铝合金哈兹列特连铸连轧工艺发展
精编材料加工新技术资料
2.1.哈兹列特工艺特点
• 1.铝板带坯主要生产工艺 • 直冷铸锭热轧工艺 • 双辊连续铸轧工艺 • 哈兹列特连铸连轧工艺
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• 2.哈兹列特工艺优势
• 高产率 • 节能降耗 • 减排环保 • 生产合金产品范围宽 • 国外已得到广泛应用
• 惰性气体保护:
控制氧化.控制热传 输速度.它可以根据 Agema扫描系统显示的 结果,在钢带宽度方向 上改变气体的配方和 用量有选择地对冷却 速度进行区域性调节.
塑性成形 (plastic forming)
挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging)
焊接（welding) 切削 (cutting) 粉末成型 (powder forming) 复合成型（铸轧、铸挤、锻轧、挤轧等）
• 福特公司汽车结构用5754铝合金板哈兹列特工艺和 直冷铸锭热轧工艺性能对比
钢的薄带连铸
作为生产扁平材的近终形连铸技术，带钢连铸工艺生产的 钢带较之薄板坯连铸更接近于最终产品的形状，也就是连铸 带钢更薄一些。
它可将钢水直接浇铸出1～10mm厚的钢带，不经热轧或稍 经热轧（1～2个机架），即可进行冷轧，而产品的性能和质 量仍可与常规生产的产品相媲美。
• 美国能源部及国家实验室与阿莱锐斯公司一起 研发用于汽车的AA5754合金,已被通用汽车公 司和福特汽车公司认可,用于制作18种汽车部 件 .福特汽车公司指出对用哈氏工艺生产的 5754车身用结构铝合金板(内板1-3mm,33.5%Mg)成形性能和疲劳性能测试,其机械性能 接近于直冷铸造热轧工艺
• 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我 国铝加工业的技术进步和产业结构升级。
连铸技术国内外现状及发展趋势
连铸技术国内外现状及发展趋势
连铸技术是钢铁工业中的重要技术之一，它可以实现高效连续生产，提高生产效率，降低成本。
目前，国内外的连铸技术都在不断发展和完善中。
在国内，连铸技术已经实现了从单流到双流、三流、四流等多流程的升级。
同时，还出现了带分段式结晶器、上下扫描式结晶器等新型结晶器，提高了连铸成材率和质量。
此外，国内的连铸技术还在不断推广智能化生产、绿色环保等方面的应用。
在国外，美国、日本等发达国家在连铸技术方面也有很多创新。
例如，美国的Hazelett连铸技术可以实现高品质的铝合金连铸，日本的CCS连铸技术则可以实现高浓度的钢水连铸。
此外，欧洲的一些连铸厂还在探索使用第三方能源进行加热，以实现更高的能源利用效率。
未来，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，连铸技术将继续发展和创新。
同时，环保、智能化、自动化等方面也将成为连铸技术发展的重要方向。
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金属材料短流程、近终形的生产工艺
金属材料短流程、近终形的生产工艺金属材料短流程、近终形的生产工艺连铸近终形连铸（Near-Net-Shape Continuous Casting）是指使连铸坯的断面尺寸在保证钢材性能、质量的前提下，尽量接近最终钢材断面的形状、尺寸。
近终形生产工艺打破了传统的材料成形与加工模式，缩短了生产工艺流程，简化了工艺环节，实现近终形、短流程的连续化生产，提高生产效率。
近终型、短流程的成形加工技术具有高效、节能等特点，在技术上突出的特点是缩短加工周期，尽量减少变形量或者后续加工环节，由金属熔体直接得到所需的制品或近似的制品，同时，这些制品还具有现有加工方法所生产制品的性能和组织，这可大大减少后续挤压、轧制和压铸等耗能大、投资大、用工多的加工过程。
近终形连铸技术是金属材料研究领域里的一项前沿技术,它的出现为冶金业带来了革命性的变化,改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产过程。
它主要包括薄板坯连铸技术、薄带连铸技、喷雾沉积技术等。
目前，薄板坯连铸技术已经进入工业化生产，而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究阶段，一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。
日本预测，到2020年，在连铸技术领域，传统连铸占40％，薄板坯连铸占50％，薄带坯连铸占10％。
1 薄板坯连铸技术薄板坯连铸是介于传统连铸和薄带连铸之间的一种工艺。
世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor公司的Crawfordsville工厂投产。
薄板坯的厚度通常为40-50mm，是传统连铸板坯厚度的1/3-l/6。
因此，生产过程中可取消粗轧机而直接进入精轧机。
普通连铸的吨钢投资为800-1200美元，而薄板坯连铸的吨钢投资只有300-500美元，经济效益十分巨大。
1984年，原联邦德国sehloemansiemagsMS公司在高度保密的情况下，着手开始研究薄板坯连铸技术，1986年取得重大进展，1989年第一条薄板坯连铸生产线在美国Nucor公司正式投产。
铝板坯连铸连轧生产新工艺-Hazelett法(续)
铝板坯连铸连轧生产新工艺-Hazelett法(续)刘素华【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2010(039)001【总页数】2页(P33,36)【作者】刘素华【作者单位】郑州铝业有限股份公司,河南,郑州,450051【正文语种】中文2.2 哈兹列特工艺的产品质量由于连铸机具有 2 000 mm长的铸造模区,铸坯在纵向和横向的固化条件均受到严格的控制,固化速度比直冷铸锭工艺要快得多,故可得到非常致密、均匀的晶粒。
由于铝合金液体快速冷却凝结,有效地避免了表面成份偏析和中心成份偏析,无热连轧带坯特有的不均匀的方向性及较强的结晶组织[3],机械性能优良,与半连续铸造 -热轧法无明显差别,且在3×× ×系合金性能方面表现有明显优势,产品表面质量优于双辊铸轧法,并与热轧法基本相同。
3 哈兹列特铝板带坯连铸连轧工艺的优势比较哈兹列特工艺与双辊式铸轧、半连续铸造 -热轧(或多机架热连轧)生产工艺的综合性比较见表 2。
表2 哈兹列特与双辊式铸轧、直冷式铸锭 +热轧工艺比较类别双辊式铸轧Hazelett式铸锭+热轧单机架 1+1式 1+3式项目投资低中中中高生产成本低低高高中能耗低低高高高铝耗低低高高高成品率较高高低低较高产能低较高中中很高合金品种少较多较多较多很多板材厚度 5mm 1～3mm 3～5mm 3～4mm 2～5mm质量稳定性较高高较高高高特别需要重视的是,如将哈兹列特工艺方案与电解铝厂(10万 t产能以上)配套建设,采用原铝液直接配制合金,其节能和节铝效益会更加显著。
3.1 节能根据 Hazelett公司提供的数据[4],用原铝直接以Hazelett连铸连轧法、双辊式连续铸轧法、半连续铸造-(1+4)式热连轧法生产 2 000 mm、厚 1～2 mm、产量300 kt/a的单位能耗比较见表 3。
表3 不同工艺方案能耗比较工艺方式工序双辊铸轧式 1+4热连轧 Hazelett连铸连轧/kWh·t-1锭坯铸造或铸轧 40 19 38铸锭锯铣 28锭坯加热+热粗轧 212热连轧 167 167冷轧 200 100合计 240 526 205由上表可知,Hazelett的能耗低,仅为半连续铸造-(1+4)式热连轧法的 39%,比双辊式连续铸轧低15%,能耗降低,也能使排放的污染物与温室气体相应减少。
铝合金连续铸轧和连铸连轧技术
铝合金连续铸轧和连铸连轧技术合金连续铸轧和连铸连轧技术是21世纪不可缺少的一种关键技术，用于制造高性能。
尽管单位成本很高，但它们仍然受到众多企业的欢迎，因为它们能带来巨大经济效益。
合金连续铸轧是指将铝合金通过连续铸锭精细加工的过程制成型材的技术。
其特点是原料可以持续供应，连续铸锭，可以得到更加细腻的材料，并有更好的机械性能和质量稳定性。
它主要用于制造航空航天、军工、汽车、建筑、医疗、能源、仪器仪表等行业的高性能产品。
铸连轧技术是以连续铸造中经过变形后得到薄带状或型材状原料，接着经过再生精整设备，生产各种精密型材，直接可以用于汽车、军工和航空航天等行业再制造的技术。
合金连续铸轧和连铸连轧技术的最大优势是可以最大化利用原料，节省能源。
此外，原料在生产过程中不需要经过压缩，因此可以避免锻件、锻枝和铸件失效等问题。
此外，该技术采用自动控制技术，可以实现快速、精确和零污染的生产，从而提高产品质量和生产效率。
合金连续铸轧和连铸连轧技术的应用在不断发展，不仅在航空航天、汽车、军工、建筑等行业发挥着重要作用，而且在能源、医疗、仪器仪表等行业的应用也在不断增加。
但随着越来越多的企业转向该技术，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术的风险也在增加。
例如，它可能会因设备故障、原料受污染等问题而增加不良产品的产生率。
同时，由于该技术具有高成本、复杂性和受限性，因此需要有较高的技术和财务投资。
为了充分发挥铝合金连续铸轧和连铸连轧技术的优势，提高其应用率，应当在技术、设备管理和经济管理三个方面采取有效的措施。
首先，应完善技术体系，加强技术改造，进一步提高该技术的精确度和效率；其次，应完善设备管理，加强设备的维护和检修，降低故障率；最后，应综合考虑投资成本、产品质量、技术进步等因素，实施合理的财务管理。
上所述，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术是21世纪不可缺少的一项关键技术，其应用范围越来越广泛，它在众多行业中发挥着重要的作用。
为了充分利用这项技术的优势，并降低使用的风险，应当采取有效措施进行技术、设备管理和财务管理。
铝合金连续铸轧和连铸连轧技术
铝合金连续铸轧和连铸连轧技术近几年，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术得到了广泛的关注和应用，在航空、交通、电子和生产等领域发挥着重要作用，并取得了可喜的成就。
本文介绍了铝合金连续铸轧和连铸连轧技术，总结其优点和应用领域，并展望未来发展。
首先，让我们先来介绍连续铸轧技术。
连续铸轧是把铸态的毛坯在双辊铸轧机上连续铸轧的一种特殊的铸轧技术。
它不仅可以在一条生产线上完成整体模块的加工，还可以连续涂层、连续切削、连续横切，从而实现大批量生产，提高生产效率。
此外，它还可以提高材料的性能，降低成本，但是操作起来比较复杂，容易出错。
连铸连轧技术，也称为热轧技术，是将铁水经连续送料炉溅射、蒸发冷凝池或冷却池自动加工成一定规范形状的毛坯精加工成所需规格和性能的钢材的一种特殊的技术。
它有很多优点：操作简单，精度高，材料质量好，成品率高，生产效率高，投资少，特别适用于量大、精度高的产品的生产，有较好的经济效益。
铝合金连续铸轧和连铸连轧技术可用于制造高性能的铝空心结构件、铝芯轴以及汽车零部件等铝合金结构件。
它具有节能、环保、能耗低、操作方便等优势，应用于航空航天、汽车、电子电器、医疗器械等领域可以节约资源，提高工作效率。
未来，随着技术的发展，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术将更加成熟，获得更多的关注和应用。
同时，随着用户消费趋向的变化，针对不同类型的产品，研究者也会发展出更多新型的生产工艺，以期在节能、环保、成本等方面取得更好的效果。
综上所述，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术是近几年中取得可喜成绩的一种先进技术，它具有节能、环保、成本低等优势，将带给我们更多的经济和社会效益。
未来，铝合金连续铸轧和连铸连轧技术将朝更高层次发展，为人类社会做出更多的贡献。
浅谈Hazelett连铸连轧产品的特性与应用
机械加工与制造M achining and manufacturingHazelett连铸连轧生产工艺作为一种新型的生产技术，该技术在铝带生产的商业应用始于20世纪60年代。
但在中国的应用和研究时间较短：2009年，由洛阳豫港龙泉高精度铝板带有限公司（现由洛阳龙鼎铝业有限公司托管）引进了中国首条Hazelett连铸连轧线，并于2011年3月投产；2013年，内蒙古联晟新能源材料有限公司引进了中国第二条Hazelett连铸连轧线，并于2018年4月投产。
目前两条生产线均已实现批量、稳定、连续性生产。
近年来，林道新、马道章等[1,2]结合国外生产经验，为Hazelett连铸连轧生产技术在中国的推广与应用做了大量努力，并该技术的工艺特性及其产品特性做了大量论述介绍。
郑州大学杨永昌[3]、关绍康等人也对Hazelett连铸连轧生产工艺进行了大量研究。
2017年，中国工程院毛新平毛新平院士率队到洛阳龙鼎实地考察了这条生产线。
2018年，由郑州大学和洛阳龙鼎合作研究的《高通量连铸连轧铝合金板材关键技术与应用》项目获得了中国有色金属工业科学技术奖一等奖。
但是，由于该技术引入中国铝加工行业时间较短且只有两条生产线，目前市场上对该产品的工艺特性及应用情况仍然存在较多疑虑。
本文将结合笔者近10年来对Hazelett连铸连轧生产线的管理与产品应用研究经验，对该产品的特性与应用进行论述。
1 国内Hazelett生产线运行情况目前国内应用于铝带加工的Hazelett连铸连轧生产线共2条，分别位于河南省伊川县和内蒙古霍林郭勒市。
现有2条生产线，设备宽度均为2100mm，综合设计产能40万吨。
2018年，两条生产线实现总产量25万吨，预计到2019年，可实现总产量35万吨。
在产品结构方面，洛阳龙鼎主要以生产各种单零箔、电缆带、装饰板带、深冲料、汽车散热器料等产品坯料为主，近三年来，年产量稳定在16-18万吨之间，产品质量在同行业中，享有较好的口碑。
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况摘要：薄板坯连铸连轧工艺问世这么多年来发展迅速,CSP、ISP、FTSR为代表的各种工艺技术的发展各具特色。
总的发展趋势是,提高铸机生产能力充分发挥后部连轧机的生产能力；改进品种质量,提高产品的市场覆盖率；采用无头轧制工艺、生产超薄规格产品,以取代部分冷轧产品的市场；应用范围扩大,越来越多的在以高炉铁水为原料的大型联合企业中得到应用,为该工艺的发展开拓了更广阔的前景。
关键词：薄板坯连铸连轧发展趋势1 前言薄板坯连铸连轧是20 世纪80 年代末开发成功的生产热轧板卷的新技术，该项技术发展很快，世界各钢铁发达国家已相继开发了各具特色的薄板坯连铸连轧技术，主要有SMS 开发的CSP（CompactStrip Production）、DEMAG 的ISP（Inline Strip Production）、日本住友的QSP（Quality Slab Production）、达涅利的FTSR（Flexible Thin Slab Rolling）和VAI 的CONROLL（Continue Rolling）以及美国蒂金斯（Tippins）的TSP（Thin Slab Production）等6 种类型。
图2典型的薄板坯连铸—连轧热带钢生产线薄板连铸连轧工艺与常规的工艺相比,由于它具有节能、投资省、生产周期短、劳动成本低及适应性强等优点,故引起了全世界的重视。
据统计全球各地已建成投产及在建的薄板坯连铸共约50流,总生产能力为5228万t/a。
2 几种主要类型的技术特点及其发展2.1 CSP工艺技术世界第一条CSP生产线薄板坯连铸连轧生产线已于1989年建成投产,因其工艺开发早,技术成熟,工艺及设备相对较简单可靠,故实际应用也最多。
至1997年末,SMS已签定的合同已有27流铸机。
CSP技术的主要特点是采用立弯式铸机漏斗形结晶器,最初的铸坯很薄,一般为40～50mm,未采用液芯压下,后部设辊底式隧道炉作为铸坯的加热均热及缓冲装置,采用5～6架精轧机,成品带钢最薄为1～2mm。
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铝合金哈兹列特连铸连轧工艺发展
哈兹列特连铸连轧生产线是美国哈兹列特公司开发、研制成功的。
从第一台商业化的哈兹列特铸机投入使用, 迄今为止全球已有60多台设备分别用于铜、铝、锌的带坯及条坯生产。
哈兹列特双带铸造机
哈兹列特铸造机是在双辊式板带铸造机工艺进行改进的基础上发展起来的,获得专利。
这种双带式铸造机的工作原理采用运动铸模,即用两条完全张紧的上下平行运动的环形钢带和两侧同步运行的链式矩形金属挡块形成一副铸造模腔。
带坯宽度的调整是通过变动两侧挡块(活动块链)来实现的, 按照所需宽度将档块隔开构成模腔的侧壁。
冷却采用哈兹列特自身开发的专用技术―高效快速水膜冷却技术。
根据合金品种不同, 铸造速度、带坯铸模的长度也不尽相同。
现一般铸模的标准长度为1900mm, 对高速铸机铸模的长度最大可达2360mm。
现可提供的最大铸造宽度为1930mm。
铝带坯铸坯厚度一般为18~ 19mm。
哈兹列特双带铸造机主要应用自身研发的新技术包括:
(1)钢带感应预加热技术。
即在铸造时为防止钢带进入模腔突然发生弯曲和热变形影响带坯的板形质量, 在钢带进入模腔前通过感应加热方式将钢带瞬时加热至150℃,同时将钢带表面的水汽驱除殆尽,避免了水汽对热传输的不良影响;
(2)永磁辊式支承钢带技术。
由于钢带接触高温铝液必将产生一定的热变形。
采用Nd-Fe-B复合材料作磁体制成的支承辊有效地消除了钢带受热可能产生的微变形;
(3)惰性气体保护技术。
较低压力的惰性气体从陶瓷铸嘴的小孔中喷出注入到铝水与铸模之间的表面, 不仅有效地防止了铝液(铸锭)表面的氧化, 且对热传输速度起到很好的控制作用;
(4)钢带(铸模) 表面涂层技术。
采用永久性Matrix型陶瓷涂层工艺将纳米级二氧化硅材料用火焰或等离子喷涂在钢带表面。
此技术可方便脱模, 并可获得最佳的铸坯表面质量。
据报道, 哈兹列特公司为美铝( Alcoa) 公司设计制造的2500mm连铸机也已投入使用, 用于汽车蒙皮带坯的生产。
哈氏铸造机在铸造铝合金带坯时的铸造速度通常为10m/min,最高可达15m/min。
铸坯在双带式连续铸造机完成铸造成型后即进入在线的热轧机或热连轧生产。
根据生产工艺配置的不同, 通常在铸机后配置单机架热轧机或2、3机架热连轧机。
如采用上述三机架热连轧生产线生产1×××系铝合金的铝箔坯料, 则采用20mm厚的铸造带坯通过3个道次的连续轧制,获得12~15mm厚的热轧带材,经过2个道次的冷轧生产轧制成0.35mm的铝箔坯料即可供送铝箔生产厂。