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1、美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,斯米艾历 博士/ 桑德斯 博士 美铝技术中心 美国宾州 美铝中心,连铸技术,美铝亚洲合金与产品技术培训 中国渤海 2006年2月28日 3月2日,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,铝的加工技术,铸锭 金属处理 半连续铸造 连铸 均匀化/ 预热 热加工 冷加工与退火 不可热处理铝合金 热处理和时效 可热处理铝合金,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,什么是连铸 ?,不需要单独的半连续铸造: 材料被直接铸造并/或在线轧制成卷带以备后续加工 不需要切边或均匀化 从头至尾结构均匀 铸造过程不会因为卷料或批次开始或终结而中断
2、 投资成本低 运行成本低 加工成本低 减少库存和材料运输 半连铸与连铸的流程不同,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,CRU 国际,www.cru.co.uk,铝薄板的连铸,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,铝工业中使用的连铸技术,板坯连铸机 双带式连铸机 (黑兹雷特, 加铝) 块式 (劳埃纳 , 亨特-道格拉斯) 双辊连铸机 法塔 亨特, 法铝 棒材铸造机 (制造圆棒或方棒) 轮/ 带 (Properzi, Clecim, 南线),美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,加工过程示意图,黑兹雷特带式板坯
3、连铸机 圣安东尼奥,浇包,漏斗,咬送辊,喷水嘴,进料池传感器,底部皮带,排水槽,顶部皮带,水流变计,高速冷却水流喷嘴,封闭或开放的进料池,拉紧轮,同步夹紧轮,回水挡板,液面控制,带翅片支撑辊,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,圣安东尼奥的黑兹雷特连铸机,最初由Coors公司装配用以生产罐料板 当前最高水平的黑兹雷特连铸机于2001年装配 双机架热轧机 目前能够生产 建筑板料 (3105) V型百叶窗中间带卷(5349) 散热片坯料 (1100, 7072) 变形容器坯料 (3003) 今后将用于生产 标准合金板, 踏板 汽车用薄板,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2
4、月,圣安东尼奥工厂的板坯连铸机,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,双辊铸轧工艺示意图,B型连铸机盘卷器,4-8mm厚,熔融金属,铸嘴,凝固,热轧,凝固的带材,水冷轧辊,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,双辊铸轧流程图,新金属,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,美铝公司的双辊铸轧机,地点 数目 宽度 (mm) 类型 阿利坎特(西班牙） 1 1600 SCAL Warrick 2 1725 Jumbo 3C 闲置 Hot Springs 8 2000 Pechiney Itapissuma 5 160
5、0 Pechiney 1 1600 Lauener 上海 1 1520 Davy 2 1410/1815 Davy Copies 渤海 5 2350/1950 P/PCopies/HCopy 昆明 1 1350 Hunter 垂直式 总计 26,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,美铝的铸轧机,Hot Springs Scal铸轧机,Itapissuma Scal铸轧机,圣路易斯的垂直铸轧机 (曾属于 Alcoa),美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,连铸机的典型产品,铸轧机 绝缘箔 家用铝箔 双零箔 (10 微米) 散热片坯料 变形容器 涂漆板 电缆包套 典型合金
6、 1050, 1100, 1200 3003, 3105, 3005,板坯连铸机 建筑产品 涂漆板 箔 电缆包套 罐盖 百叶窗帘 卡车拖车用板 汽车用不可热处理薄板 典型合金 1050, 1100, 1200 3003, 3105, 3005 3004, 5052, 5754,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,连铸过程中的冶金学问题,有可能不想得到精细的微观结构 缺乏均匀化将导致出现不可控制的析出物 由于压下量有限，因此晶粒尺寸、织构等与半连续铸造的产品会有所不同 熔析和表面偏析限制了可生产的合金的种类 1xxx, 3xxx, 5xxx 合金: 加工表面或喷漆表面 阳极氧化将会
7、使表面缺陷更加明显 中心偏析和疏松 较薄的铝箔的铸造和加工过程必须十分小心，以避免出现针孔,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,偏 析,溶质富集的熔体流动并被密封在枝晶网络内，因此将在共晶结构中形成局部高浓度组分区。这通常出现在厚度一半的位置 (例如, 板坯铸造的 5754合金中).,5754合金中心的疏松,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,影响连铸工艺广泛应用的主要问题是与表面相关的问题 (例如，由于金属和模具不能接触而产生的熔析或其它铸造缺陷)。,表面问题,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,产品表面质量 表面缺陷 长条 熔析 铸嘴条纹,带铸技术
8、,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,表面问题：表面一致性差 (例如在432mm宽、2mm厚的板坯铸造5052-H32中出现的条纹，是由于偏析和轧入母材引起的),美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,尺寸对比：人的头发和超薄铝箔,人的头发,600:1,600:1,10m,10m,无菌包装用铝箔,(6.30 微米厚),从铸轧薄板制造的超薄铝箔,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,铝箔中孔洞的主要来源: 碎屑: 氧化物, 碎铝屑等 铝箔表面受损 (轧辊刮痕) 显微缩孔 氢 来源于铸机的中心线偏析,(6),厚度（微米）,平均针孔数(/m2),1961年数据,1
9、985年数据,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,连铸铝箔,双辊连铸是一种十分经济的制造铝箔的方法，必须认真控制微观结构（合金和工艺），以得到无针孔的超薄铝箔。 例: 偏析导致铝箔在双合轧制中出现穿孔,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,在铸轧薄板中出现的中心线偏析,出现的原因是溶质富集的熔融态金属被挤向薄板的中心 这限制了铸轧技术在高溶质含量的合金中的应用 合金的凝固过程延长、有利于凝固前端向轧缝推进的铸造条件都会加剧这一现象 (例如, 铸轧AA1145中的偏析),美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,Itapissuma生产的6.35微米超薄铝箔 (
10、E.斯米艾历 ),用途: 无菌包装中的阻光层 主要技术指标: 镁含量低于30 ppm 针孔数目少于1000个/米2,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,Itapissuma工厂生产 1145 和 8011铝箔的工艺路线,1145合金* 铸造厚度 5 mm 冷轧到 0.9 mm 530C均匀化5小时 冷轧到16微米 双合 冷轧到6.35微米 分卷 最终退火,8011合金 铸造厚度 5 mm 冷轧到 2 mm 560C均匀化3小时 冷轧到0.5 mm 350C退火2 小时 冷轧到13 微米 双合 冷轧到 6.35 微米 分卷 最终退火,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月
11、,轧入的金属是针孔的来源之一,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,中心线偏析是针孔的来源之一,将薄板在530-560 C均匀化将减小中心线偏析的趋势，并减少由此带来的铝箔穿孔。 偏析物在轧制过程中更容易破碎，而不是穿透双合轧制的铝箔。,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,8011铝箔中的针孔,必须控制成分和铸造温度，以避免形成粗大的Al-Fe-Si颗粒。这些颗粒在轧制过程中不会破裂，因而会导致铝箔穿孔。,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,铸机各变量对中心线偏析的影响 熔融金属的温度 回置距离 轧制带材厚度 铸造速度,ITAPISSUMA 实验,美铝公
12、司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,带材速度 x 中心线尺寸,带材速度,带材速度,中心线最大长度（微米）,中心线最大宽度（微米）,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,铸嘴温度 x 中心线尺寸,铸嘴温度,铸嘴温度,中心线最大长度（微米）,中心线最大宽度（微米）,美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,工艺分析 结论: 研究发现，双辊铸轧机制造的AA1145合金中心线偏析的尺寸随以下参数的变化而降低: 铸轧速度降低 铸嘴回置距离减小 铸嘴温度升高 (在规定范围内) 带材厚度降低 (在规定范围内),美铝公司产品与技术培训 中国渤海，2006年2月,结论: 连铸技术,对于少数合金来和某些范围内的铝箔和薄板产品来说，连铸技术是一种成熟的技术。 对于表面关键产品，必须提高铸造表面结构。 必须“调整”材料的成分以与连续铸造流程相匹配。 在美铝内部，铸轧技术被广泛、成功应用于铝箔的生产。 控制铸机的参数和均匀化工艺使制造超薄铝箔成为可能。,
