4mm 厚1100 鋁合金鑄軋板生產(chǎn)工藝試驗

王海賓，王 強，劉東凱，劉 超

（鄒平縣宏程鋁業(yè)科技有限公司，山東 濱州 256200）

目前，國內(nèi)鋁合金加工企業(yè)普遍采用連續(xù)鑄軋板坯，通過多道次冷軋與退火工藝生產(chǎn)鋁箔產(chǎn)品[1]。鑄軋板坯厚度一般控制在6mm～10mm，軋到最終成品厚度，工藝流程長，生產(chǎn)成本高[3]。若能適當減小鑄軋板坯厚度，增加鑄軋速度，可以有效縮短工藝流程，提高生產(chǎn)效率。以0.01mm～0.02 mm 的1100 鋁合金裝飾鋁箔的生產(chǎn)過程為例，一般所用鑄軋板坯厚度為7 mm，鑄軋生產(chǎn)速度控制在800 mm/min～850 mm/min。如果將鑄軋板的厚度降低到4mm～5 mm 之間，軋制速度提高到1600 mm/min 左右，鑄軋的月均產(chǎn)量可以提高170～220 噸，產(chǎn)能增加20%～30%。此外，將1100 鑄軋板坯減薄至4mm～5mm，不僅能夠省去一個軋制道次，還可以使板坯在鑄軋過程中獲得更大的過冷度，提高結(jié)晶凝固速度，形成更為細小均勻的晶粒組織[2-4]。因此，采用4mm～5mm 厚連續(xù)鑄軋板坯的生產(chǎn)工藝，能夠縮短工藝流程，提高鑄軋板坯質(zhì)量，對企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢具有重大意義。本文系統(tǒng)分析了鑄嘴開口度、輥縫大小、鑄軋區(qū)長度等因素對鑄軋板坯質(zhì)量的影響，以改進原有的鑄軋工藝，實現(xiàn)4～5mm 厚1100 鋁合金鑄軋板坯的穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 試驗材料與方法

采用φ820×1700 鑄軋機進行試驗，試驗材料為1100 鋁合金。表1 所示為4mm 厚1100 鋁合金鑄軋板的鑄軋試驗方案。保持軋制力（500 噸）和軋制速度（1600mm/min）不變，分別改變鑄嘴開口度（7.5mm～9mm）、鑄軋區(qū)長度（60mm～70mm）和輥縫（2.0mm～3.0mm）。通過系統(tǒng)分析鑄嘴開口度、輥縫大小等因素對鑄軋過程及目標厚度的影響，從實驗數(shù)據(jù)中優(yōu)先出最適合的工藝參數(shù)組合。9 組試驗中1100 鋁合金鑄軋板各項檢測指標，如表面質(zhì)量、晶粒度等級等均采用公司內(nèi)控標準，1100 合金鋁箔力學(xué)性能檢測采用用戶標準。

表1 1100 鋁合金4mm 厚鑄軋板坯試驗方案

2 試驗結(jié)果與分析

表2 所示為采用不同鑄軋試驗方案制備的1100 鋁合金鑄軋板各類質(zhì)量指標檢測結(jié)果。由表2 可知，本次實施的9 組實驗方案，都能夠獲得表面質(zhì)量合格的鑄軋板坯，同時晶粒度等級均達到1 級，偏析等級也達到1 級，但是鑄軋板減薄后，端面質(zhì)量有所下降，普遍出現(xiàn)小裂口。從表中還可看出，鑄嘴開口度越大，鑄軋板的鑄軋區(qū)越長，鑄軋板的厚度越厚。當鑄嘴開口度、鑄軋區(qū)長度保持不變，輥縫從2.0mm 變化至3.0mm，鑄軋板厚度變化不大，但輥縫越小，鑄軋過程中立板成功率越低，生產(chǎn)控制越困難。因此，由生產(chǎn)難易程度方向考慮，選擇方案7、8、9 生產(chǎn)4mm 厚1100 合金鑄軋板較好。

表2 1100 鋁合金4mm 厚鑄軋板坯試驗結(jié)果

表3 1100 鋁合金4mm 厚鑄軋板坯試驗結(jié)果

針對9 組試驗獲得的5mm 以下的鑄軋板坯，經(jīng)過冷軋和熱處理工藝的調(diào)整，均可順利完成箔軋工序。表3 所示為試驗1100合金鋁箔經(jīng)成品退火后的性能及質(zhì)量檢測結(jié)果。由表可知，9 組試驗合金鋁箔的抗拉強度在201MPa～210MPa 范圍內(nèi)，延伸率為2.5%～4.5%，能夠滿足用戶對鋁箔力學(xué)性能的要求。此外，9 組試驗鋁箔的板型精度、表面質(zhì)量均達到了合格標準，可以滿足用戶對裝飾鋁箔的質(zhì)量要求。

生產(chǎn)實踐表明，當鑄軋板坯厚度超過5mm 時，冷軋道次不能減少。由表2 可知，9 組實驗方案中，除第4、7 組方案的鑄軋板平均厚度超過5mm 以外，其它組鑄軋板平均厚度均達到了5mm 以下，能夠在在后續(xù)的冷軋過程中減少一個軋制道次，但是只能減少一個道次。綜合前述可知，生產(chǎn)4mm 厚1100 合金鑄軋板宜選擇為：鑄嘴開口度8.5mm，輥縫3mm，鑄軋區(qū)長度60mm～65mm。值得注意的是，鑄軋板坯減薄后，冷軋速度提升的同時，帶材板型在卷取后會發(fā)生變化，邊部容易出現(xiàn)波浪，進而增加后續(xù)冷軋板型控制的難度，這有待進一步研究。

3 結(jié)論

調(diào)整原有的1100 鋁合金鑄軋板坯的生產(chǎn)工藝參數(shù)為：鑄嘴開口度8.5mm，輥縫3mm，鑄軋區(qū)60mm～65mm，鑄軋速度1600mm/min，軋制力500 噸，可以成功制備厚度為4mm～5mm鑄軋板坯。實踐表明，1100 合金鑄軋板坯厚度由7mm 減薄至4mm～5mm 可以縮短工藝流程，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本。