双辊铸轧技术
双辊铸轧技术
双辊铸轧技术是一种新型金属材料加工技术，它通过将熔化的金属直接铸造成带状坯料，再通过双辊铸轧机进行连续铸轧加工，最终得到高质量、高性能的金属板材或条材。
相较于传统的铸造和轧制工艺，双辊铸轧技术具有以下优点：
1. 节能环保：由于铸轧一体化，省去了传统铸造中的热处理步骤，同时减少了多次加热冷却的能量损失，降低了能耗和环境污染。
2. 成本降低：双辊铸轧技术的生产效率高，生产周期短，能够大幅降低生产成本。
3. 材料性能优异：双辊铸轧技术的连续铸轧过程中，由于坯料温度保持在一定范围内，可消除金属材料中的缺陷和夹杂物，从而获得更加纯净、致密、均匀的金属材料，具有更好的机械性能和加工性能。
4. 产品质量稳定：双辊铸轧技术具有高度的自动化程度，能够实现高精度的加工过程控制，使产品质量稳定可靠。
双辊铸轧技术已经被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域，成为了未来金属材料加工的发展方向之一。
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铸轧机相关技术资料
设备工艺描述及装机水平 生产工艺描述 铸轧机是把在经过静置炉精炼后的铝液，经静置炉口?液面自动控制装置?除气箱内进一步精炼?过滤?前箱嘴子?相向转动且内部通有循环冷却水的铸轧辊，使铝液结晶并产生一定的变形率，从而实现铝及铝合金由熔融的液态金属铸轧成6～10 mm铸轧板材，在经过切头?卷取后，形成铸卷带材的工艺过程。 本铸轧机架的轴线与地面垂直线成15°倾斜配置（垂直中心线与轧机中心线间），使得在轧制过程中对克服金属偏析和减少金属氧化膜处的表面张力方面具有独到之处。 熔炉和铸轧机之间稳定的液面对轧制的顺利运行至关重要。液面由一流口流量控制装置，通过调节出口流量来保持恒定。铸轧的铝合金熔体必须连续供给，并必须清洁，且具有一致的化学成份，经除气装置进一步精炼，接着流入过滤装置，经过过滤后的铝液流入铸轧机前箱。在熔炉和铸轧机之间，由钛丝送给器把最多两根铝钛硼丝按预先设定的恒定速度送入流槽系统，从而达到细化晶粒的目的。 该铸轧机特有的15?倾角和前箱内精确的液位控制装置结合，保证前箱能在极其精确的压力下为铸嘴供给铝液。通过铸嘴的注口，将铝液注入经冷却水冷却的轧辊上，铝液沿轧辊表面宽向分布。这时，金属处于稍前于轧辊中心线的辊缝处，使液态金属在很短的时间内冷却、凝固，完成整个铸造结晶过程，接着受热轧制成形，形成铸轧板带。在该过程中熔溶状态铝液的大量热能被轧辊迅速带走。 由于热量是通过铸轧辊传递的，这就要求辊套导热性能必须好。在轧制过程中，轧辊辊套除了承受轧制机械载荷作用外，还承受着高温←→低温周期性的热载荷的冲击，轧辊外表面每一瞬时都有局部承受着高温金属加热，而内表面则承受着低温强力冷却作用。因此辊套的结构、材质，冷却水水温的控制都是铸轧成败的主要因素。 铸轧机每侧铸嘴可水平和垂直进行单独精确调整，确保轧出合格的铸轧板材。
SUS304不锈钢高温力学性能的物理模拟
304 不锈钢高温力学性能的物理模拟 关小霞田建军杨健 指导教师：杨庆祥胡宏彦博士 燕山大学材料科学与工程学院 摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机对304 不锈钢的高温力学性能进行了物理模拟。对模拟结果中应力-应变曲线进行分析，并结合断口附近组织形貌的观察，得出结论：金属的极限应力随温度升高呈下降趋势；在δ-Fe向γ-Fe转变的某一温度，金属塑性急剧下降；对断口附近金相组织及SEM分析，推测晶界处可能存在着元素偏聚或析出相现象。 关键词：304不锈钢；力学性能；物理模拟 1.前言： 双辊铸轧不锈钢薄带技术是目前冶金及材料领域的前沿技术之一[1]，是直接用钢水制成2-5mm厚薄带的工艺过程。该技术可以大大简化薄带钢的生产流程，降低生产成本，并形成低偏析、超细化的凝固组织，从而使带材具有良好的性能，被公认为钢铁工业的革命性技术[2、3]。但是，不锈钢经铸轧后，薄带表面会形成宏观的裂纹，从而降低不锈钢薄带的力学性能，影响其质量[4-6]。 国内外在双辊铸轧不锈钢薄带技术上已经开展了一些研究工作。文献[7]对比了铸轧铁素体和奥氏体不锈钢薄带；文献[8、9]对铸轧304不锈钢薄带过程中高温铁素体的溶解动力学进行了研究；文献[10]对不锈钢薄带铸轧过程中凝固热参数和组织进行了研究；文献[11-14]对不锈钢薄带铸轧过程中的流场和温度场进行了数值模拟；文献[15]对铸轧304不锈钢薄带的力学性能进行了研究。文献[16]对304不锈钢在加热过程中的高温铁素体形核与长大和夹杂物在固－液界面的聚集进行了原位观察；文献[17]对薄带铸轧溶池液面进行了物理模拟；文献[18]对铸轧不锈钢薄带过程的凝固组织、流场、温度场及热应力场进行了数值模拟。但是，缺少对铸轧不锈钢薄带表面与内部裂纹的生成机理、演变规律以及预防措施方面的研究。 在高温性能物理模拟方面，国内外也有不少研究。文献[19]应用THERMECMASTOR-Z热加工模拟机对奥氏体不锈钢的高温热变形进行了模拟试验；文献[20]利用Gleeble-1500试验机对铸态奥氏体不锈钢在1000-1200℃温度区间进行了热压缩试验；文献[21]从位错理论角度出发，对高钼不锈钢热加工特征与综合流变应力模型进行了研究。但是，对铸轧不锈钢薄带高温力学性能的物理模拟方面的研究却极少。
双辊薄带铸轧中心线偏析机理与实验研究
双辊薄带铸轧中心线偏析机理与实验研究 杜凤山;吕征;黄华贵;许志强;安仲健 【摘要】以薄带铸轧中心线偏析问题为研究对象，从宏观和微观角度分析铸轧薄带芯部偏析的成因与机理，建立完全耦合溶质场、流场、温度场的数学模型。通过数学模型对铸轧铝合金熔池中的Fe、Mn元素分布进行研究。结果表明：理论研究与实验结果基本吻合。熔池区凝固组织以柱状晶形式沿〈001〉方向迅速生长，同时溶质成分逐渐偏聚于熔池芯部区域，并在Kiss点区域达到最大值。其中Fe元素在Kiss点区域的含量明显高于其他区域的，完全凝固后易产生中心线偏析。随着铸轧速度的提高，辊缝宽度增大，中心线偏析趋势增强。%The problem of casting Al-alloy strip was studied, the mechanism of as-cast strip centerline segregation was analyzed from the perspective of macro and micro, and a mathematical method was developed which completely couples solute field, flow field and temperature distribution. The distributions of Fe and Mn in the Al alloy molten pool were figured out by the mathematical method. The results show that the theoretical calculation agrees well with the experimental results. The solidification structure grows along 〈001〉direction rapidly by the form of columnar crystal. Meanwhile, the solute elements are focused gradually in the kern zone, and the maximum value is gotten at the Kiss point zone. In particular, Fe content of the Kiss point zone is much higher than the average value, and centerline segregation appears after solidification. The centerline segregation tends to increase with the increase of casting speed and roll gap.
熔铸工艺流程图
铸轧、铸造的相关知识 ——肖立隆（晟通技术总顾问） 1 熔铸工艺流程图： 电解铝液 调温调成分 交货 2 炉子准备： 烘炉 烘炉曲线 升温过程中不损害炉子寿命
3 炉料要求和加料顺序： 炉料要求: 无吸水，无油污 加料顺序：废料 中间合金 铝锭 化平后 铜、锌等 镁 添加剂 取样 4 熔化： Q=dT C TM ⎰ 20 1+L+dT C T TM ⎰2 C 1——固体比热：0.215卡/克0C ； C 2——液体比热：0.198卡/克0C L ——熔化潜热：94.6卡/克0C 黑度：0.2 5 熔化时的增气反应： 铝和水发生反应： 2Al+3H 2O=Al 2O 3+6[H] 火焰炉燃烧时发反应： C m H n +O 2 CO+CO 2+H 2O 6 熔体中氢的平衡溶解度： S=K 2H P
7 影响熔体含气量的因素： 1) 合金元素影响： V MeO / V Me ＞ 1 ＜ 1 = 1 α 氧化铝膜密度3.47克/㎝3，致密，可防止继续氧化： γ 氧化铝膜表面疏松，存在φ50—100×10-10 m 的小孔，在熔炼温度下含有1—2%的水分； 在9000C 以上时，γ完全变成α氧化铝，密度增到3.97克/㎝3，体积收缩13%，氧化铝易被搅入铝液中。 2) 熔体温度影响： 3) 熔体停留时间影响： 4) 空气湿度影响： 8 熔化时的造渣反应： 有关化学元素的氧化物生成自由能
几种氧化物和熔融铝可能发生的化学反应式： 3SiO 2 + 4Al = 2Al 2 O 3 + 3Si 3FeO + 2Al = Al 2 O 3 + 3Fe Cr 2O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si 9 电解铝液的情况： 温度高：900——9300C 炉内停留时间长：24小时以上 含气量高，氧化夹渣多，结晶核心钝化 10 调成分调温： 1）加入废料、中间合金、铝锭； 2）加入铜、锌等其他金属 3）加入镁和其他添加剂； 4）快速升温 5) 取样分析 11 精炼： 基本原理： 1）吸附净化：依靠精炼剂产生的吸附作用达到去氧化夹杂和气体的目的。Ⅰ惰性气体吹洗： Ⅱ活性气体（氯气）吹洗： Cl 2 + 2H = 2HCl↑ 3Cl 2 + 2Al = 2AlCl 3 ↑ Ⅲ混合气体（惰性气体 + 氯气、惰性气体 + 氯气 + 一氧化碳）吹洗刷： 2Al 2O 3 +6Cl 2 = 4AlCl 3 + 3O 2 3O 2 + 6CO = 6CO 2 Ⅳ熔剂法：
汽车用5182铝合金双辊连续铸轧温度场模拟
汽车用5182铝合金双辊连续铸轧温度场模拟 黄旭 【摘要】采用有限体积法，建立了5182铝合金板材的双辊连续铸轧过程的铸轧 区模型。通过输出水口入口中心与板材出口中心连线上的等距离点的温度值来表述温度场分布，并分析形成原因。文章考察了不同工况下影响铸轧连续性及成材性的重要因素：板材出口温度和液穴深度。综合分析后得出不同工况下的最佳工艺参数。【期刊名称】《制造业自动化》 【年(卷),期】2015(000)012 【总页数】3页(P101-103) 【关键词】双辊连续铸轧;5182铝合金;有限体积法;数值模拟 【作者】黄旭 【作者单位】辽宁机电职业技术学院，丹东 118000 【正文语种】中文 【中图分类】TG249.7 0 引言 根据中国汽车协会报告显示，2015年1月汽车产销分别完成228.70万辆和231.96万辆，比上年同期分别增长11.5%和7.6%。随着汽车产量与销量的增长，带来的环境污染问题成为人们必须正视的问题。5182铝合金因其良好的成形性能、耐蚀性能及机械性能成为汽车板材的目标材料。目前生产5182铝合金板带材主要
以热轧生产为主，降低生产成本，保证生产质量是生产厂商所追求的目标[1,2]。 双辊连续铸轧工艺（Twin-roll Continuous Casting Process）因其流程短、效率高、能耗低成为铝合金板材生产的重要工艺，而热带、裂纹、缩孔等缺陷一直存在于双辊铸轧工艺所生产的板带材中，可见铸轧工艺参数对板材生产质量起着至关重要的作用[3～5]。对铸轧区的凝固过程进行研究可找出板带材生产缺陷的原因，并能够优化工艺参数，避免缺陷产生。本文以5182铝合金为材料，对铸轧过程进行建模，通过ANSYS软件，研究不同浇注温度、冷却条件及铸轧速度对铸轧区温度场分布的影响，并讨论形成原因，最终获得优化工艺参数。 图1 双辊连续铸轧过程 1 数学建模 1.1 求解方程 整个双辊连续铸轧过程（如图1所示）虽为金属液由流槽进入水口，并经水口流 入铸轧区后铸轧成板，但过程的核心部分就是铸轧区内金属流动及凝固过程。所谓铸轧区，即由水口出口端到两轧辊中心线连续的距离，该区域由上下两个反向转动的轧辊和防止金属液向两侧无限制流淌的侧封组成。铸轧区内金属流动及凝固过程涉及传热学、流体力学等学科知识，可由能量方程、流体动力学方程及连续性方程描述。 其中能量方程如式(1)所示，该方程为直角坐标系下的传热方程。 式中T为温度，τ为铸轧时间，ux、uy和uz分别为x、y和z方向上的速度分量，α为导热系数。 流体动力学方程本实验采用Navier-Stokes方程，其在直角坐标系下如式(2)～式(4)所示。
铸轧
铝及铝合金基本知识介绍 1.1铝的性质 （1）密度小：密度范围在2.63-2.85g/cm3之间，一般计算时取2.7g/cm3； （2）导电性和导热性好； （3）化学性比较活泼：主要由于铝的晶体结构为面心立方结构； （4）塑性和延伸性好，具有良好的加工性能。 1.2铝合金的分类 铝合金分为以下几种： 1.3变形铝合金牌号表示方法 采用国际四位数表示方法： 第一位数：表示合金系； 第二位数：在纯铝中表示受控杂质的个数；在铝合金中表示对原合金改进的次数；
第三、四位数：在1×××中表示Al 含量百分小数点后的最低含量；在其他系列中无特殊意义，只是为了相互区别。例如：1100合金其中“00”表示铝的含量为99.00%，1235合金其中“35”表示铝的含量为99.35%。 熔炼部分 熔炼目的：获得化学成分，温度符合要求，纯洁度高的熔体。 1.1 熔炼的设备 熔炼的设备分为熔炼炉和保温炉（或称静置炉），蓄热式烧嘴熔炼炉如下图： 我公司的熔炼炉采用是燃油火焰反射炉（０＃轻柴油），现有铸轧炉组是“黑格慕林”提供的双通道热交换（雾化空气）反射炉。炉组容量为：熔炼炉25吨，静置炉30吨。 1.2 熔炼炉内气氛 熔炼炉内气氛：指熔炼炉内的气体组成。熔炼时炉内气氛包括空气、燃烧物及燃烧产物。 炉内气氛随熔炼炉型及结构所用燃料的不同而含有不比例的H 2、Q 2、H 2O 、CO 2、CO 、N 2、SO 2、及碳氢化合物。 熔炼炉示意图
燃油反射炉内气体：氧、二氧化碳、一氧化碳、氢水蒸气，溶解在铝合金熔体中最主要的气体是氢，铝合金在熔炼过程中易吸气（超温更为严重）和氧化，从而使铝熔体中含有大量的夹杂物。造成炉气不稳定和燃烧状态不同，炉内有大量的H2O，主要来源：炉料燃料中吸附水分（空气，燃油），此外炉气中水蒸汽含量还与环境的湿度有关，湿度越大，炉气中水蒸汽含量越多。 根据铸轧实际生产情况：氢的溶解是在铝液中最易溶解的气体，其含量在所溶解的气体占90％。氢是造成铸轧及下道工序产生气孔，疏松板带，起皮的重要原因（铝合金在熔炼过程中易吸氢和氧化从而使铝熔体中含有大量的夹杂物）。减少氢含量的措施：（1）减少炉料含水量。（2）控制炉气性质（不超温，炉前准备）。（3）采用覆盖剂覆盖。（4）彻底精炼除气。 常用有覆盖剂、精炼剂、清炉剂、打渣剂。覆盖剂是碱土金属氯化物。作用：（表面张力小，润湿性好）覆盖隔离铝液，减少铝液吸气和烧损。精炼剂（氟化物）作用：吸附溶解的AL2O3等夹渣，便于渣铝分离，增大净化效果（精炼，过滤）。 1.3熔炼工艺流程 熔炼工艺流程如下： 熔炼炉的准备（烘炉、洗炉、清炉）—备料—投料—熔化（点火-停火）—（搅拌）—预分析—配料—搅拌—精炼—扒渣—转炉 （1）熔炼炉准备 烘炉：新、中、大修后，炉子都要按烘炉制度进行烘炉，以驱赶潮气；清炉：将炉内残留渣彻底清出炉外以保证炉膛清洁。 洗炉：将残留在熔池里的不合格成分金属和炉渣清除干净以免污染其它合金。 清炉：将炉内残留渣彻底清出炉外以保证炉膛清洁。在熔炼过程中出现炉渣，经过扒渣后，还会吸附在炉底和炉壁上。日积月累后占据了炉子大量地方，导致投料量的减少，大量的炉渣污染Al熔体，提高了柴油烧损能力(最不可取)，加大各种有害气体存在的可能，所以必须清炉。清炉分为冷清炉和热清炉两种。 （2）备料 根据工艺要求，将纯铝锭、废料、再生锭等（或电解铝水）准备在料斗（或真空包）中。
双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织模拟及验证
双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织模拟及验证 陈守东;陈敬超;吕连灏 【摘要】Based on the solidification of twin-roll continuous casting thin strip, the analytical model of heterogeneous nucleation, the a-mended growth of tip and columnar dendrity transformation to equiaxis dendrity (CET) of twin-roll continuous casting thin strip solidification are established by means of the principle of metal solidification and based on the cellular automaton, the emulational model of twin-roll continuous casting thin strip solidification is established. Simulated results showed that the grain growth in random preferential growth directions can be described by the model reasonably, and the simulated results were coincident with actual phenomena. Meanwhile has confirmed the mathematical simulation feasibility by using the solidification process of twin-roll continuous casting aluminum thin strip.%以双辊连续铸轧薄带工艺凝固过程为基础,同时基于金属凝固的基本原理建立了双辊连铸薄带凝固过程的异质形核模型、修正的枝晶尖端生长动力学模型、柱状晶向等轴晶转变(CET)的解析模型以及基于元胞自动机(CA)的双辊连续铸轧薄带凝固组织演变的仿真模型.数值模拟结果表明,所建立的数学模型能够合理描述t粒沿任意角度生长的过程,温度场、溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理,同时利用双辊薄带连续铸轧工业纯铝凝固过程验证了数学模拟的可行性. 【期刊名称】《航空材料学报》 【年(卷),期】2012(032)003
铸轧侧封板的工艺和结构设计
铸轧侧封板的工艺和结构设计 侧封板在铸轧领域的重要地位 当今世界，钢铁工业的竞争越来越激烈，各国钢铁企业正在寻求技术创新的道路来增强自己的竞争力，使在激烈的竞争中处于不败之地。 近几年来世界各国钢铁企业投入大量的人力物力联手开发研究双辊铸轧薄带钢工艺，已经成为各国钢铁企业技术创新的重要组成部分。但是双辊铸轧薄带钢工艺向工业化生产发展中还存在一些技术难题，例如钢水的布流技术，侧封技术，铸带的表面质量等，而这些技术难题中，侧封技术是最关键的技术。在双辊铸轧薄带钢工艺中，钢水浇入由两个水冷辊和两个侧封板组成的熔池直接铸轧出薄带，侧封是否严密封住钢水和侧封的材质和结构的稳定性和铸带的质量。 侧封效果的好坏直接决定铸轧过程的成败。在双辊铸轧薄带钢中，要求侧封板保持良好的密封性，由于轧辊的旋转，侧封板和铸辊端部之间存在摩擦，造成侧封板的磨损，使得轧辊和侧封板之间产生缝隙，钢水进入缝隙在侧封板处产生冷块或漏钢；当凝固壳进入辊缝时，在轧制力的作用下产生宽展，铸带对侧封板产生划伤，严重影响侧封板的密封性；侧封板和钢水直接接触，钢水对侧封板的侵蚀是影响侧封板寿命的主要因素，同时侧封板在热应力和压紧力的作用下产生破碎，缩短了侧封板的使用寿命。由于侧封效果不良造成铸轧过程不稳和铸带产生缺陷，这些都是侧封技术研究中面临的问题。 2.2 侧封板 2.2.1 侧封板的两种结构 侧封板的结构分为两种，一种是整体式的，一种是组合式的，两种结构实物图如1.2图所示： 两种结构各有优缺点，采用整体式的优点是侧封板可以采用加热炉加热，预热温度比较理想，在实际操作中，侧封板的安装和调试比较便捷，侧封板的密封效果比较理想，铸轧生产的铸带边部质量比较好。但是，采用整体式侧封板还存在不可避免的缺点：在
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 多个进程（如凝固与成形）的综合化，称短流程化，如喷射成形技术、半固态加工技术和持续铸轧技术等。打破传统的材料成形与加工模式，缩短生产工艺流程，简化工艺环节，实现近终形、短流程的持续化生产，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，尽可能减少变形量或后续加工环节，由金属熔体直接取得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式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、用工多的加工进程。例如，半固态成形、持续铸轧和持续铸挤等是将凝固与成形两个进程合而为一，实行精准控制，形成以节能、降耗、高效和优质为主要特征的新技术和新工艺。 1半固态成型 金属材料的半固态成型是在半液半固的两相状态下进行的，所以与全液体成型或全固体成型相较，具有许多长处。首先，在凝固进程中有固液两相，同时存在的合金系都可进行半固态成型。半固态材料浆的粘度比熔融金属的粘度高得多，因此成型时可形成层流，也能更均匀地填充模型。 金属浆的成型温度较低，与常规铸造工艺相较：可节约35%左右的能源；可以延长模型寿命；凝固时间较短；可缩短生产周期；由于有固体存在和温度较低，零件在模内的收缩较小。用金属浆生产的零件内的宏观气孔与显微疏松比常规铸件中的少得多。半固态材料填充模型时，材料前端呈层流充满型腔，比熔融金属的流动平稳得多，不会卷入气体。半固态成型零件的尺寸可与成品零件的相等或几乎相等，极大地减少了机械加工量与切削量，既节约了材料，又可以生产形状复杂的零件或难于加工的薄壁零件。
半固态模锻件与压铸件表面平整滑腻，内部组织致密，晶粒细小，力学性能高。 2近终形轧制技术 (1)热连轧技术 热连轧技术是将均热后的坯锭同时在几个机架中产生塑形变形的持续轧制进程。与单机架轧制相较较，热连轧技术具有工艺流程短，生产率高，产品质量高和生产本钱低等长处。 热连轧工艺虽然取得了较为普遍的应用，可是该工艺将熔体的熔铸和成形加工分为两个独立的环节，金属熔体往往先制备成大的坯锭，然后再进行均热后进行热轧成形，能耗增加。而且需要锯头、铣面、预热或均匀化，工艺流程较长，原始投资本钱也较高。 在热连轧技术中，热轧坯锭的质量对产品的工艺性能和最终质量影响很大。而目前的轧制供坯中，铸锭内部的质量仍然较差，成份、组织不均匀，仍然存在偏析、晶粒粗大、缩孔、裂纹和夹渣等铸造缺点，这些缺点的存在对加工进程和产品的质量影响极大，造成了大量废品。造成铝材成品率不高。因此，提高热轧铸坯的质量是轧制控制的关键环节之一，这客观上对坯锭的熔铸进程提出了更高的要求，如采用新型的熔处置技术、处置工艺和铸造技术等。 (2)双辊式持续铸轧工艺 双辊式持续铸轧工艺是指液态金属直接在两旋转辊间结晶，并经受必然的热变形而取得板带坯料的生产方式。与热连轧不同，该方式在铸轧的同时直接完成铸造和热轧进程，将坯锭的制备和成形进程合而为一，不需要铸锭锯切、铣面、加热等工序，缩短了工艺流程，几何损失和工艺废品少、成品率高，设备减少，占地面积少，投资
铝合金铸轧工艺研究
铝合金铸轧工艺研究 作者：张海平 来源：《科学导报·学术》2020年第41期 摘; 要：铝合金是一种性能非常优异的材料，在诸多领域得到广泛应用。铸轧是铝合金生产中的重要工艺，对该工艺加以了解和掌握，有助于提高铝合金的生产效率及质量。文章从铝合金及铸轧的特点分析入手，在此基础上，论述了铝合金铸轧工艺的操作要点。 关键词：铝合金;铸轧;工艺 1铝合金及铸轧的特点 铝合金是一种以铝作为基材，添加其他金属元素形成的合金，归属于轻金属材料的范畴。铝合金的比强度和比刚度较高，具有良好的铸造性、塑性、导电和导热等性能，耐腐蚀，可焊接，应用领域非常广泛。铸轧通常是指无锭轧制，也被称之为连续铸轧，是液态金属直接轧制成型的工艺。该工艺在铝合金生产中的应用较为广泛，节能是铸轧工艺较为突出的特点，通过铸轧生产铝带可以降低30-50%左右的能耗，节能效果非常显著。 2铝合金铸轧工艺的操作要点 2.1铸轧参数 2.1.1优选机型 铝合金铸轧工艺中，铸轧机的选择较为重要，直接关系到生产效率和质量。目前，常用的铸轧机有以下两种形式，一种是水平式，另一种是倾斜式，前者的牌坊架与水平方向相垂直，后者的牌坊架与垂直方向成15°角[1]。倾斜式铸轧机能够对前箱液位进行有效地控制，铸嘴的结构更加简单，上下辊热传导的均匀性更好。因此，在铝合金铸轧中，可将倾斜式铸轧机作为首选。 2.1.2工艺参数 铝合金铸轧中，工艺参数的确定是关键环节，若是某个参数设置的不合理，则会对铸轧效率和质量造成影响。因此，必须确保所有工艺参数的合理性。 ①铸轧区长度。铸轧区具体是指铸嘴与上下辊中心线之间的距离，铝合金的铸轧过程在该区域内完成。可以将铸轧区细分为三个区域，即冷却区、铸造区和变形区。决定铸轧区长度的因素包括轧辊直径、冷却条件、加工变形率。正常情况下，轧辊的直径与铸轧区长度成正比，即直径越大、长度越长;当铸轧区的长度比较长时，所需传递的热量会随之增多，因轧辊内冷
双辊薄带下不锈钢铸轧过程的耦合数值模拟
双辊薄带下不锈钢铸轧过程的耦合数值模拟 苗雨川;邸洪双;张晓明;鲍培玮;王国栋;刘相华 【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2000(021)005 【摘要】采用有限元法模拟了双辊铸轧不锈钢过程的流热耦合问题;分析了铸轧速度对熔池内流场、温度场的影响以及流场与温度场之间的相互影响;给出了凝固过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及随铸轧速度的变化规律,并把此模拟的结果与试验的结果相比较,吻合较好;通过熔池内温度场及温度梯度分析了熔池内凝固的发展及其对热流密度变化的影响.此模拟结果可以为控制铸轧过程的稳定提供有效的数据. 【总页数】3页(P551-553) 【作者】苗雨川;邸洪双;张晓明;鲍培玮;王国栋;刘相华 【作者单位】东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁,沈阳,110006 【正文语种】中文 【中图分类】TF777.7
【相关文献】 1.双辊薄带铸轧数值模拟研究现状及展望 [J], 许志强;孟哲儒;杜凤山;陈龙 2.双辊薄带铸轧熔池流热耦合的三维数值仿真 [J], 侯晓东;朱光明;刘志良 3.双辊薄带钢铸轧过程的流场温度场耦合数值模拟 [J], 苗雨川;邸洪双;张晓明;鲍培玮;王国栋;刘相华 4.不锈钢薄带液态铸轧过程的数值模拟 [J], 苗雨川;邸洪双;张晓明;王国栋;刘相华 5.双辊薄带铸轧过程钢液过热度控制研究 [J], 朱光明 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
Cu／Al双辊异温铸轧复合界面局部熔合机理
Cu／Al双辊异温铸轧复合界面局部熔合机理 黄华贵;刘文文;叶丽芬;杜凤山 【摘要】以传统双辊铸轧工艺为基础，采用金属熔体触辊凝固制备Cu、Al带坯并轧制复合，利用高温Cu带与Al带强压接触传热及其产生的Al带表面浅层熔化现象，提出一种基于界面“局部熔合”的Cu／Al双辊异温铸轧复合工艺。利用非线性热－力耦合有限元方法，数值模拟分析了Cu带和Al带初始温度Tc和Ta、层厚比K、压下率ε对Cu／Al复合界面接触换热与温度分布的影响规律，给出了实现界面“局部熔合”的工艺条件。在自制的物理模拟装置上进行Cu／Al异温压力复合实验，并通过界面的SEM、EDS分析，验证了Cu／Al界面“局部熔合”的工艺条件，揭示了Cu⁃Al二元合金反应扩散是“局部熔合”作用下Cu／Al界面冶金结合的主要机制。%Baded on the traditional twin⁃roll casting and rolling process, we propose a new technology to fabricate Cu/Al layered strips based on local fusion of the contact bonding interface. First, component strips of Cu and Al were produced by pouring liquid metal onto the roller surface, and then feeding them both into the roll bite. We found a melting phenomenon on the skin layer of the Al strip, caused by heat conduction between the Cu and Al strips at high temperature and contact pressure in the rolling deformation zone. Through a numerical simulation u⁃sing the nonlinear thermal⁃mechanical coupled finite element method, we investigate the influence of the initial tem⁃perature of the Cu and Al strips Tc , Ta , the thickness ratios K, the reduction ε on the contact heat transfer, and the distribution of the bonding interface temperature, and present the process conditions necessary for achieving lo⁃cal fusion at
铸轧工艺参数对铸轧板中心层偏析的影响
铸轧工艺参数对铸轧板中心层偏析的影 响 摘要：借助金相显微镜研究了铸轧速度和铸轧区长度对铸轧板中心层偏析程度的影响。结果表明：在一定工艺参数范围内，铸轧速度越大，中心层偏析尺寸就越大；铸轧区长度越大，中心层偏析程度越严重。 铸轧板坯是铝液在铝熔体静压力作用下，由双辊侧面进入相对旋转的水冷辊 缝中迅速冷凝成坯，并被咬入而受到少量变形成一定厚度的板坯。铸轧板材的内 部质量在很大程度上取决于它的凝固组织，即板坯的显微组织。双辊铸轧的快速 凝固技术能够产生非常细密的枝晶组织，使铸轧板的均匀性有了很大改善，但铸 轧板仍然呈现出宏观偏析和微观偏析。微观偏析是由树枝晶凝固产生的，尺寸只 有几微米，对材料性能影响不大。但宏观偏析大多数出现在铸轧板的中心，也称 为中心层偏析，很难通过均匀化退火来改善，对材料后续的加工是突出的一个质 量问题。中心层偏析产生的原因是：在轧辊压力下，富集合金元素的液态铝沿枝 晶间隙，从较冷区挤到中部较热区（即孔道效应），全部凝固后在中部形成共晶，局部还可能出现过共晶。本次实验在铸轧工艺方面进行调整，探究铸轧速度和铸 轧区长度对铸轧板中心层偏析程度的影响。 1. 实验方法 在水平式铸轧机φ680mm*1600mm进行了在线试验，对工艺参数调整后得到 铸轧板坯进行金相组织分析，样品制备实验制样参照GB/T246.1-2000《变形铝及 铝合金制品显微组织检验方法》对试样进行金相组织观察，制备流程如下： 0.19mm-镶嵌-粗磨（120-400号砂纸）-精磨（800-2000号砂纸）-机械抛光-电 解抛光-腐蚀-观察，其中电解抛光采用的高氯酸+无水乙醇按照1:4比例进行配比，电解电压15v，电流100mA，时间30s，腐蚀液是HF溶液，按照HF：蒸馏水 =10ml:190ml体积比进行配比，腐蚀时间15s。
双辊式铝带连续铸轧机(送审稿)编制说明
《双辊式铝带连续铸轧机》（送审稿）编制说明 1 工作简况（包括任务来源、起草单位、协作单位、主要工作过程） 1.1 任务来源 根据全国有色金属标准化技术委员会2006第38号《关于编制2007年有色金属行业标准项目计划的通知》，双辊倾斜式铝板连续铸轧机的行业标准由华北铝业有限公司、涿神公司负责修订。任务完成时间为2007～2008。 1.2 起草单位情况 涿神有色金属加工专用设备有限公司(简称涿神公司)是由中国华北铝业有限公司和日本国(株)神户制钢所、神钢商事株式会社三方联合投资，于1984年7月在中国河北省涿州市成立的中外合资企业,是具有现代化水平的集设计、制造、安装、调试和售后服务于一体的全新型设备工程公司。公司的五大优势是：有中日合资企业所拥有的先进技术、管理经验；有完备的研发设计、加工制造、现场组装、安装调试和售后服务手段；有华北铝业的铝加工工艺技术作为后盾；有香港品质保证局的ISO9001-2000质量体系认证；有生产200多台套有色加工设备的辉煌业绩。凭借上述优势，涿神公司有能力向客户提供优质的产品和服务。 公司能够独立承揽具有国际水平的铝连续铸轧机、铝热轧机、铝冷轧机、铝箔轧机、铝箔剪切机、铝箔立式分卷机、铝箔卧式分卷机、铝板带横切机、铝板带纵切机、铝板带拉弯矫直机、亲水箔生产线、铜带水平拉铸机、铜带线外铣面机、铜带箔拉弯矫直机等有色加工专用设备以及钢板材、线材轧制设备的设计、制造、安装、调试等工程。至今公司已生产有色加工设备及其它机械设备200多台套,产品不仅销售国内客户，而且还销售到美国、日本、韩国、泰国、印度尼西亚、南非、印度等国家，产品质量受到客户的广泛好评，公司开发研制的设备多次填补了中国有色加工设备的空白。 1.3 主要工作过程和工作内容 本标准是在YS/T 5-91《双辊倾斜式铝板连续铸轧机》的基础上修订的，原标准1991年发布，至今已有十几的时间，在这期间，铸轧机的设备制造水平及铸轧工艺水平获得了长足发展，铸轧机的规格由原来的小规格单一化向大规格多样化发展。 根据华北铝业有限公司2007年12月召开的技术标准工作会议精神，涿神公司组建了双辊倾斜式铝板连续铸轧机标准修订小组，主要成员为涿神公司设计开发部技术人员、华北铝业有限公司技质部、铸轧事业部技术人员。编制组主要进行了如下工作： 1）确立《双辊倾斜式铝板连续铸轧机》行标修订遵循的基本原则； 2）查阅相关标准； 3）确定产品主要技术内容； 4）编写征求意见稿草案。 2008年4月底形成了修订草案稿。 2008年5月10形成了讨论稿，在景德镇标准会上进行了讨论，随后在2008年7月对标准内容进行了完善，并征求了中色科技股份公司意见，形成了标准的预审稿，在张家界标准会上进行了预审。根据预审会意见，涿神公司、华北铝业对标准的内容、格式、编制说明等进行了全面的梳理和完善，形成了送审稿，并在2008年12月上旬挂网公示，同时提交12月中旬北京标准会进行最终审定。 2 标准的修订原则与标准的主要内容 2.1 修订原则 2.1.1 本标准编制过程中，积极向国内标准靠拢，做到标准的先进性。 2.1.2 根据国内铝加工企业具体状况和对铸轧机的要求，力求做到标准的合理性与实用性。 2.1.3 完全按照有色加工产品标准和行业标准编写示例的要求进行格式和结构编写。 2.2 修订的主要内容 2.2.1产品名称 随着国内铝加工行业的发展,铝带连续铸轧机在型式上由单一的倾斜式发展为倾斜式与水平式，故将标准名称由《双辊倾斜式铝板连续铸轧机》修订为《双辊式铝带连续铸轧机》。 2.2.2产品的分类 近年来双辊式铝带连续铸轧机的发展很快，铸轧机型式、辊缝调节方式、驱动方式都有
双辊连续铸轧机铸轧辊铜辊套(1)
双辊连续铸轧机铸轧辊铜辊套(1) 李宪珠;朱铭熙;王祝堂 【摘要】双辊式铝带坯连续铸轧机的辊套一般是用钢材制成的.由于铜合金的热导率比钢的高很多,多年来国外冶金工程师试图用铜合金加工成辊套,然而因铜合金的强度低使研发工作未能获得希望的结果.德国凯美公司(KME)通过科技攻关,于21世纪初推出铜合金辊套,并在铝铸轧生产中获得实际应用,取得了良好的效果.全文分为两部分刊出,第一部分简要介绍铝铸轧工艺流程及铸轧辊结构和材质,铜合金辊套的研发情况;介绍凯美公司研发的铜合金辊套以及用于制造辊套的Cu-Co-Be合金的成分和性能. 【期刊名称】《轻合金加工技术》 【年(卷),期】2012(040)004 【总页数】5页(P6-10) 【关键词】铝带坯铸轧机;Cu-Co-Be合金;铜合金辊套;导热率 【作者】李宪珠;朱铭熙;王祝堂 【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;中国有色金属加工工业协会,北京100814 【正文语种】中文 【中图分类】TG249.8 当前，全世界生产双辊式铝带坯连续铸轧机的主要企业有:意大利的法塔亨特集团
(FATA Hunter);法国的诺威力·普基工程公司(Novelis PAE)，生产JUMBO 3C®及3CM®铸轧机;中国的一些企业，如中日合资(华北铝业有限公司与日本神户钢铁公司)的涿神公司、上海捷如机电重工有限公司、上海天重重型机器有限公司、中色 科技工程技术公司、杭州鼎瑞机械制造有限公司、宏业科技有限公司等8家企业。截止到2010年年底，全球保有在生产的双辊式铝带坯连续铸轧机约1 060台，其中中国拥有约520台，占世界总量的49.1%。不过，中国铸轧机的平均生产能力 只有8.5 kt/a，而国外的约11.5 kt/a，因为中国铸轧机多为中、小型的，为总量 的60%。同时装机水平也相对低一些。 1 铸轧工艺流程及铸轧辊套 铝带坯连续铸轧省去了铸锭、热轧，生产成本降低;设备简单、占地少、投资低、 建设周期短;工艺简单，维护方便，这是他的主要优点。但是，也有一些不足之处，如铸轧速度慢、生产能力低，6×××系、2×××系、7×××系、部分5×××系及 8×××系合金还不能生产，即可生产的合金品种仅占20%左右，但是可生产的板 带材量却占总量的75%以上，不能生产的有下述合金系板带材、厚板、CTP基板、罐体料(can body stock)、电解电容箔带坯等等。实际上不但厚板(大于6 mm)不能生产，就是大于2 mm的板材也不能生产。 1.1 铸轧工艺流程 铸轧工艺流程示于图1，铝熔体经“四化处理”(合金化、成分与温度均匀化、净化、晶粒细化剂添加)，由供料嘴输送至两辊缝间，连续铸轧成带坯，切去头部卷 成冷轧带坯卷。 图1 铸轧生产工艺流程图Fig.1 Technological process chart of continuous casting production 1.2 铸轧区 铸轧区由固相区、固溶区和液相区组成(L=L1+L2+L3)，是指两辊中心连线至铸嘴
铸轧技师培训资料
铸轧技师培训教材 一、熔体在线处理 无论是熔剂除渣还是其他精炼法，都不能将悬浮于熔体的氧化夹杂颗粒分离干净，特别是悬浮的氧化铝夹杂，更难于除净。而且在铝液转注过程中不可避免地重新氧化吸气。因此，为了进一步提高净化处理的效果和保证铝液质量的稳定可靠必须采用在线处理的方法除去熔体中的氢及夹杂物。与炉内处理相比,在线处理具有净化效果好,熔体不受二次污染,劳动强度低,无公害,同连续铸轧相配合可以实现铸轧生产的连续化、自动化。在线处理方法很多,按其主要作用可分为以除气为主的,以除渣为主的,除气除渣兼有的等。过滤是让熔体通过中性或活性材料制成的过滤器，熔体中悬浮的夹杂物受到过滤器的机械阻隔或与过滤材料发生化学作用，从而使夹杂物从熔体中除去。主要有以下几种形式： 1、网状过滤 这种方法是让熔体通过网状的过滤器，进行过滤、分离。 这种过滤器通常是用玻璃丝布或耐热金属丝网制成的，安装在铸造前的流道上,靠机械阻挡作用分离较大颗粒的夹杂物。这种过滤网结构简单,制造方便,成本低,适应性强。但过滤效果不稳定,只能过滤掉那些尺寸比网格大的夹杂物。网格越小，过滤效果就越好。网格尺寸一般不能小0.5×0.5平方毫米。此法只适用于对熔体的质量要求不高的铸锭生产。 2、球状填充床过滤 采用能耐铝熔体浸蚀的松散固体颗粒填充床（如熔剂块、氧化铝球、陶瓷球等）作过滤介质，起阻挡作用，滤掉较粗的杂质颗粒。常与气体精炼装置配合，可以达到连续去气除渣的目的。缺点是装置笨重，占地面积大，过程中要加热保温，同时易产生“沟流”现象。 3、刚玉微孔管过滤 刚玉微孔管是采用87％刚玉及13％玻璃粉，加入适量桃胶，经冲压成型、低温烘干、高温（1300～1350℃）焙烧而成。使用刚玉微孔管过滤，效果好，能大大提高熔体纯洁度，操作方便。刚玉微孔管也易于制造，使用寿命长。 4、陶瓷泡沫过滤 陶瓷泡沫过滤器是近年发展起来的新型过滤材料。一般制成50mm厚，长宽约为200～600mm的过滤片，孔隙度一般为15～60ppi。其作用是用于除去铝合金中的氧化物和非金属颗粒，过滤片设置于静置炉与铸轧机之间，SNIF炉之后的流槽系统中。当铝液通过过滤片的通道时，夹杂物受到重力、阻滞、吸附等综合作用而被孔隙吸附、阻挡、捕捉。过滤片的过滤精度与厚度与孔隙度大小等有关。它的特点是使用方便，过滤效果好，过滤时不需很高的压头，熔体通过的初始位差仅需100～150mm,正常使用过程中只需2～10mm的位差。 5、SNIF熔体净化法 SNIF即旋转喷咀惰性气体浮选法,是美国联合碳化物公司研制成功的。净化气体经旋转喷咀喷出后被高速旋转的叶轮打碎成无数微小气泡均匀分布在熔体中,从而扩大了气-液接触面。微小气泡在熔体中旋转上升,有效地延长了气泡在熔体中的停留时间。同时旋转喷咀的强烈搅拌作用在气液两相间加速了气液界面间的更新，有力地改善了传质条件，强化了扩散过程，使小气泡能充分发挥其作用。
一种双辊铸轧带钢机的铸轧带钢的引出方法及引出装置
（19）中华人民共和国国家知识产权局 （12）发明专利申请 （10）申请公布号 CN101259488A （43）申请公布日 2008.09.10（21）申请号CN200810023645.1 （22）申请日2008.04.14 （71）申请人戚建明 地址211600 江苏省淮安市金湖县黎城镇九里村江苏金湖瑞时特钢制品科技有限公司（72）发明人张玉良;郑楠庆 （74）专利代理机构淮安市科翔专利商标事务所 代理人韩晓斌 （51）Int.CI B21B39/16; B21B1/46; 权利要求说明书说明书幅图 （54）发明名称 一种双辊铸轧带钢机的铸轧带钢的引出方法及引出装置 （57）摘要 本发明公开了一种双辊铸轧带钢机的铸轧 带钢的引出方法及引出装置，首先，引带的一端 伸入两铸轧辊间；其次，引带的另一端经滚道穿 过夹轮；最后，引带尾端绕制在引带卷取机上； 本发明的引出装置包括引带(2)、尾带(3)、滚道 (4)、夹轮(5)和引带卷取机(7)，在铸轧辊(1)的 下方安装滚道(4)，滚道(4)上安装一组夹轮(5)，
在夹轮(5)的后端安装引带卷取机(7)。本发明的 方法和装置简单，结晶均匀，一开始就形成完整 带钢，防止碎钢片的产生，并且引导带钢到滚道 上让带钢在滚道中向前进，保证产品质量，提高 生产效率。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2008-09-10公开公开 2008-10-29实质审查的生效实质审查的生效 2010-08-04发明专利申请公布后的视为撤 回 发明专利申请公布后的视为撤 回
权利要求说明书 一种双辊铸轧带钢机的铸轧带钢的引出方法及引出装置的权利要求说明书内容是....请下载后查看