铝带坯连铸连轧工艺
2019-01-15 09:51:37
铝带坯连铸连轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺，其基本流程为：铝锭→熔炼炉→静置炉→除气→过滤→铸嘴→轧机→中间机组→卷取机。
其特点是将熔融的铝液铸轧成6-10mm厚，650-1400mm宽的板坯并收卷，然后直接送冷轧机精轧，这样在铝板带材的生产过程中，省略了铸锭、加热、热轧、开坯等工艺，不但缩短了铝板带材生产的工艺流程，大大减少了工程建设资金，还减少了生产过程中的金属烧损，节约能源，同时又能方便地实现铝板带材的连续生产。
其用于将铝及铝合金的冷轧带卷,通过该机组的开卷切头,切边,接头缝合,表面清洁,烘干,拉伸旁曲矫直,板面检查,卷取纠编工序,获得平整,干净,色泽均匀,外形整齐的卷状产品,适用于要求板石平整,无油脂,表面积水,涂漆涂层,装饰及复合等高质量产品的生产.
用于将热轧或冷轧后的铝及铝合金带板横向剪切或不同长度要求的板片关产品,机列由开卷,送料,切头展平,切边废边处理,辊式矫平,测量剪切,垛板等设备组成.
主要产品指标材料,铝及铝合金.
厚度:0.3-12mm(按厚度不同分档设计)
宽度:600-1560mm
剪切长度:500-4500mm
机列速度:90m/min
铝带坯连铸连轧工艺用途
2019-01-15 09:51:27
铝带坯连铸连轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺，其基本流程为：铝锭→熔炼炉→静置炉→除气→过滤→铸嘴→轧机→中间机组→卷取机。
其特点是将熔融的铝液铸轧成6-10mm厚，650-1400mm宽的板坯并收卷，然后直接送冷轧机精轧，这样在铝板带材的生产过程中，省略了铸锭、加热、热轧、开坯等工艺，不但缩短了铝板带材生产的工艺流程，大大减少了工程建设资金，还减少了生产过程中的金属烧损，节约能源，同时又能方便地实现铝板带材的连续生产。 其用于将铝及铝合金的冷轧带卷,通过该机组的开卷切头,切边,接头缝合,表面清洁,烘干,拉伸旁曲矫直,板面检查,卷取纠编工序,获得平整,干净,色泽均匀,外形整齐的卷状产品,适用于要求板石平整,无油脂,表面积水,涂漆涂层,装饰及复合等高质量产品的生产. 用于将热轧或冷轧后的铝及铝合金带板横向剪切或不同长度要求的板片关产品,机列由开卷,送料,切头展平,切边废边处理,辊式矫平,测量剪切,垛板等设备组成. 主要产品指标材料,铝及铝合金. 厚度:0.3-12mm(按厚度不同分档设计) 宽度:600-1560mm 剪切长度:500-4500mm 机列速度:90m/min。
铝带坯连铸连轧生产线简介
2019-01-14 13:50:25
铝带坯连铸连轧生产线由熔炼静置炉组、在线式铝熔体净化处理装置、晶粒细化剂添加机、黑兹莱特双带式连续铸造机、夹送（牵引）辊、单机架或多机架热（温）连轧机列、切边机、剪床、卷取机组成。截止到2004年底全世界有这类生产线14条，可生产的带坯宽度为300mm－2300mm，据称正在设计可生产带坯宽度达2500mm的铸造机。这种生产线可生产的铝合金带坯有：1XXX系合金，3XXX系合金，5052、5754、5349、5757、5049合金，6005、6061、6063合金，7072合金，8011、8079合金等。 黑兹莱特连续铸造机黑兹莱特双带式连续带坯铸造机是美国黑兹莱特带坯铸造公司（HazelettStrip－CastingCorpora－tion）靠前代带头人克拉伦斯·W·黑兹莱特（Clarence·W·Hazelett）发明的，现在的老板为第三代R·威廉·黑兹莱特（R·WilliamHazelett）。1947年开始研究开发双带式铸造机，1963年靠前台660mm铸造机在加拿大铝业公司（Alcan）的加拿大安大略省托威市（Tower）阿尔古兹公司（Algoods，Inc.）投产。 黑兹莱特连续铸造机主要部件为供流系统（熔体槽与密闭熔体供流器）、两条无端钢带（上带与下带）、两侧的边部挡块、传动系统（张力辊与挡辊、直接传动结构）、水冷与传热系统（喷水嘴、水槽与散热片等）、框架等。 钢带与边部挡块构成带坯铸模（结晶器）。钢带套于上下框架上，框架间距可以调整，调整边部挡块之间的距离就可以铸出不同宽度的带坯。框架内有诸多磁性支承辊，从钢带内侧对应地对其顶紧，张紧度可以调控，以保证钢带保持所要求的平直度偏差。 钢带由黑兹莱特公司专制的1.2mm厚的低碳带钢用钨极惰气保护电焊的，其铸造寿命约115h，成本约RMB18元／t。铸造羊须用Al2O3微粒对钢带打毛，打毛深度决定于所铸带坯合金种类，而后以等离子或火焰法喷涂一层MatrixTM涂层。 双带式连续铸造机有强大的水冷系统，对水质有严格要求，其PH＝6－8，应洁净，不得有油及其他可见的浮悬物，水的消耗量约15t／m·min。 从喷嘴高带射出的冷却水沿弧形挡块切向喷射到钢带上，均匀而快速地冷却钢带，使铝熔体高速（50℃／s－70℃／s）冷却。冷却水经过钢带支承辊上的环形槽沿弧形挡块流入集水器，通过排水管返回冷却水槽，如此循环冷却。在铸造过程中钢带不对凝固着的带坯施加压力，铸造前需将钢带预热到130℃左右，铸造时向钢带与熔体之间吹送保护气体氦，它有高的热导率。氦气不贵，是制氧企业的副产物。 铸嘴为有专利的陶瓷产品，商品名称为StreamTM带形陶瓷铸嘴，由氧化铝与硅石纤维混合物组成，真空压制成形，是一次性消耗品，铸嘴消耗在制造成本中约为RMB10元／t。 双带式连续铸造带坯的主要消耗材料与备件为钢带、MatrixTM喷涂粉、StreamTM陶瓷铸嘴，它们都由黑兹莱特公司提供，价格合理，因为它们的及时与按成本（加运费与报关费、关税等）价供应给用户是售后服务的主要内容之一。 铸造前，根据所生产带坯宽度与厚度调整边部挡块间距与钢带间距。开始铸造时应及时调控钢带移动带度，使其与熔体流量平衡，即熔体平面高度应处于凝固腔开口处。铸造速度为4－10m／min。供料嘴与钢带间隙为0.25mm左右，引带头应伸入到距铸嘴前缘约100mm处。 双带式铸造法熔体的冷却速度可高达50℃／s－70℃／s，比半连续铸造法（DC）的1℃／s－5℃／s高得多，因而带坯的晶体组织致密细小、枝晶间距小、合金元素固溶度大，使产品性能得到一定程度的提高。转换合金时如果铸嘴的使用期限尚未到期，可不必更换，继续使用，但以产生一定量的废料为代价。 带坯离开铸造机后，通过夹送（牵引）辊送入单机架温轧机或多机架连轧机列。夹送辊不对带坯施加轧制力，但有一定量的牵引力。 单机架或多机架温轧机 在双带式黑兹莱特铸造机之后可布置1台或多台温（热）轧机，可是2辊的，也可以是4辊的或混合型的，组成连铸连轧生产线。在目前运转的14条连铸轧生产线中，后置单机架四辊轧机的有2条，后置双机架四辊轧机的有5条，其余的6条各有3台四辊轧机，但加拿大铝业公司萨古赖（Saguenay）轧制厂的为混合型的，靠前台为二辊的，第二、三台为四辊的。自上世纪90年代以来建设的都是三机架的，中国将建的这条生产线也是三机架的。 连铸连轧生产线热轧机与铸锭热连轧生产线热轧机的结构完全相同，不再赘言，但在生产线的布置与轧制速度等方面还是有区别的。例如连铸连轧生产线温（热）轧机的轧制速度还不到铸锭热轧生产线相应轧机轧轧制速度仅约100m／min；连铸连轧生产线连轧机列各机架的间距比铸锭热轧生产线连轧机列的大；连铸连轧生产线有2台卷取机，同时设在地下。
我国光亮铜杆连铸连轧设备浅析
2019-01-25 10:19:13
20世纪80年代，随着世界有色金属冶炼铸造技术的发展，国内相继引进了多条光亮铜杆连铸连轧生产线。 目前，除少数生产线因管理和经营不善停产外，大部分都还在正常运转。连铸连轧生产技术的引进推动了我国铜线杆生产的发展和技术革新。但由于历史局限性，这些生产线产能普遍偏低，另外，在引进这些设备的同时，没有配套引进过程检测技术，致使生产的铜杆在性能、质量上波动较大。总的来说，这些生产线铸坯规格普遍偏小，总变形率小，致使产能上不去，能耗降不下来，产品质量也欠佳。 近年来，借着资产重组和异地搬迁的机会，这些生产线都得到了不同程度的改进和完善。从20世纪90年代开始，我国电线电缆行业迅速发展，铜线杆的需求急剧增长。据中国有色金属工业信息中心统计，1999年，我国圆铜杆的实际产量仅为40万吨，而消费量为65万吨左右，缺口大部分从国外进口。另外随着电磁线、通讯电缆及其他特种用途电线电缆的迅速发展，多线多模高速拉丝机的出现，对铜杆的要求越来越高。小规格铸坯生产的铜杆越来越不能满足要求。于是在20世纪末，我国又先后引进或搬迁改造了多条连铸连轧生产线。 这些生产线装备水平高，生产规模大，具有能耗低、工艺过程连续、计算机监控程度高、产品质量优良稳定等特点，代表着当今世界先进的“SCR”和“Contirod”光亮铜杆生产技术。同步引进的SpectroLabS大型多通道光谱分析仪、在线涡流探伤仪等设备，为保证生产优质低氧光亮铜杆提供了更加迅速、准确的检测手段。它们依赖先进的工艺装备、较高的生产效率、低能耗和优良的产品质量赢得了市场，取得了显著的经济效益，其产品不但满足了国内市场，而且还出口世界各地。 目前，我国铜杆的总加工能力已有280万～300万吨，是需求量的3倍左右。对现有生产线来讲，提高设备的使用率，提高产品质量，降低生产成本是在竞争中取得有利地位的根本保证。 国产连铸连轧生产装备自20世纪80年代我国建成自行设计、制造的第一条铜线杆连铸连轧生产线以来，至今已有10余条年产几万吨级的国产铜连铸连轧生产线投放市场。这些生产线设备投资较低，生产成本也大大降低。但由于行业的开发能力、技术设计力量还很薄弱，应用高新技术、在线检测手段也比较缺乏，设备制造的内在精度和外部质量与先进国家的技术水平还有相当差距。具体体现在以下几个方面：[next] 1、竖炉的制造和控制还不成熟，生产线多配套反射炉，各炉次成本和氧含量不均匀，即使是同一炉次，也很难保证成分和氧含量始终均一，连铸连轧工艺的质量稳定、性能均一和节能等特点很难得到充分体现。 2、缺乏在线质量检测与控制的装备和手段。 3、计算机过程监控技术还不完善。 4、缺少完备的辅助设备，再加上设备制造精度低，可靠性差。 5、单机产能偏低，规格效益得不到体现。 与引进生产线相比，目前国产生产线产品质量普遍偏低，主要面向低端市场。面对铜线杆后续加工对铜杆质量要求的不断提高，国外技术的不断进步，国内同行只有抓紧研制，迎头赶上，才能在未来的竞争中取得优势。 连铸连轧光亮铜杆的发展随着电气方面的不断发展，对铜导线的质量要求越来越高，为了获得优质的光亮铜杆，国内外设备制造厂家和铜线杆生产厂家均在生产工艺、装机水平、质量检测和管理方面作了大量工作，如增设自动化装置，提高对工艺过程的监控，改进设备并采用电脑管理，以提高质量，降低成本。 另外，SCR生产线还采用了以下新技术：采用双叉加料系统，不冲击炉壁，布料均匀，进一步提高炉子热效率（使炉子能耗降低10％）；铸机钢带采用双向张紧装置，提高钢带使用寿命。Contirod生产线液位自动控制采用更先进的EMLI电磁传感器，比传统的光学传感器更精确可靠；轧机分粗、中、精三组，中轧与精轧间设光电控制活套，实现无张力轧制，中轧与精轧间设冷却管，降低精轧温度，改善拉丝加工性能。 市场在发展，随着市场需求的增大，对铜杆质量要求的提高，以及全球电线电缆行业规模化、经济化生产的发展趋势，连铸连轧法在我国铜杆生产中的应用将会越来越广。
连轧管机
2019-03-18 11:00:17
连轧管机，英文缩写MPM（即Multi-Stand Pipe Mill的缩写）。连轧管机是无缝钢管生产中的重要设备。中国第一套限动芯棒连轧管机组，引进自意大利，于1992年在天津钢管集团股份有限公司投产。经技术改造，天津钢管集团的Φ250mm限动芯棒连轧管机组已经由设计年产能力50万吨，扩大到现在的年产能力100万吨。 连轧管机是在在浮动芯棒连轧管机的基础上发展起来的。限动芯棒连轧管机于20世纪60年代中期进行了工艺试验并获得了可喜的成果。1978年世界上第一套限动芯棒连轧管机在意大利达尔明钢管厂建成投产，将连轧管工艺发展到了一个新的水准；限动芯棒连轧管机在整个轧制过程中对芯棒的运行加以控制，使其以设定的恒定速度前进，轧制过程结束时，由脱管机将荒管与芯棒分离后，荒管被移送到下道工序进一步加工；芯棒则返回，拨出轧制线后，冷却、润滑后循环使用。MPM使得钢管壁厚偏差得到改善，工具、能耗有所降低，将连轧管机轧制钢管的最大外径由194mm扩大到426mm。 MPM一经问世，因其在技术、产量、质量、自动化和劳动生产率等诸方面的突出优势，引起了无缝钢管界的广泛关注并得到认同和推崇，目前已使其在除大洋州以外的五大洲得以迅速的推广应用；特别是1978年到1992年间的前15年，受当时石油产业对油井管需求旺盛的影响，促使了MPM技术的飞速发展，相继建成投产了10套限动芯棒连轧管机组，从第二套到第十套仅用了10年的时间。各机组情况见下表 序号 机组名称 厂名 国家 投产年份 设计年产量（/万吨） 成品管规格D X S(mm) 机架数 1 365mm 达尔明厂 意大利 1978 50 159～365X3.5～25 8 2 245mm 京滨厂 日本 1983 60 114～245X4.5～40 8 3 273mm 坦姆萨厂 墨西哥 1983 60 114～273X4.5～40 7 4 245mm 费尔菲尔 美国 1983 60 89～245X5.4～32 7 5 245mm 北方星钢厂 美国 1987 30 114～245 7 6 245mm 阿尔戈马厂 加拿大 1986 30 48～178X3.6~32 7 7 245mm 希德尔卡厂 阿根廷 1988 35 140～273X4.5~35 6 8 245mm 西多厂 委内瑞拉 1990 － 114～245X4.5～35 － 9 426mm 伏尔加钢管厂 俄罗斯 1990 72 114～245X4.5～35 159～426X6.0～35.0 7 10 250mm 天津钢管集团 中国 1992 50 114～273X4.5～35 7 1978～1992年， MPM的推广期 这一时期所建机组的共同点为： 一是连轧管机设有7～8个机架（阿根廷希德尔卡厂为6机架），因为机组中的穿孔机为推轧式（加斜轧延伸机）或二辊桶形辊斜轧式，其延伸系数比较小，（延伸系数一般小于3），轧件的主要延伸靠连轧管机完成，轧管机的最大延伸系数为6～7，所以连轧管机的机架数相对较多，机架数由开始的8架减少到7架甚至6架，意义在于尽量缩短芯棒工作段的长度，因为在所轧制的荒管长度和芯棒限动速度不变的前提下、减少轧机第一架至最末一架轧辊中心线的距离，就可以缩短芯棒工作段的长度，从而达到降低芯棒的制造、加工难度和生产成本的目的；二是各机组均设有2～3个孔型，主要成品管的外径范围大都在114～273mm之间，用以生产中型规格的油井管品种为主的无缝钢管，因为油田打井所需的套管规格绝大部分都在该组距范围内。 另一个特点是：前10套限动芯棒连轧管机组的分布地域比较广、国家较多，欧洲、中北美洲、南美洲和亚洲都有；这些机组既有为满足本国所需而建设，也有为向产油国提供高质量的无缝钢管而建的。 1993～2003年， MINI-MPM的应用期 MINI-MPM为少机架限动芯棒连轧机的意思，原是意大利的因西公司上世纪90年代中期为完成对南非托萨（tosa）厂cps（两步生产无缝钢管法，即只有斜轧锥形辊穿孔和张力减径两个变形工序，而没有轧管工序的生产方法，后因在生产壁厚8mm以下的钢管时因螺旋印难以消除进行增加轧管机的改造）的改造，在锥形辊穿孔机与张减机之间安装的限动芯棒连轧管机而推出的机型。由于锥形辊穿孔机的变形能力较大，就可将原由MPM承担的部分变形前移至穿孔机来完成，连轧工序的延伸可适当减小，轧管机没必要选用过多架数了，轧机的机架数由原来的7～8架减少至4～5架；与MPM相比它的最大特点是实现了用更短的芯棒轧制较长的钢管，芯棒的工作段长度比MPM短了2～3米；芯棒总长度可缩短5米左右。后来随着锥形辊穿孔机的广泛应用，连轧管机的架数大多为5架；或5＋1架，1为在连轧管机前增设一架空减机。当时，因西公司为了尽快推广MINI-MPM轧机，罗列了MINI-MPM一些与MPM区别和特点；现转述如下： MINI-MPM机组工艺特点为： 1）一般采用锥形辊穿孔机，充分发挥锥形辊穿孔大变形、大延伸的作用，才有可能将连轧机的一部分变形量前移至穿孔机，使连轧机机架数减至4～5架，将两变形机组的变形量均衡、合理地分配； 2）由于轧机总延伸系数减少，连轧前段单机架的变形量也可减少，同时在孔型设计上由于降低了辊缝值和开口度，使金属横向流动和辊缝处凸出部分的面积减小，减缓轧制过程中的不均匀变形； 3）在同孔型尺寸的情况下，轧机前段孔型直径变小，减小了辊速差； 4）轧出荒管的鱼翅尾不规则部分减短，切头尾减短，提高了成材率。 与MPM相比，MINI-MPM轧机优势与不足是： 1）占地面积减小，厂房投资减少，由于机架减少2～3架，芯棒长度变短，使热轧线设备占地面积大大缩小； 2）设备投资减少，包括轧机、电机、减速机等； 3）轧制工具的数量减少，包括轧辊、更换机架等； 4）芯棒制造难度降低，由于芯棒工作段长度变短相对制造难度和费用大幅度降低。 5）由于减少了机架数量及轧机出口速度，机组产量相应有所降低。 在这个期间，相继建成的MINI-MPM代表性机组除南非托萨（tosa）厂的φ168mm机组为4个机架外，其余如1997年日本住友和歌山φ426 mm机组、1994年我国包钢的φ180 mm机组（不带空减机）与2001年鞍钢的φ159 mm机组以及衡阳2002年φ273 mm机组和2003年攀成钢的φ340 mm机组（都有1架空减机）等均为5个机架。随后2006年建成的无锡西姆莱丝φ250mm机组也是1架空减机加5个机架 从近几年已建成投产的几套MINI-MPM机组运行效果来看，原则上说，MINI-MPM与MPM相比，不论是变形原理、变形规律、轧制速度制度、限动速度大小还是产品质量等诸方面都没有什么本质上的区别，仅是少了2～3个机架而已；由于绝大多数MINI-MPM机组都增设了一架空减机，与7机架MPM相比，实际只减少了1个机架；因此，现在已经很少有人再用MINI-MPM这一名称了，对两辊的限动芯棒连轧管机不论几个机架均称为MPM。 限动芯棒连轧管机（MPM机组）是二十世纪末期世界上最先进的轧管工艺。 自从2003年，天津钢管集团股份有限公司投产了世界上第一套PQF（三辊限动芯棒连轧管机）机组后，PQF已经取代了MPM的位置，成为了世界上对先进轧管工艺的代名词。
赣州铝厂连续铸轧试产成功
2019-02-27 16:03:57
赣州铝厂接连铸轧试产成功近来，赣州铝厂出资300多万元资金，新建一条接连铸轧生产线正式试产成功投入生产。这一技术改造工程的完结，对下降生产成本，进步产品质量下降工人劳动强度都将获得明显成效，按年产6000吨铸轧板材核算，可直接下降生产成本100万元以上，对改动赣铝产品的成材率可进步10%以上，对改动赣铝产品的科技含量将起到严重效果。 来历：中息网
半固态镁合金连续铸轧技术
2019-01-30 10:26:27
本文介绍了镁合金的基本性能和优势，重点论述了半固态加工技术、连续铸轧技术、半固态镁合金连续铸轧技术及其未来展望，指出其加工技术将得到进一步发展。 镁合金是目前应用最轻的金属结构材料，密度小，比强度、比刚度高，具有优良的导电、导热性能，尺寸稳定性好，电磁屏蔽性好，在航空、汽车运输行业，计算机、通讯等产业得到快速发展。我国是镁资源大国，但目前我国的镁合金生产规模还比较小，生产技术还不成熟，应抓住这难得的机遇，把我国的镁合金生产水平提到一个新高度。
一、镁合金的基本性能
（一）镁合金的物理及力学性能
镁合金与其它相关材料的物理和力学性能如下表所示。
镁合金与相关材料的物理和力学性能比较表材料名称密度/g·cm-3熔点/℃导热系数/W·(mk)-1抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%弹性模量/GPa比强度镁合金AZ91D1.8359772281162845188镁合金AM601.79615622701041545180铝合金3802.0595100315160371106碳钢7.861520425171402220080铸铁7.351150552003123.512060塑料ABS1.0390(Tg)0.235—402.141塑料PC1.23160(Tg)0.2104—36.7102
从表1可以看出，镁合金的主要力学性能接近于铝合金，但其密度却小于铝合金，比强度是铝合金的1.8倍，可以说，在应用金属范围内镁合金具有最高的比强度。与工程塑料相比，镁合金的密度虽比其高，但其熔点却是它的4～6倍，比强度是它的1.8倍左右，此外，镁合金的热传导系数是工程塑料的300倍以上，在一些电子产品的应用上具有明显的优势。
（二）镁合全产品具备的优势
1、轻量化：密度 1.8g/cm3 左右，是铁的l/4，铝的2/3，与塑料相近；2、比强度高、刚性好，优于钢、铝；3、对振动/冲击的吸收性高，极佳的防震性，耐冲击、耐磨性良好；4、优良的热传导性，改善电子产品散热问题；5、非磁性金属，抗电磁波干扰，电磁屏蔽性好；6、加工成型性能好，成品外观美丽，质感佳；7、材料可100%回收，回收率高，符台环保法；8、良好的抗蠕变性，尺寸稳定，收缩率小，不易因时间和环境温度变化而改变（相对于塑料）。
二、半固态镁合全连续铸轧技术
（一）半固态加工技术
半固态加工是利用金属材料从固态向液态，或从液态向固态转变过程中，经历半固态温度区间，在该温度区间内实现的加工过程。半固态技术综合了液态铸造成形、固态压力加工的优点，半固态加工技术能大大提高材料的力学性能，达到节约材料的目的，是目前材料领域最热门的研究热点之一。半固态成型技术是近几年兴起的一种高效优质的成型方法。
半固态加工的主要成型手段有压铸和锻造，此外也有人试验用挤压和轧制等方法，其工艺路线有两条：一条是将搅拌获得的半固态浆料在保持其半固态温度的条件下直接成形，通常被称为流变铸造（Rheocasting）；另一条是将半固态浆料制备成坯料根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度成形，通常被称为触变成形。对于触变成形，由于半固态坯料便于输送成形，易于实现自动化，因而在工业中较早得到了广泛应用。对于流变铸造，由于将搅拌后的半固态浆料直接成形，具有高效、节能、短流程的特点，近年来发展很快。
半固态金属加工成形中，由于采用了非枝晶半固态浆料，可以直接得到几乎均一的球状细晶组织，显著地改善了金属材料的组织性能。半固态成形件表面平整光滑，晶粒细小，力学性能好；半固态浆料的部分凝固潜热已经放出，所以一方面对加工设备的热作用小，设备材料的选择范围扩大，制造设备的难度大大降低，另一方面半固态浆料本身凝固收缩小，产品尺寸精确。由此可见，半固态加工技术比传统的加工技术有很大的优势，目前越来越多的科技工作者高度重视半固态加工技术，在工艺实验和理论等方面开展了广泛的研究。
（二）连续铸轧技术
连续铸轧技术是将熔融金属直接注入两个相向旋转的铸轧辊之间，使其在铸轧辊的冷却与轧制作用下凝固并具有一定的轧制变形量，从而直接获得金属带坯的一种近终成形加工工艺。
连续铸轧过程是集快速凝固与热轧变形于一体的成型过程。在该过程中，铸轧辊起“结晶器”与“热轧辊”双重作用。当高温金属熔体通过与铸轧辊表面接触的区域时，将热量快速传递给轧辊，实现其凝固结晶；又对已凝固的带坯进行轧制，起“热轧辊”作用；同时已凝固的高温带坯在轧制变形过程中，继续将热量传递给轧辊，轧辊继续吸热。轧辊的内表面与冷却水、外表面与周围介质，在轧辊连续旋转过程中不断进行着热交换，使进入工作区域的部分轧辊表面能以较低的温度与金属熔体接触，以保证铸轧过程的顺利进行。
铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术，它不同于传统冶金工业中带材的生产工艺，而是将连续铸造、轧制、甚至热处理等串联为一体，铸出毫米级的薄带坯，经在线轧制后一次性形成工业产品。铸轧技术具有以下优点：
1、在同一台设备上同时完成了铸造和轧制两道工序，相比热轧省去了铸锭加热、开坯及热轧等多道工序，减少了废料，节约了能源。
2、省去了铸锭铣面，减少了热轧后的切头切尾，成材率提高15%～20%。
3、设备简单集中，投资少，占地面积小，建造速度快，生产成本低。
4、可连续稳定地进行生产，简化厂生产工艺，缩短了生产周期，使生产效率大大提高，且便于实现自动化。
5、持轧薄带品质不亚于传统工艺，还可以生产出传统工艺难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。
（三）半固态镁合金连续铸轧技术
将水平双辊连续铸轧技术与半固态加工技术相结合，所获得的半固态板带连续持轧成形技术，将是一种全方位高效、节能、短流程、近终成形的加工方法。把这种技术应用于投台金的加工成形，可以说是具有国际领先水平的技术，具有一定的创新性。这种新型的金属带坯生产工艺，不仅从根本上改变了传统的金属带坯生产方法，即使通常需由铸造、铣面、加热、热轧等多道次工序才能完成的生产工艺流程，仅由铸轧就可以实现，而且可以较方便地实现产品质量调控。
具有球状晶的合金材料加热到半固态时，变形抗力很低，这对轧制成形有利。半固态轧制工艺是将被轧制材料加热到半固态后，送入轧辊间轧制的方法。试验对象主要是板材的轧制成形。结果表明，由于固相率的高低不同，轧辊咬入区内被轧制材料的变形和流动行为有很大不同。在被轧制材料固相率高的情况下（例如固相率在90%以上），其变形和固体金属热轧情况大致相同，内部固相成分和液相成分共同被轧制，可得到均一的轧制成品。固相率在70%以下时，轧辊间隙中轧制材料的液相成分和固相成分的流动、变形分别单独进行，由于轧辊施加的压力而引起的静水压力的影响，轧辊间隙内开始有液相成分从固相成分间隙溢出，流向压力减小的方向，即液相成分从轧辊间隙的入口处被铸轧材料的表面流出，通常被轧辊冷却凝固后再次被引，轧辊间隙里轧制成成品。半固态连续铸轧示意图见下图。 半固态镁合金铸轧工艺模拟仿真是使材料成形工艺从经验走向科学指导的重要手段，是材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点。利用计算机模拟材料成形过程，可预测产品的质量，减少试验次数；确定最佳的工艺流程，以达到某一特殊性能的要求；动态显示各个物理量的演变历程和空间分布；提高劳动生产率。因此，在半固态镁合金连续铸轧技术中，数值模拟分析是很重要的一部分。
三、半固态镁合金连续铸轧技术的展望
笔者认为，半固态镁台金的连续铸轧技术将会朝着以下方向发展：
（一）对半固态浆料制备的深入研究，半固态浆料的好坏直接影响铸轧后的成品质量的好坏。
（二）目前流变成形研究只有在实验室，工艺还不成熟，与应用还有一定的距离。流变成形比触变成形更能节省能源、流程更短、设备更紧凑，因此流变成形技术仍然是未来金属半固态加工技术的一个重要发展方向。另外，触变成形技术的研究也是未来工业化发展应用的重点。
（三）对半固态连续铸轧过程中，铸轧材料及轧辊的数值分析的研究，为工业化生产提供技术支持。
（四）半固态镁合金铸轧时，一方面要保证组织得到充分变形，达到改善组织的目的，因此要有一定的变形量；另外，由于多晶镁合金滑移系少，晶粒产生宏观屈服而易在晶界产生大的应力集中，合金很容易产生晶间断裂。因此，镁合金板带轧制以后的退火及热处理技术也是未来研究的热点问题。
（五）半固态镁合金连续铸轧技术应用到工业化大批量生产就在将来的几年。
四、结束语
随着冶炼技术的提高和先进成型技术的出现以及制造成本的降低，镁台金材料才得到了实际应用。现代冶金工业正向着短流程、节能型、连续化、自动化、高质量方向发展，半固态镁合金连续铸轧技术已经得到越来越多研究人员的关注，为镁合金材料进一步工业化生产奠定坚实的技术基础。
铝板带双辊连续铸轧工艺技术
2019-01-15 09:51:37
我国的铝板带双辊连续铸轧工艺技术研究开发工作始于1963年10月，到1964年9月在东北轻合金加工厂生产出10ｍｍ厚铸轧板，1965年生产出来的铸轧板宽为700ｍｍ，1982年在华北铝加工厂研制成功φ650×1600ｍｍ双辊式连续轧机。经过近40年的努力，铝板带双辊连续铸轧工艺技术在我国得到迅速推广和普及，涿神公司、洛阳有色金属加工设计研究院等经过吸收消化国外先进技术，在开发设计和制造方面做了许多工作。1995年我国靠前台φ960×1550ｍｍ大型双辊武连续铸轧机在华北铝业有限公司正式投入使用。
目前，我国铝板带双辊连续铸轧机共有123条，板带总生产能力达到90万吨／年，其中从国外引进的双辊式连续铸轧机12台，总产能达到14.2万吨／年，分别安装在华北铝业有限公司、抚顺铝厂、太原铝材厂、美铝上海铝箔有限公司、瑞闵铝业集团、洛阳铜加工厂等企业。
铝板带双辊连续铸轧工艺技术的优势是：
1、投资少，见效快，投资回收期短，对于中小型铝板带轧制厂是可行的。
2.金属通过量大，可以用回收废料作原料，生产成本低廉，在价格上颇具竞争力。
3.相当明显地减少从铝水－铸块－热轧板带或重轧的时间，省去了铸块、铣面、开坯等工序，提高了劳动生产率。
4.降低了由于热轧所需的一系列工序的能耗。
5.双辊连续铸轧工艺的生产线配置合理，结构紧凑，方便操作。
随着我国铝加工工业的快速发展，国内许多工业如航空工业、电子工业、汽车工WTO，面对全球经济一体化的严峻形势，由于铝板带双辊连续铸轧工艺技术的局限性，采用双辊连续铸轧工艺技术生产的铝板带已经不能满足国内和国际市场多合金、多品种的需求，加上我国铝板带坯热轧毛料和双辊连续铸轧生产的铝板带毛料之间存在着比例失调，铝板带双辊连续铸轧工艺生产的毛料比例过大。
应当如何发展巩固我国的铝板带双辊连续铸轧工艺技术？
1、政府宏观调控，从国内双辊连续铸轧机的实际情况出发，适当控制规模，控制新上马的双辊连续铸轧机项目。同时，加快发展铝板带热轧项目的发展，使铝板带坯热轧毛料和铝板带双辊连续铸轧的毛料供应比例趋于合理，按有关专家的观点，以各占50％为宜。据有关资料报道，我国铝板带坯热轧毛料产能为77万吨／年，双辊连续铸轧铝板带产能为90吨／年，铸轧铝板带产能占到了总产能的54％。世界热轧板带坯的产能为2280万吨／年，占到总产能的82.6％世界连续铸轧铝板带总产能才是480万吨／年，仅占到总产能的17.4％。目前我国大陆有3台单机架双卷取热轧机，尚有一台热轧机在建设之中，还有5家的热轧机项目已经完成可行性研究报告，到2006年中国将有10台热轧机投入运行。
2、更新改造现有的双辊连续铸轧机，提高现有连续铸轧机的装机水平，扩大产能，提高劳动生产力。应该淘汰那些技术和装备落后的小型双辊连续铸轧机，淘汰的产能由更新改造和扩大产能措施来弥补。提高我国整体双辊连续铸轧工艺技术水平十分必要，例如，通过数学模型模拟试验和数据处理获得工艺参数较佳化值，把人工智能计莫机控制、视频技术、仪表监控、液压技术都应用到铝板带双辊连续铸轧工艺技术中来，实现整个生产过程的自动化和较佳化运行。
3、改善和提高双辊连续铸轧铝板带的质量和情况，消除铸轧板的白条子、黑点、大晶粒、粘辊和裂边等缺陷。双辊连续铸轧工艺技术的特点是连续不间断生产，任何意外事故或停电造成的频繁开停都会造成铸轧板的质量波动，因此要保持双辊连续铸轧机的长时间稳定运行至关重要。
要强化铝水的除气和过滤，添加晶粒细化剂，同时要加强铸轧机操作人员的责任心，进行工艺纪律教育。学习外国的先进经验，在双辊连续轧机安装铣边机，消除裂边，对提高板带箔综合成品率，减少几何废料颇有帮助。
4、加快采用铝板带双辊连续铸轧工艺技术生产合金铝板带的研究开发力度。
鉴于铝板带双辊连续铸轧工艺技术自身的局限性，我国国内的铝板带双辊连续铸轧机基本上只能用于纯铝和3003铸轧板的生产，已经满足不了国内日益增长的对多种铝合金板带箔产品的要求。双辊连续铸轧机生产的铝板带主要用于铝箔毛料、散热片毛料和高表面铝材的原料，因为产品深冲性能欠佳。
国外一直在研究开发利用双辊连续铸轧工艺技术生产铝合金板带，特别是铝缸、缸盖和拉环毛料（3004、5082和5182），据有关资料报道，法国彼施涅公司曾在传统双辊连续铸轧机上试验生产铝缸体、缸盖和拉环毛料，并在其较新一代超薄高速连续铸轧机上获得成功，已经在其下属的一个铝加工厂投入工业化生产。在这方面，我国还有许多工作要做，例如，双辊连续铸轧工艺技术的理论研究、铸轧铝板带的金相组织和表面质量的研究、双辊连续铸轧机的设备及耐火材料的研究和改进等。
5、重视超薄高速双辊连续铸轧机的开发和应用，尽快赶上世界先进的超薄高速双辊连续铸轧工艺技术水平。
据国外技术资料报道，超薄高速双辊连续铸轧工艺技术较传统的双辊连续铸轧工艺技术有了进一步发展，铝板带产品厚度更薄，生产速度更快，由于其设备装机水平和劳动生产率高而倍受世界铝工业业内人士和专家的关注。法国彼施涅公司的超簿高速双辊连续铸轧机安装在其Ｎｅｕｆ－Ｂｒｉｓａｈ工厂，早在1996年6月就已投入试运转，铝板带厚度在2～3ｍｍ范围内，较簿可以达到1ｍｍ，板带宽度为2020ｍｍ较高铸轧速度在15米／分。意大利法塔亨特公司的超簿高速双辊铸轧机轧制的铝板带厚度1.3ｍｍ，铸轧速度较高可达38米／分，正常铸轧速度14米／分，铸轧铝板带宽度厚2184ｍｍ。
我国已经开展这方面的工作，由中南理工大学和华北铝业有限公司已经共同研制的大型超簿高速双辊连续铸轧机已经在华北铝业有限公司投入试车。应当注意的是，在国内不应再扩大范围，应当集中精力，搞好华北铝业有限公司这台超簿高速双辊连续铸轧机的研究开发和试验工作，积累经验，不必造成投资的浪费。
高强度变形铝合金毛坯的连铸连锻生产工艺
2019-01-09 09:34:20
由于普通硬铝合金的抗拉强度在380-450Mpa之间，几乎高于普通铸造铝合金抗拉强度的一倍，而超硬铝合金的强度更可达600Mpa。尽管变形铝合金的单价比铸造铝合金高，其成形成本也比铸造工艺高一些，但由于能显著减少产品结构尺寸，再加上能进行进一步热处理强化、焊接和表面阳极氧化处理，后者的性价比却明显高于前者，所以，越来越多的场合，都希望使用或改用变形铝合金生产零件。而对于运动类部件的使用场合，如飞机、轮船、汽车摩托车、运动自行车等，减轻重量带来的节能效益和速度效益，变形铝合金更具有无可替代的优势。
由于连铸连锻技术的显著进步，与压铸件结构一样复杂的变形铝合金毛坯，也能以相近的车间成本，十分轻松顺利地生产出来，因此，使用变形铝合金替代传统的铸造铝合金生产毛坯，不但具有经济优势，并已成为一种潮流与趋势了。
1铸造铝合金与变形铝合金的基本情况与性能对比
1.1工业用铝锭分为两大类：铸造铝合金和变形铝合金。一般地说，铸造铝合金适用于以铸造方法生产铝铸件，而变形铝合金适用于以压力加工(挤压与锻造)方法生产铝产品。
1.2变形铝合金包括：防锈铝(LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)、锻铝(LD)和特殊铝(LT)。由于变形铝合金平均综合机械性能总比铸造铝合金高(铸造铝合金的锻态性能，平均也比其铸态性能高几成以上)，很多牌号的变形铝合金，它还可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，所以，工业设计上希望更多地应用变形铝合金，以满足使用上的要求。
1.3两方面的因素限制了锻造铝合金的应用范围或削弱了其工业经济性：
一是变形铝合金的铸造性能很差，其液态流动性一般只及铸造铝合金的三分之一，用传统的铸造方法很难生产出结构很复杂的毛坯。
二是即使以铸造方法生产变形铝合金毛坯，如果不能解决铸造工艺普通存在的缩孔缩松及气孔针孔缺陷，那么，之后的热处理和表面阳极氧化工序也不能继续。
而较根本的原因在于，铸态的变形铝合金毛坯，即使其内部缺陷消除，但由于金相晶粒粗大并总呈枝晶状，热处理后的性能也大打折扣，或只与普通铸造铝合金性能相近，使用这种相对较贵的材料品种，就失去了其应有的经济意义了。但连铸连锻技术的出现，却有效地改变了这种状况。
2连铸连锻技术简介
连铸连锻技术，它是指在同一台设备用同一套模具，连续完成毛坯的充型与锻造生产，它的本质，是一种依靠装备的功能实现的工艺技术。所以，不同的连铸连锻装备，有不尽相同的连铸连锻细分工艺。
2.1连铸连锻设备，按设备的摆放方式，可分为卧式和立式，按铸造给汤方式，则分为冷室式和热室式。连铸连锻工艺，按设备安装的锻压动力缸数，可分为单向连铸连锻和多向连铸连锻两大类。
2.2两种典型的连铸连锻工艺与装备：一种是由苏联人发明的，用液压机完成的“液态金属模锻”(或称“熔汤锻造”)，而另一种则是运用我国发明专利技术实现的“压力铸造模锻”(或称“挤压压铸模锻”——简称“压铸模锻”)。
铝脱氧钢板坯连铸水口堵塞成因及解决措施
2019-01-09 09:34:20
连铸中间包水口堵塞一直是困扰炼钢厂的一个难题，对于它的研究已经开展了30多年，然而该课题仍没有很好地解决。堵塞是由钢水中的固态微小夹杂物（尤其是Al2O3、TiO2和CaS）沉积引起。浇铸时，Al2O3等非金属夹杂在浸入式水口壁上逐渐形成，周期性地剥落带入结晶器，使铸坯中有害的大型夹杂物增加。此外，水口堵塞导致浇铸提前结束，以致连浇炉数减少和降低连铸机的生产率。尽管通过向塞棒、中间包水口和套管吹氩可以减少堵塞，但分散的非金属夹杂和弯月面处的扰动仍会增加连铸板坯的大型夹杂物的数量，因此影响产品的表面质量。
京唐公司在生产过程中发现连铸水口堵塞与品种、工艺有关，低碳、超低钢比其他品种易出现堵塞现象；LF炉工艺发生水口堵塞现象后棒位上涨迅速，CAS、RH工艺发生水口堵塞现象后棒位上涨相对缓慢。京唐公司技术人员对连铸水口堵塞原因进行分析，对其堵塞机理有了一定的认识，并提出了改善措施。
水口堵塞物的特征
通过大量收集典型易堵品种连铸水口的堵塞图片，对水口堵塞物、钢水中非金属夹杂物的成分以及组成进行分析，以便弄清水口堵塞物的来源。
水口侵蚀只是造成水口堵塞的一个必要条件。观察大量的废弃水口，都有不同程度的侵蚀，但其中一部分水口的粘附层很薄，甚至没有粘附层。这说明即使水口发生侵蚀，但只要钢水中氧化夹杂物，特别是氧化铝夹杂少，水口堵塞几率就能大大降低。因此，尽量降低钢水氧化性夹杂，并做好防止钢水二次氧化工作，是降低水口结瘤率的关键。堵塞的水口由基体、中间反应层、表面沉积层三部分组成。
低碳、超低钢比其他品种易出现堵塞现象，钢水中硅含量、碳含量越低越易出现堵塞现象，钢水中钛含量越高越易出现堵塞现象。低碳和超低钢水口堵塞较大的不同是超低钢水口堵塞含有一定量的钢。
对典型的堵塞水口堵塞物进行分析，低碳钢LF工艺造成的堵塞物其主要是由高熔点氧化物组成，大多数是Al2O3，其中混有MgO·Al2O3（尖晶石），CaO—Al2O3系矿相及少量硅酸盐。低碳钢CAS、RH工艺造成的堵塞物其主要是由高熔点Al2O3组成。含Ti超低碳钢水口堵塞物主要由Al2O3及其外部包裹着一定量的TiO2组成，并含有一定量的钢。
水口堵塞形成的原理
堵塞的水口由基体、中间反应层、表面沉积层三部分组成，目前许多研究普遍认为水口堵塞形成的原因主要有以下四方面：
钢中存在的氧化物向水口壁的传输：水口堵塞较重要的原因是钢水中的固态夹杂物在水口壁上的沉积；固态夹杂物来源较多，如炼钢及精炼过程中的脱氧产物、二次氧化产物、卷渣、化学反应形成的固态夹杂物等。
水口接缝处的吸气：水模型实验和数值计算表明钢水流经滑动水口或塞棒后产生较大的负压，极易造成空气吸入；如空气进入水口，氧气将和Al反应生成氧化铝夹杂；吸入的氧在水口壁产生表面张力，这种张力在水口壁上对钢中夹杂物颗粒产生一种不可思议的吸附作用；Rackers计算得出：即使是导致增氮0.3ppm的较小氧气吸入量产生的表面张力可以使一个10μm的颗粒以0.9m/s的速度向水口壁运动，这可能是在湍流程度较低的区域产生水口堵塞的主要机理。
水口耐火材料和钢水之间的反应：某些区域的堵塞从形貌上看是一层均匀的薄层，而不是颗粒的网状烧结物，这种堵塞产生的原因是由于钢中的Al和耐火材料中的氧反应造成的；
SiO2（s）＋C＝SiO（g）＋CO
3SiO（g）＋2（Al）＝Al2O3（s）＋3（Si）
3CO（g）＋2（Al）＝Al2O3（s）＋3（C）
控制耐火材料的成分或在水口内壁覆以各种材料，如纯铝质材料等可以避免产生此类堵塞。钢水含硅量高，可以阻止反应的进行。反之，水口堵塞几率就会加大，生产低硅钢SPHC容易水口结瘤就证明这一点。
钢水在水口壁上的凝固：虽然通过水口耐火材料的热损失很少，在开浇初期如果水口预热不好，钢水就会在水口壁凝固；在钢水过热度很小的情况下更有可能发生。
水口堵塞的主要影响因素
随着FeO+MnO含量的升高水口堵塞率升高，LF工艺顶渣FeO+MnO含量＜1%时水口堵塞率较低，CAS、RH工艺顶渣FeO+MnO含量在5—10%水口堵塞率较低。
钙处理效果对水口堵塞的影响。由于铝镇静钢经LF精炼处理后钢中S较低，这里不考虑S对Ca收得率的影响。经过钙处理，确保钢中形成低熔点化合物C12A7，减少连铸水口堵塞。实践表明，控制喂入钙在Ca/AlS=0.06—0.09时水口堵塞现象大幅度降低。
软吹时间大于8min，纯循环时间大于6min水口堵塞率明显降低。这是因为夹杂物上浮需要一定的时间。
调铝后延缓调钛时间与水口堵塞率降低，这是因为含Ti超低碳钢的生产工艺为在RH脱碳结束后向钢水中加入铝来脱除过剩的溶解氧，铝与钢中的氧反应形成Al2O3夹杂物与钢水不润湿，易在钢水中碰撞簇集形成大颗粒夹杂物，从钢水中上浮排除，随后进行Ti合金化，Ti与钢中的过剩氧结合形成TiO2，其以Al2O3为核心，形成TiO2—Al2O3复合夹杂物。而且随着钢水中Ti含量的增加，TiO2—Al2O3数量增加。由于TiO2处于Al2O3夹杂物的外层，增加了Al2O3夹杂物与钢水的润湿作用，使Al2O3夹杂物碰撞絮集并从钢水中上浮的能力减弱，从而使钢水中夹杂物的尺寸降低，数量增加。TiO2—Al2O3复合夹杂物数量的增加加剧了其在浸入式水口内壁粘结的机率。延缓调钛时间，钢中Al2O3夹杂物减少，形成TiO2—Al2O3复合夹杂物减少。
钢水纯净度对水口堵塞率有较大的影响，降低水口堵塞率，首先要提高钢水纯净度，要求ALS/ALT＞0.90%。
水口形状对水口堵塞的影响。必须避免水口几何形状的突变，确保形成层流，减少紊流。水口内表面的粗糙度大于0.3mm，可以完全破坏涡流边界层的粘滞部分，粘滞层的保护作用消失。所以水口耐火材料的工作面必须尽可能地光滑，并在浇铸过程中，不能破坏钢液的连续性。经过实践发现圆形水口比方形或跑道形不易堵塞，同时水口内壁制作工艺不标准易堵塞。
其它参数对水口堵塞的影响。通过实践，发现RH升温吹氧量，下渣检测自动连锁灵敏度，转台镇静，中间包钢水增氮量，塞棒、上水口和板间背压等，对降低水口堵塞率也都有显著影响，水口堵塞是各种因素综合作用产生的。
降低水口堵塞的措施
转炉炼钢：降低终点O含量（C控制、底吹强度、终点命中）；钢包残渣清理；出钢严格挡渣，采用滑板挡渣；钢包渣改质。
炉外精炼：防止中后期加铝调整Al，LF炉渣控制（碱度≧5，Al2O3：25—30%，FeO+MnO含量＜1%），CAS、RH工艺顶渣FeO+MnO含量在5—10%；软吹时间大于8min，纯循环时间大于6min，钙处理效果钙在Ca/AlS=0.06—0.09；超低碳钢RH加铝循环5min后加钛，RH升温吹氧量＜100m3。
连铸：下渣检测自动连锁灵敏度10%，转台镇静大于10min，中间包钢水增氮量＜3ppm，塞棒、上水口和板间背压＞0.2bar，控制合理的吹氩流量，将跑道形水口改为圆形，水口保温。
通过改进后，因水口堵塞造成的断浇次数由6—7次/月降低到目前的1次/月；单支浸入式水口的使用寿命由原来的平均120min延长到230min；夹杂物缺陷发生率由原来的0.9%降低到目前的0.3%。
铸铝连接杆
