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五、哈兹列特（Hazelett）双钢带连铸机生产法 5.1.设备简介： 铸造是在同步运行的两条钢带之间进行的，钢带套在上下两个支撑框架上，每个框架有2个张紧导轮支承钢带，框架上下距离可以调整，从而可以得到不同厚度的铸坯。 铸机采用运动着的铸模，用一副（上下各一）完全张紧的低碳合金钢带作为上下表面，下框架带有二条不锈钢窄带（链），连接起来的多个矩形金属档块，构成模腔的边块，它靠钢带的摩擦力与运动着的钢带同步移动。调整边块的距离就可以得到不同宽度的铸坯。钢带的冷却采用特有的高效快速水膜进行；这是Hazelett专利技术。 钢带厚度1.1～1 .4mm，用钨极惰性气体保护焊接而成，是该公司专门为连铸机生产的冷轧低碳特种合金钢带，称为Hazaloy,钢带表面喷涂纳米陶瓷涂层（Matrix）提高使用寿命，一般使用寿命为8小时-14天。届时需要进行更换。 哈兹列特Hazelett连铸机生产铸坯厚度为12.5～38mm、最大铸宽为2300mm、铸造速度为6.1～9.1m/分（20-30英尺/分）、 生产能力：27吨/米×1米宽/小时（1500磅/英尺宽/小时）。 普通铸机带坯铸模的长度（工作部分）为：1900mm、高速铸机锭坯铸模长度（工作部分）为：2360mm。 在Hazelett铸机的前面安装有：铸嘴、铸造前箱、铝液流槽和漂浮式铝液（体）高度控制器、铝液流槽与静置保温炉口相连接，生产时将液体铝水通过上述设备引入铸机（模）。在Hazelett铸机后面连接着热轧生产线，生产线由如下设备构成；一套带坯夹持系统（辊）、2～3台热轧机、1～2台卷取机，最终生产的产品是1.0～3.0mm热轧铝合金卷（板）材。 5.2.工艺简介： 铝液体通过铸造前箱及陶瓷铸嘴进入铸造机，前箱安放在铸机的进口处，进入前箱铝液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器来控制，控制信号大小由铸造速度传感器反馈而来。更换合金品种、规格，需要停机更换铸造前箱及铸嘴。更换过程需要大概2小时左右。（铸嘴和钢带是消耗品，经常需要更换） 陶瓷铸嘴上开有小孔，在小孔中通入低压惰性气体（氮、氩），均匀地分布在钢带和铝液之间，防止铝液与钢带的粘连。 在钢带的下部还安装有钕-铁-硼强磁体小辊，产生的强磁力线 为了防止钢带产生不均匀热变形，影响铸坯的质量，在铸机上还安装了钢带电磁感应加热系统，在铸造前对钢带进行感应加热，加热瞬间温度为150℃。防止了钢带产生弯曲和热变形。感应加热系统的另一个作用是在高湿条件下快速清除渗入钢带涂层内部的水分。防止由水汽蒸发对铸坯造成影响。 在铸机的下部还安装有一个红外线扫描系统（Agrma）可绘制铸坯表面的热图像，图像能显示模腔内各处的相对水冷强度图像，成像探头采用非接触式涡流探针分布在钢带的不同位置上，可为操作人员提供参考数据。 该铸机可生产1xxx、3xxx、5xxx、6xxx、8xxx系列普通商用铝合金，对于7xxx系、2xxx系合金及航空用板不能生产。对于3xxx系罐料；据哈兹列特厂家介绍，曾经试验生产过一部分，但没有投入商业化生产。 目前，哈兹列特工艺生产的主要产品是3xxx系建筑用幕墙板，5xxx系6xxx系交通用铝材，汽车、铁路客车蒙皮板材，铝箔毛料（1xxx系）。 该工艺非常适合生产铝箔毛料，在Hazelett铸机后面安装1～3台热轧机，可直接生产1.0mm厚的热轧卷，直接供给铝箔加工厂，一台铸机生产铝箔毛料时，年产量能达到4.0万吨。产品的质量也比较好；据介绍用该工艺生产的毛料轧制成0.065mm铝箔时，针孔数低于100。 5.3.对Hazelett工艺的评述： 5.3.1. Hazelett工艺有节能环保的效果； 采用该工艺生产热轧板材产品，省去了板坯的铸造和铸坯的加热过程；铸坯锯切头尾工序，提高铝液的利用率1%～2%，并可节约大量的能源，在生产热轧卷时可节约能耗30～50×104千卡/t。同时，也减少大量温室气体的排放。若对一个年产5～8万吨的中型铝加工厂来说；节能减排的意义则非常重大。 5.3.2 产量高，比用连续双辊铸轧方法高10倍左右，而且生产的铝合金产品范围宽的多，质量也好，成品率高。与直冷半连续铸造热轧工艺相比；工艺简单，可节约大量的能源。但是，Hazelett工艺不能生产2系、7系产品；3系罐料仍在试验之中，这是该工艺不足之处。对于简单且数量大的铝合金产品来说，该工艺无疑是热轧制方案的最佳选择。 目前，世界上有60多台Hazelett铸机在生产中，我国只有2台小型铜铸机生产铜及合金产品，还没有大型的铝铸机用该工艺生产铝合金产品。中冶东方公司现正在为河南的一家企业进行设计生产厂；采用Hazelett铸机和生产工艺，这是Hazelett公司在我国建设的第一条生产线项目。该生产线规模为；年产30万吨各种牌号的铝合金板材，已于2010年底试产。 6.其它钢带式铸造方法简介 采用钢带式铸造方法还有普罗佩斯（Properzi）法、意大利的里加蒙泰法、法国斯皮德姆法、美国RSC法等，这些方法主要用来生产铝合金线材，在国内已有生产线生产。 钢带式生产铝合金板带材的方法还有；瑞士的阿鲁苏（Alusuisse）法、美国亨特.道格拉斯（Hunter.Douglas）法，这些方法的效率均不及Hazelett方法，在我国也没有建设。 7. 连续铸轧法 直接将液态铝液“轧制”成半成品或成品的工艺，称为连续铸轧（Continuous.Castrolling），在这种工艺中，液态铝在辊式结晶器中边凝固边被轧制，结晶辊（铸轧辊）主要起冷凝熔体结晶器的作用，又有轧压作用。这种工艺称为连续铸轧或铸轧法，该设备称为双辊铸轧机或铸轧机。由于该工艺中铸轧区短（铸轧区-指从供料嘴出口到铸轧辊中心线之间的距离），只有几十毫米，熔体在这几十毫米区间、2～3秒的时间内要完成凝固和热变形两个工艺过程，难度较大。易产生晶粒粗大、含气量高、热裂、板坯变形、起浪等铸造及铸轧缺陷。 由于铸轧区短，使液体金属结晶区间变小，那些结晶间隔大，铸造性能较差的多数铝合金品种不能用铸轧方法进行生产。 在实际生产中铸轧方法只能生产1xxx系铝合金产品，铸轧机生产的产品规格是厚度6mm～12mm、宽度<2000mm的热卷坯，需经后续热精轧或冷轧后制成铝卷材和铝板材。 由于金属结晶过程受限，在板坯内部细微组织结构中，存在着大量的缺陷（如疏松、气孔、晶粒粗大、偏析等），表面质量和光洁度也受到影响，只能作为低端产品，限制了产品的使用范围。铸轧产品用来生产要求不高的普通铝板材和铝箔毛料， 但由于组织疏松，生产的铝箔针孔度难以达到标准，只能作为烟草、药品等固态物包装，不易作为液态物体长期保存的包装使用。 由于组织粗大，各向异性严重，铸轧板材也不能用于深冲及拉伸工艺，难以制成器皿使用。铝材表面氧化着色也非常困难。 另外，由于受到金属结晶过程必要的时间限制，铸轧机的产量也受到制约，单台铸机的产量约为：0.5～1.1吨/小时。这样就限制了后续冷轧机的生产能力，而冷轧机的生产能力远大于铸轧机。这样，造成整条生产线效率不高；再加之铸坯质量较差，即使冷轧机装机水平再好，也难以生产出高档产品。 据不完全统计，国内现有几百台铸轧机生产，产能在50～60万吨左右，铸轧铝产品市场已基本饱和。 8、铝板带连铸连轧法与铸轧法的区别： 对铝板带加工来说；真正意义上的“连铸连轧”是指，液体金属在结晶器中凝固、制成铸坯后；不停顿的，在再后续的轧机上进行轧制加工的过程。铸轧则如前所述；二者不能混同，应该严格区分。 |
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