【doc】浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决办法

  【doc】浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决方法缺陷,带坯,解决,铸轧铝,铝铸轧,铸轧带坯,铸轧坯铝,解决的方法,铸坯质量,轧坯机

  期总第187期技术工程浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决办法(1.江西理工大学材料与化学工程学院,赣州341000;2.重庆西南铝焊管厂技术质量部.重庆400044)摘要:分析并总结铸轧铝带坯料生产中的各种缺陷,探讨了缺陷的产生原因及解决办法.关键词:铸轧铝板;缺陷;板形质量;解决办法中图分类号:TGI46.21.TG335.1I文献标识码:B文章编号:1005—4898(2009)02—0049—05在生产铸轧销带坯及带坯在冷轧成各种半成品的加T过程中,会出现一些由于设备损坏,违反操作规程,操作人员技术不够熟练或其他种种问题导致的缺陷.这些缺陷可分为两部分:部分是在铸轧过程中出现的:另一部分是在冷轧时才暴露来的.厚度超差国家标准对铸轧铝板卷厚差都有要求的如对一个重约J0t的铸轧卷,一卷展开长度的带坯纵向厚度偏差应小于平均厚度的-+0.5%,整卷纵向厚度偏差不能超过带坯平均厚度的2%,如果超过规定厚度偏差就称为厚度超差.1.1缘由分析(1)铸轧辊热装质量不合格:如辊芯冷却水沟槽不通畅;辊芯与辊套加_丁精度不够,辊套沿辊芯圆周会发生串动.同时轧辊热装过盈量不适当.(2)轧辊出现局部冷却效果不佳:辊蕊中局部水路因锈蚀或异物造成不畅或堵死,局部辊面温度偏高,使局部板面厚度明显减薄.(3)铸轧辊研磨精度和轧辊轴承精度不高(4)传动系统,轧辊轴承和轧辊的累计精度不高及铸轧参数选择不合理和搭配不佳等以上4种原因,都可以引起铸轧板产生厚度超差缺陷1.2解决办法使铸轧辊热装质量合格,冷却均匀,提高铸轧辊研磨精度和轧辊轴承精度,同时使传动系统,轧辊轴承和轧辊的累计精度高及选择合理的铸轧参数使其搭配最佳等fl21.横向同板差不合格对铸轧带坯横截面各处的厚度要求是,中间厚,两边簿,成一定弧形,最好是中央比两边部厚3～12ram,两边厚度差0～6ram.当不能够达到这一要求时,就称为横向同板厚度超差.2.1缘由分析根本原因是辊型弧度不好.辊型弧度大小决定于铸轧辊直径,辊身长度,辊套厚度,铸轧合金种类等.除了辊型不正确可引起厚薄不均外.诸如液压压上装置阀门和联接件失灵,熔体沿铸轧辊长度方向分配不均匀,铸轧机刚性不够,熔体温度幅度较大,辊面润滑剂分布不够均匀等都可引起带坯横向厚度不均2.2解决办法(1)辊型弧度要严格满足规定的要求,同时铸轧机刚性要足够高:(2)检查液压压上装置阀门和联接件确保它们完好:(3)确保熔体沿铸轧辊长度方向分配均匀.使熔体温度幅度较小,辊面润滑剂分布均匀81热带热带又称铸带,是铝熔体在铸轧区内某局部地区尚未完全凝固就被铸轧辊带出来了所形作者简介:袁孚胜(1984-),男.江西吉安人,硕士研究生,主要是做新材料的研究和开49?袁孚胜.等:浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决办法技术工程成的一种缺陷.热带缺陷一般不穿透带坯,但有着非常明显的粗糙外貌,沿带坯的纵向表现为不规则的断续的未经加丁的变形铸态组织.铸轧板坯料有热带缺陷时会造成冷轧板出现大的孔洞而报废_9l3.1缘由分析(1)浇铸时液态金属温度偏高,流入铸轧区内原温度分布不均匀.存局部温度过高处易造成热带的产生(2)箱液面偏低,铸轧区的静力减小,使液态金属供给不足,致使存局部区域出现热带?(3)板带铸轧速度过快,使铸轧的液态金属尚未完全结品就被铸轧辊带,而产生热带缺陷,3.2解决办法(1)检查前箱液态金属温度是否过高,如果偏高,应立即调整液态金属温度到艺要求的范(2)检查前箱金属液面是否过低,若偏低时,要清除浮漂和竖柱周围的氧化物和渣子,以防水IZl被堵塞.然后再调整液面高度;(3)检查铸轧速度是否过快,可根据实际生产情况适当降低.裂纹与分层裂纹与分层是一种缺陷的两种表现形式,性质相同.有裂纹必定有分层,而有分层则不一定都有裂纹,只有分层延伸到带坯表面时方出现裂纹.裂纹也可称双口.这种缺陷_存铸轧板表面上是一个个分离状,而成群出现.呈弧状弯曲,中间向轧方向突出,类似于一群马跑过留下的马蹄印,故称马蹄形裂El这种缺陷位于晶粒间界上,裂口上下表面都也许会出现由于下表面冷却强度比较大,所以上表面出现的几率高一些.4.1缘由分析由其高低倍组织形态及其周围的组织特点,能判断这种缺陷不是熔体结晶凝【古1后在轧制变形过程中开裂形成的,而应是在熔体凝固过程中即在液穴中的两相区内产生的.金属轧制过程中会产生前滑和后滑.前滑区属纯轧制变形,若出现裂纹,裂纹的两侧组织应是一致的.所以问题就出现在后滑区.分析一下后滑区的特点和轧辊接触的表面层.因为轧辊表面粗糙且有相当大的轧制力,则表面和轧辊有相50?当大的摩擦力,必然紧紧贴合在一起,不产生相对滑动:内层变形区,川结品的金属层温度高,容易变形产生后滑,且后面是液穴,无阻力,这样在后滑区内,表层和内层金属之问就会产生一剪切力,这一.剪切力超过当时刚凝结的金属的剪切强度时,则会被沿强度较低的品问拉开,形成裂纹,传到两相区,结晶前沿的成分较高的熔体首先流进来填充,这部分高成分的熔体结晶后.则会彤成大量的共品组织:两相I刚成长起来的枝晶破碎后.各自成为结品核心产生晶粒增殖,造成分层前后晶粒组织的差异,.液穴越深,两相lx=所受轧制越大,内层与表层问剪切力也就越大,形成分层的几率也就越高.从凝固与轧制参数L,凡是使液穴托长的因素都会促使裂LI与分层产生铸轧温度高,轧制速度快,都有-ffI能促使产生分层.熔体熔炼温度高,在静置炉中长时间保温.晶核失去活性,结品为大晶粒,变形塑性较差,也促使分层生成II.4.2解决办法(1)严控熔炼炉和静置炉温度,最高不超过750.严格控制前箱温度在685～695oC之间,并使温度稳定,避免熔体长时间保温,以免结成粗大晶粒.(2)增加冷却强度,以适当速度铸轧,不使液穴拉得过长,使上下两层凝壳力『l厚,降低温度,增加金属变形抗力(3)采取细化措施,使枝晶细化,增加金属塑性孔洞分为两种情况,一种是{现微孔压合,不是连续结晶;另一种是现孔洞.这种缺陷大部分发生在铸轧带坯横截面的』二半部分,并沿带坯纵向延伸.在产生孑L洞的板面上呈现j_}{一条白道,这种向道有的在固定位置上连续不断,有的在带坯表面上横向移动,也有时两条白道逐渐会合成一条,并在会合处穿透成dTL.5.1缘由分析(1)在铸轧内含有气体,f_}1于轧制的作用,气体不易进入到阎体中,始终在铸轧区的液态区悬浮存在,经过一定时问的积累,逐渐形成小气泡,在有气泡的地方会阻碍液态金属的流动,影响液态金属的连续供给,所以在该地方就会有空洞产生《铝加工》2009期总第187期技术工程(2)液态金属在通过横浇道,分配器,供料嘴进入铸轧区的内腔时表面上形成一层氧化膜,当液态金属内有氧化夹渣物存在时,流动过程中容易吸附在嘴子内腔的氧化膜上,会造成铸轧嘴局部堵塞.阻碍液态金属的顺畅流动,这样也会促使形成孔洞.(3)某些丁艺参数控制不准:浇注温度偏高, 截面熔体温度不均匀,供料嘴出口处及铸轧局 部温度偏高,铸轧速度偏快,都易使带坯表面出 现白道. 5.2 解决办法 (1)减少辊套表面裂纹,铸轧辊在应力和冷 热交变过程中,辊面会产生裂纹.裂纹有两类, 种是龟裂,基本上没有深度,另一种裂纹的深度可达几毫米.后者对气体的产生有特别大的影响.因 为,辊套受到循环水冷却,当有表面裂纹时,裂 纹处随辊转动也产生周期性的冷热变化,在未接 触熔体时.温度很低,一般为80～100.(=,一接触 熔体.温度立即上升到500～600oC.此时,裂纹中 产生的水分与气体,可与熔体反应生成氢,并进 入液穴内的熔体中,形成微小气泡.经过一段时 问.可形成足以引起孔洞的大气泡.气泡通常悬 浮于液穴上半部.因此,减少辊套表面裂纹,是 消除孑L 洞缺陷的主要措施. (2)不用毛毡清辊器,毛粘内有胶质粘结剂, 当毛粘与辊面摩擦时,温度很高,胶质粘结剂可 被轧辊带走一些,与高温铝熔体接触可产生气体, 形成气泡.因此,不要常常使用清辊器,或甚至 不用.而改用石墨润滑. (3)彻底烘干供料嘴:常用供料嘴材料易吸 收潮气,因此,供料嘴的烘干时间宜尽可能长一 些.供料嘴不宜在车问环境中长期放置.以免吸 收空气中的水分.吸收了潮气的供料嘴.即使长 时间烘干,也不易将水分全部排除.另外,在立 板放流阶段,为了使供料嘴温度平衡和气体全部 排出,时间宜长一些.立板前,对熔体进行彻底 的净化处理,都是预防孔洞的有力措施 (4)供料嘴内衬玻璃丝布:为了尽最大可能避免供料嘴 内腔及出口处积存氧化夹杂物.除加强净化处理 外,可在供料嘴内腔衬一层玻璃丝布.玻璃丝布 在与铝熔体接触后,便烧结变脆,只要不碰触. 仍能保持原状态,使铝熔体不与供料嘴接触.这 对减少氧化夹杂堵塞供料嘴有一定作用,但对气 泡产生有何影响尚待研究I1 粗大晶粒铸轧带坯晶粒度分为5 品都合格,达到45级的就算粗大晶粒,不能加 工出性能与表面上的质量都合格的半成品. 显微组织研究表明.铸轧带坯的粗大晶粒具 孪晶特征(羽毛状结晶组织).表层部分为片状结 构.片状组织下层至中心线缘由分析 对于低成分的铝熔体,当铸轧温度高时,液 穴中的温度梯度相当高.结晶界面前形成较窄的 层成分过冷区,这层金属的实际温度比平衡结晶液相线温度低,即存在过冷区,结晶界面形成 胞状界面.即界面上生成一排小突起.伸人于成 分过冷层内,因内层金属熔体温度高,这层小突 起尺寸很短,不能长出侧向分枝.由于选择性结 晶,则高成分的熔体被排到突起之间,结晶时生 出第二相小质点,排成层状(断面为线状).随着 热量的导出.各小突起只能这样顺序地均匀向内 层生长.不能长出侧向分枝.纵向上由于轧辊转 动,这排胞状晶均衡地长成沿纵向的长条.各条 尺寸基本一致.胞状晶片之间,成分较高的熔体 分离出细点状的第二相 在铸轧过程中,熔体和辊面接触,形成一薄 层凝壳之后,内层的结晶前沿要承受一定的压力 (轧制力).有资料指出,低成分(凝固区间小)的 熔体,在高温浇注时结晶前沿形成较高的温度梯 度,当经受某些特定的程度的应力时,则有利于生成双 晶(羽毛状晶).所以在表层片状的胞状晶之后为 羽毛状晶层. 形成片状胞状晶层和羽毛晶层之后,凝壳已 达到相当厚了,到了中心结晶时,结晶前沿的温 度梯度变得相当小了,而且内层熔体中热量除通 过上下轧辊导出外,还能够最终靠凝固的铸轧板导 出,即热量导出的方向性减小.则易以树枝状结 晶形式生成等轴晶 6.2 解决办法 (1)严控工艺参数:主要是控制熔炼与 铸轧温度,冷却水温与水压.严防熔体过热与铸 轧温度偏高.在生产中加强搅抖与扒渣,确保熔 体温度均匀,熔炼温度不允许超出750%.前箱内的 熔体温度为685～695,冷却水温度25oC.水压 为45xlO5Pa 51?袁孚胜,等:浅析铸轧铝带坯缺陷产生的原因及解决办法技术工程 (2)添加A1 一]ri—B 晶粒细化剂:除了控制丁 艺参数之外,添加Al—rri—B 晶粒细化剂是细化铸 轧带坯最有效的措施.不过应指ffj 的是.一定要 采用优质细化剂.其细化率应达到70%以上 (3)适当提高前箱熔体水平面,以提高上表 面熔体静压力,可减少上表面出现五级晶粒度的 机会.或将上扇供料嘴口缩短3～5ram 表面偏析铸轧铝合金带坯时.表面成分不均匀的现象 称为表面偏析lI2j. 7.1 缘由分析 咀片局部损坏脱落会引起表面偏析:经T

  用于协调信号注入以理解和保持公用设施网格中信号注入模式之间正交性的系统和方法