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2002年鋁板軋制廠引進(jìn)1臺(tái)輥底式固溶處理爐與2001年從洛伊(LOI)引進(jìn)一條25t熔爐煉一靜置爐組(國(guó)產(chǎn))與硬合金液壓內(nèi)導(dǎo)式鑄造機(jī)生產(chǎn)線,為生產(chǎn)級(jí)硬合金厚板奠定了基礎(chǔ)。為工業(yè)的發(fā)展提供了一批又一批的高厚板。 2005年鋁板軋制廠投資近30億元拉開(kāi)了3950mm厚板系統(tǒng)建設(shè)的序幕,此系統(tǒng)的主要設(shè)備有:熱軋機(jī)1臺(tái),加熱爐4臺(tái),銑面機(jī)1臺(tái),100MN及60MN拉伸機(jī)各I臺(tái),可處理3500mm寬、長(zhǎng)40m及15m厚板的輥底式固溶處理爐各1臺(tái),水浸式超聲波探傷線1條。 2006年6月9簽訂了引進(jìn)熱軋機(jī)合同,總金額約4.8億元,其外部分約3.3億元,國(guó)內(nèi)配套的約1.5億元,交貨期18個(gè)月,按計(jì)劃可于2008年底建成。熱軋機(jī)總質(zhì)量約6kt,其外提供的1kt余。熱軋線總長(zhǎng)約304m,前輥道長(zhǎng)110m。 立輥軋機(jī)距四輥軋機(jī)12m;有剪切力8.5MN的可切40一120mm重型液壓剪1臺(tái),距軋機(jī)65m,輕型剪I臺(tái),剪切力3.5MN,可切8一60mm的板,距重型剪85.4m。初期此熱軋機(jī)作為厚板軋制,以后可根據(jù)市場(chǎng)與生產(chǎn)情況改為(1+式的或其他多機(jī)架形式的。
連鑄連軋工藝國(guó)內(nèi)很少有人研究,應(yīng)用方面基本上是一個(gè)空白。熱軋工藝近年來(lái)之所以能得到迅速發(fā)展,除上述因素外,主要是由于鑄軋工藝生產(chǎn)的材料范圍較窄、產(chǎn)品性能差、產(chǎn)量低等缺陷造成的。新工藝在保留鑄軋工藝優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),克服了鑄軋工藝的許多缺陷,它加大了鑄軋機(jī)冷卻區(qū)域的長(zhǎng)度,了冷卻強(qiáng)度,使固液兩相線溫差大于45℃的鋁合金得以生產(chǎn),擴(kuò)大了材料的生產(chǎn)范圍。 新工藝生產(chǎn)的鑄坯厚度大于12mm,在鋁金屬再結(jié)晶溫度范圍內(nèi),以大于65%的加工量進(jìn)行連續(xù)軋制,由此而生產(chǎn)出的產(chǎn)品晶粒已破碎,了鑄造組織,使再結(jié)晶晶粒較為均勻,產(chǎn)品的性能得到了極大的。新工藝較鑄軋工藝:鑄坯增厚1.5一2.5倍,速度1.5一3.0倍,綜合產(chǎn)能3一5倍.圖3以年產(chǎn)三十萬(wàn)噸的鋁加工廠為例,由鋁液直接生產(chǎn)2m寬、l一2mm厚的熱軋板坯,比較了各種工藝生產(chǎn)1kg鋁板所消耗的電能。 從中可以著到,新工藝在鑄軋工藝的基礎(chǔ)上增加占61%的熱軋能耗,但省掉79%的冷軋能耗,與鑄軋工藝相比其綜合能耗降低了18%,下面以生產(chǎn)1.5一3mm的鋁裝飾板為例,對(duì)新、老生產(chǎn)工藝作進(jìn)一步的分析:鋁裝飾板通常采用IXXX系純鋁材料,部分也有采用3XXX系鋁合金材料的。 老生產(chǎn)工藝基本上采用7min厚的熱軋或鑄軋板,經(jīng)3一4個(gè)冷軋道次軋制到成品。新工藝可直接由鑄軋板經(jīng)2連軋將其加工到成品厚度,再經(jīng)冷軋1個(gè)道次的平整或由精整設(shè)備矯直、拋光以板材的表面質(zhì)量。上表對(duì)鋁裝飾板3種生產(chǎn)工藝的加工成本進(jìn)行了比較,從中可以看出采用新工藝生產(chǎn)鋁裝飾板材具有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì),同時(shí)也表明了熱軋工藝生產(chǎn)普通鋁板在價(jià)格上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力,它只適合生產(chǎn)高端優(yōu)質(zhì)板材。
在鑄軋鋁卷鋁板時(shí),板帶連續(xù)不斷快速冷卻結(jié)品,這是一種非平衡結(jié)品過(guò)程。因此合金在鑄軋過(guò)程中容易在晶內(nèi)因過(guò)飽和固溶形成Mn,Fe成分偏析、區(qū)域偏析和AIMn或AIFe系金屬間化合物,以及過(guò)飽和應(yīng)力等。Mn與鋁基體作用形成的MnA16,在晶內(nèi)和晶界不均勻析出,形成針狀、棒狀和魚(yú)骨狀第二相組織,導(dǎo)致鑄軋板帶中的Mn含量發(fā)生嚴(yán)重的偏析,這種組織在深沖時(shí)容易產(chǎn)生橘皮和裂紋。 晶內(nèi)形成的這些化合物屬晶格常數(shù)較大的正交晶系或斜方晶系,一般都呈針狀、棒狀、枝晶狀等形貌,棱角等部位比較尖銳,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這種形貌,而且會(huì)遺傳到終成品,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這。 這是因?yàn)殇X液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開(kāi)始,垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴(kuò)展,所以鑄造組織具有明顯的方向性;隨著鋁凝固層的增厚,傳熱系數(shù)減小,內(nèi)外品核的形成和長(zhǎng)大的不一致導(dǎo)致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變。 因此,為了Mn的偏析,使鑄軋坯料晶粒和枝晶內(nèi)的溶質(zhì)分布均勻,同時(shí)坯料組織中固溶體溶質(zhì)的含量,改變晶界或枝晶界上的金屬間化合物的形態(tài),變成球狀粒子,改善產(chǎn)品的性能,進(jìn)行均勻化處理顯得很重要。均勻化處理依據(jù)的原理是原子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),溫度不同原子擴(kuò)散速度不同,其擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力也不同。
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