一种电工铝杆的连铸连轧装置及方法
【专利摘要】一种电工铝杆的连铸连轧装置及方法，包括连铸机、连轧机和倾斜布置在连铸机铝液注入口处的超声波振动杆，超声波振动杆的下端位于连铸机结晶轮的轮槽中心位置，其上端与超声波换能器固定连接，超声波换能器通过电缆与超声波发生器连接。其方法包括启动连铸机和连轧机，将铝液注入连铸机结晶轮的轮槽内，启动超声波发生器，在超声波作用下将铝液连续铸造成连铸坯，连铸坯经过矫直后进入连轧机轧制成圆形电工铝杆。本发明由于采用了在连铸机的铝液注入口处倾斜布置有超声波振动杆，利用超声波的振动作用和声空化效应，消除连铸坯的粗大柱状晶和组织缺陷，可使电工铝杆的连铸连轧生产速度提高20%以上。
【专利说明】一种电工铝杆的连铸连轧装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电工铝杆制造【技术领域】，具体涉及一种电工铝杆的连铸连轧装置及方法。
【背景技术】
[0002]连铸连轧是目前生产电工铝杆的主要方法，该方法将铝液注入连铸机的结晶轮轮槽，连续铸造成连铸坯，连铸坯矫直后进入连轧机轧制成圆形电工铝杆。由连铸机结晶轮轮槽的形状结构及其四周喷水冷却方式所决定，连铸坯的横截面组织为向心的粗大柱状晶，连铸坯心部存在缩孔、疏松、裂纹等组织缺陷。粗大柱状晶和组织缺陷降低了连铸坯的塑性和组织致密度，限制了电工铝杆连铸连轧速度的提高。而提高电工铝杆的连铸连轧生产速度可以提高企业的生产效率，降低企业的生产成本。
[0003]对文献资料检索发现，现有技术通常是在铝液中添加Al-T1、Al-T1-B、Al_Ti_C等细化剂来细化连铸坯的晶粒。但现有细化剂的晶粒细化能力还不足以完全消除连铸坯的粗大柱状晶和缩孔、疏松、裂纹等组织缺陷，使电工铝杆的连铸连轧速度仍然受到很大的限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种电工铝杆的连铸连轧装置及方法，能够消除连铸坯的粗大柱状晶和组织缺陷，提高电工铝杆的连铸连轧生产速度。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述的电工铝杆的连铸连轧装置，其特点是包括连铸机和连轧机，其特点是还包括倾斜布置在连铸机铝液注入口处的超声波振动杆，所述超声波振动杆的下端位于连铸机结晶轮的轮槽中心位置，其上端与超声波换能器固定连接，所述超声波换能器通过电缆与超声波发生器连接，且所述超声波换能器连同超声波振动杆一起固定在立于地面的脚架上。
[0006]其中，上述超声波振动杆的直径为10?15毫米。
[0007]上述超声波振动杆的材料为钛合金。
[0008]本发明所述的电工铝杆的连铸连轧方法，其特点是包括如下步骤:
第一步:接通电源，启动连铸机和连轧机，控制连铸机结晶轮的转动线速度为12.8?16米/分钟，连轧机的终轧速度为7.2?9米/秒；
第二步:将制备好的铝液控制在680?700°C后，通过连铸机导流槽注入到连铸机结晶轮的轮槽内，启动超声波发生器，超声波输出频率为30kHz，超声波输出功率为400?500瓦，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内，在超声波作用下将铝液连续铸造成连铸坯；
第三步:连铸坯穿过连铸机矫直辊后，进入连轧机轧制成直径9.5毫米的电工铝杆。
[0009]本发明由于采用了在连铸机的铝液注入口处倾斜布置有超声波振动杆的结构，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内而作用于铝液，利用超声波的振动作用和声空化效应，破碎细化铝晶粒，提高铝液的流动补缩能力，消除连铸坯的粗大柱状晶和缩孔、疏松、裂纹等组织缺陷，使连铸坯获得细小均匀的等轴晶晶粒，提高连铸坯的塑性和组织致密度，进而可以采用更高的连铸连轧速度生产电工铝杆。采用本发明可使电工铝杆的连铸连轧生产速度提高20%以上，大幅提高企业的生产效率，降低企业的生产成本，增强企业的盈利能力。
[0010]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图2为本发明超声波振动杆在轮槽中的位置示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1-图2所示，本发明所述的电工铝杆的连铸连轧装置，包括连铸机1、连轧机4和倾斜布置在连铸机1铝液注入口处的超声波振动杆21，所述超声波振动杆21的下端位于连铸机结晶轮11的轮槽12中心位置，其上端与超声波换能器22固定连接，所述超声波换能器22通过电缆23与超声波发生器24连接，且所述超声波换能器22连同超声波振动杆21 —起固定在立于地面的脚架上，所述超声波振动杆21的直径为10?15毫米，且所述超声波振动杆21的材料为钛合金。
[0014]本发明所述的电工铝杆的连铸连轧方法，包括如下步骤:
第一步:接通电源，启动连铸机1和连轧机4，控制连铸机结晶轮11的转动线速度为12.8?16米/分钟，连轧机4的终轧速度为7.2?9米/秒；
第二步:将制备好的铝液控制在680?700°C后，通过连铸机导流槽15注入到连铸机结晶轮11的轮槽12内，启动超声波发生器24，超声波输出频率为30kHz，超声波输出功率为400?500瓦，通过超声波振动杆21将超声波引入到连铸机结晶轮11的轮槽12内，在超声波作用下将铝液连续铸造成连铸坯3 ；
第三步:连铸坯3穿过连铸机矫直辊16后，进入连轧机4轧制成直径9.5毫米的电工铝杆5。
[0015]实施例1:
采用本发明生产直径9.5毫米的6101合金电工铝杆，连铸机为四轮轮带式连铸机，连铸机结晶轮直径为1.5米，轮槽横截面面积为2400平方毫米。连轧机为15机架Y型连轧机。超声波振动杆直径为10毫米，采用TC4牌号钛合金制造，超声波发生器的输出频率为30kHz，输出功率为400?500瓦。其方法如下:
第一步:接通电源，启动连铸机和连轧机，控制连铸机结晶轮的转动线速度为12.8米/分钟，连轧机的终轧速度为7.2米/秒；
第二步:将制备好的6101合金液控制在680°C后，通过连铸机导流槽注入连铸机结晶轮的轮槽内，启动超声波发生器，控制超声波的输出频率为30kHz，超声波的输出功率为400瓦，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内，在超声波作用下将6101合金液连续铸造成连铸坯； 第三步:连铸坯经过矫直后，进入连轧机轧制成直径9.5毫米的6101合金电工铝杆。
[0016]本实施例可使6101合金电工铝杆的超声连铸连轧生产速度提高到7.2米/秒，与6101合金电工铝杆的普通连铸连轧生产速度6米/秒相比，生产速度提高了 20%。
[0017]实施例2:
采用本发明生产直径9.5毫米的3003合金电工铝杆，连铸机为四轮轮带式连铸机，连铸机结晶轮直径为1.5米，轮槽横截面面积为2400平方毫米。连轧机为15机架Y型连轧机。超声波振动杆直径为10毫米，采用TC4牌号钛合金制造，超声波发生器的输出频率为30kHz，输出功率为400?500瓦。其方法如下:
第一步:接通电源，启动连铸机和连轧机，控制连铸机结晶轮的转动线速度为13.3米/分钟，连轧机的终轧速度为7.5米/秒；
第二步:将制备好的3003合金液控制在690°C后，通过连铸机导流槽注入连铸机结晶轮的轮槽内，启动超声波发生器，控制超声波的输出频率为30kHz，超声波的输出功率为450瓦，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内，在超声波作用下将3003合金液连续铸造成连铸坯；
第三步:连铸坯经过矫直后，进入连轧机轧制成直径9.5毫米的3003合金电工铝杆。
[0018]本实施例可使3003合金电工铝杆的超声连铸连轧生产速度提高到7.5米/秒，与3003合金电工铝杆的普通连铸连轧生产速度6米/秒相比，生产速度提高了 25%。
[0019]实施例3:
采用本发明生产直径9.5毫米的5005合金电工铝杆，连铸机为四轮轮带式连铸机，连铸机结晶轮直径为1.5米，轮槽横截面面积为2400平方毫米。连轧机为15机架Y型连轧机。超声波振动杆直径为15毫米，采用TC4牌号钛合金制造，超声波发生器的输出频率为30kHz，输出功率为400?500瓦。其方法如下:
第一步:接通电源，启动连铸机和连轧机，控制连铸机结晶轮的转动线速度为15.1米/分钟，连轧机的终轧速度为8.5米/秒；
第二步:将制备好的5005合金液控制在690°C后，通过连铸机导流槽注入连铸机结晶轮的轮槽内，启动超声波发生器，控制超声波的输出频率为30kHz，超声波的输出功率为450瓦，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内，在超声波作用下将5005合金液连续铸造成连铸坯；
第三步:连铸坯经过矫直后，进入连轧机轧制成直径9.5毫米的5005合金电工铝杆。
[0020]本实施例可使5005合金电工铝杆的超声连铸连轧生产速度提高到8.5米/秒，与5005合金电工铝杆的普通连铸连轧生产速度6.5米/秒相比，生产速度提高了 30.8%。
[0021]实施例4:
采用本发明生产直径9.5毫米的纯铝电工铝杆，连铸机为四轮轮带式连铸机，连铸机结晶轮直径为1.5米，轮槽横截面面积为2400平方毫米。连轧机为15机架Y型连轧机。超声波振动杆直径为15毫米，采用TC4牌号钛合金制造，超声波发生器的输出频率为30kHz，输出功率为400?500瓦。其方法如下:
第一步:接通电源，启动连铸机和连轧机，控制连铸机结晶轮的转动线速度为16米/分钟，连轧机的终轧速度为9米/秒；
第二步:将制备好的纯铝液控制在700°C后，通过连铸机导流槽注入连铸机的结晶轮轮槽，启动超声波发生器，控制超声波的输出频率为30kHz，超声波的输出功率为500瓦，通过超声波振动杆将超声波引入到连铸机结晶轮的轮槽内，在超声波作用下将纯铝液连续铸造成连铸坯；
第三步:连铸坯经过矫直后，进入连轧机轧制成直径9.5毫米的纯铝电工铝杆。
[0022]本实施例可使纯铝电工铝杆的超声连铸连轧生产速度提高到9米/秒，与纯铝电工铝杆的普通连铸连轧生产速度6.5米/秒相比，生产速度提高了 38.5%。
[0023]本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种电工铝杆的连铸连轧装置，包括连铸机(1)和连轧机(4)，其特征在于还包括倾斜布置在连铸机(1)铝液注入口处的超声波振动杆(21 )，所述超声波振动杆(21)的下端位于连铸机结晶轮(11)的轮槽(12)中心位置，其上端与超声波换能器(22)固定连接，所述超声波换能器(22)通过电缆(23)与超声波发生器(24)连接，且所述超声波换能器(22)连同超声波振动杆(21) —起固定在立于地面的脚架上。
2.根据权利要求1所述的电工铝杆的连铸连轧装置，其特征在于上述超声波振动杆(21)的直径为10?15毫米。
3.根据权利要求1所述的电工铝杆的连铸连轧装置，其特征在于上述超声波振动杆(21)的材料为钛合金。
4.一种电工铝杆的连铸连轧方法，该方法采用如权利要求1所述的连铸连轧装置，其特征在于包括如下步骤: 第一步:接通电源，启动连铸机(1)和连轧机(4)，控制连铸机结晶轮(11)的转动线速度为12.8?16米/分钟，连轧机(4)的终轧速度为7.2?9米/秒； 第二步:将制备好的铝液控制在680?700°C后，通过连铸机导流槽(15)注入到连铸机结晶轮(11)的轮槽(12)内，启动超声波发生器(24)，超声波输出频率为30kHz，超声波输出功率为400?500瓦，通过超声波振动杆(21)将超声波引入到连铸机结晶轮(11)的轮槽(12)内，在超声波作用下将铝液连续铸造成连铸坯(3)； 第三步:连铸坯(3)穿过连铸机矫直辊(16)后，进入连轧机(4)轧制成直径9.5毫米的电工铝杆(5)。
【文档编号】B21B1/46GK104492812SQ201410774625
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】王顺成, 牛艳萍, 郑开宏, 张志敏, 钟广尧, 翟元辉 申请人:广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院), 广东新亚光电缆实业有限公司