔爐內鋁液攪拌充分，合金化程度更高。
[0023](3)本發明在線除氣利用惰性氣體減少金屬液中的氫含量，得到密度更大的金屬，改良機械屬性，然后進行鑄造。
[0024](4)本發明的乳機系統由兩臺乳機串聯而成，粗乳機進行高壓縮比乳制，而精乳機以低壓縮比以乳制出更好控制的圓桿的幾何形狀
[0025](5)本發明工藝中包含淬火，使鋁桿得到正確的性能，淬火后使桿溫度降至80度以下，并保證鋁桿表面光潔。
[0026](6)本發明的收線裝置有兩套，完全相同，彼此獨立，前后排列，前低后高，最大程度的形成了不減速自動換盤連續生產，提高生產效率。
[0027](7)本發明能夠充分利用錠坯的原熱，實現最大限度節能，所制得的鋁合金桿其電導率得到提升，且其伸長率、拉伸強度以及抗蠕變性質得到明顯提高，機械綜合性能大幅改善。同時，本發明所提供的鋁合金桿在制備鋁合金單絲導線時，在冷拉絲過程中很少出現表面不光滑現象，使得鋁合金單絲導線的質量以及生產效率都得到了大幅提高。
【具體實施方式】
[0028](實施例1)
[0029]本實施例的一種高強度鋁合金桿連鑄連乳生產工藝，包括以下步驟:
[0030]步驟一:熔煉:將99.7%鋁錠在熔煉爐中熔化成鋁液溫度升到750?760° V，將鋁液加注到保溫爐中，保溫爐中設有自動攪拌裝置；
[0031]步驟二:配料精煉:配比為 Cu = 0.1 ?0.5%、Fe = 0.1 ?0.5%、Si = 0.3 ?0.8 %、Mg = 0.4 ?0.9 %、Zn = 0.01 ?0.04 %、V 彡 0.004 %、B = 0.01 ?0.05 %、Na彡0.0001%，先按配比將鋁、鋁鐵合金、鋁鎂合金、鋁硅合金在720?730°C下熔化，再升溫至780?790°C ;充分混合后，