최적의 알루미늄 연속 주조를 위해서는 올바른 캐스터 팁 및 노즐 는 시트 게이지, 표면 품질 및 미세 구조를 제어하는 데 가장 중요한 요소입니다. 고성능 세라믹 섬유 팁 (특히 N17 및 고실리콘 변형)은 트윈 롤 주조의 업계 표준으로, 우수한 단열성, 용융 알루미늄에 대한 비습윤성, 열충격에 대한 저항성을 제공합니다. 산업 시험 데이터에 따르면 정밀 가공된 나노 강화 캐스터 팁을 사용하면 다음과 같은 표면 결함을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 리플 마크 그리고 가장자리 균열 최대 30%까지 증가시키면서 세트당 사용 수명을 48시간 이상으로 연장합니다. 처리량과 품질을 극대화하기 위한 핵심은 팁 강성과 열 전도성을 특정 합금 등급(예: 1xxx 대 5xxx 시리즈)에 맞추고 설치 전에 흡수된 수분을 제거하기 위해 260°C의 엄격한 예열 프로토콜을 유지하는 데 있습니다.

1. 트윈 롤 캐스팅에서 캐스터 팁의 중요한 역할

트윈 롤 연속 주조 공정(TRC)에서는 캐스터 팁 (또한 노즐 또는 인젝터)는 용융 금속 분배 시스템과 수냉식 롤 사이의 최종 인터페이스 역할을 합니다. 주요 기능은 단순히 금속을 전달하는 것이 아니라 흐름을 조절하여 주조 롤의 전체 폭에 걸쳐 층류의 균일한 파면을 보장하는 것입니다.

정밀도가 중요한 이유
캐스터 팁이 치수 안정성을 유지하지 못하면 팁 입술 사이의 간격(조리개)이 달라집니다. 0.1mm라도 차이가 나면 냉각이 고르지 않게 되어 “핫 스팟” 또는 “콜드 셧”이 발생할 수 있습니다. 그리고 ADtech 브랜드는 헤드박스의 정수압 하에서 침식에 강하고 강성을 유지하는 소재를 사용하여 이러한 특정 유체 역학 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다.

노즐 어셈블리의 핵심 기능:

• 흐름 배포: 헤드박스에서 난류 흐름을 층류로 변환합니다.

• 온도 유지: 열전도율이 낮은 재료를 사용하여 닙 포인트 이전의 조기 응고를 방지합니다.

• 너비 제어: 조정 가능한 엣지 댐과 스페이서를 통해 정확한 주조 폭을 결정합니다.

2. 알루미늄 주조 팁의 종류: 재료 및 성능

노즐의 소재 선택에 따라 주조 캠페인의 일관성이 결정됩니다. 두 가지 주요 소재 카테고리는 다음과 같습니다. 세라믹 섬유 그리고 N17(고밀도 규산칼슘).

세라믹 섬유 캐스터 팁

표준 알루미늄 시트 생산에 가장 일반적인 솔루션입니다. 진공 흡입 성형 공정으로 제조되어 가볍고 단열성이 뛰어납니다. ADtech의 세라믹 파이버 팁 는 종종 최종 시트에 내포물을 유발하는 섬유 박리를 방지하기 위해 나노 스케일 코팅으로 강화됩니다.

• 최적 대상: 1xxx, 3xxx 및 8xxx 시리즈 합금.

• 주요 이점: 유연성이 뛰어나 압연 시 팁이 갈라지지 않고 약간 압축되어 밀폐력을 유지합니다.

N17 및 하드 리지드 팁

고마그네슘 합금(5xxx 시리즈)과 같은 보다 까다로운 애플리케이션의 경우 N17과 같은 단단한 보드가 선호됩니다. 이러한 보드는 진공 성형이 아닌 고밀도 블록으로 가공됩니다.

• 최적 대상: 고속 주조 및 더 단단한 합금(예: 5052, 5182).

• 주요 이점: 넓은 폭(최대 2000mm 이상)에서 침식 및 “휨'에 대한 저항력이 뛰어납니다.

비교: 세라믹 파이버와 N17 리지드 보드

3. 흐름 최적화: 내부 배플 및 스페이서

주조 노즐은 단순한 속이 빈 튜브가 아닙니다. 내부에는 다음과 같은 정교한 배열이 포함되어 있습니다. 배플 그리고 스페이서.

• 당황스럽습니다: 이러한 내부 구조는 유입되는 용융 알루미늄의 운동 에너지를 방해합니다. 배플은 금속이 “구불구불한” 경로를 통과하도록 강제함으로써 출구 립에서 속도가 균일하게 유지되도록 합니다. 배플이 없으면 시트의 중앙이 가장자리보다 더 빠르고 뜨거운 금속을 받게 되어 다음과 같은 결과를 초래합니다. 중심선 분리.

• 스페이서: 이 견고한 블록은 노즐 팁의 내부 간격(조리개)을 유지합니다. 일반적으로 고밀도 용융 실리카 또는 고알루미나 세라믹과 같이 알루미늄과 반응하지 않는 재료로 만들어져야 합니다.

운영자를 위한 프로 팁:
넓은 시트(>1500mm)를 주조할 때는 내부 스페이서의 수를 늘려 금속 정압으로 인해 노즐 립이 바깥쪽으로 부풀어 오르는 것을 방지합니다. 립이 부풀어 오르면 시트의 중간이 두꺼워지는데, 이를 “크라운”이라고 하는 결함입니다.”

4. 노즐과 관련된 일반적인 결함 및 문제 해결 방법

불량한 팁 상태는 TRC에서 약 40%의 주조 결함의 근본 원인입니다. 신속한 문제 해결을 위해서는 결함과 노즐 상태 사이의 연관성을 파악하는 것이 필수적입니다.

표 2: 노즐 관련 주조 결함 문제 해결

5. ADtech 캐스터 팁의 기술 사양

올바른 구성 요소를 선택하려면 아래의 기술 파라미터를 참조하세요. 이러한 표준은 글로벌 항공우주 및 호일 포장 요건을 준수합니다.

6. 설치 및 교체 절차

부적절한 설치는 “브레이크아웃”(용융 금속 유출)의 주요 원인입니다. 안전과 성능을 보장하기 위해 이 엄격한 프로토콜을 따르세요.

1단계: 준비

다음 사항을 확인하십시오. 스틸 쉘 (세라믹 팁의 금속 홀더)가 깨끗하고 오래된 내화성 접착제나 알루미늄이 튀지 않아야 합니다. 이물질이 있으면 세라믹 팁이 고르지 않게 놓여 스트레스 포인트를 만들 수 있습니다.

2단계: 예열(중요한 단계)

세라믹 섬유 소재는 공기 중의 수분을 자연적으로 흡수합니다. 차갑고 축축한 팁이 녹은 알루미늄(약 680°C)에 닿으면 물이 순식간에 증기로 변하여 팁이 폭발하거나 균열이 생길 수 있습니다.

• 프로토콜: 새 팁을 건조 오븐에 넣습니다.

• 주기: 최대 200°C 을 2시간 동안 유지한 후 260°C 를 최소 4시간 동안 사용합니다.

• 저장소: 정확한 설치 시점까지 100°C 이상의 건조한 상자에 보관하세요.

3단계: 조립

팁과 헤드박스 사이에 내화성 실란트(예: ADtech의 고온 매스틱)를 얇게 도포합니다. 클램프를 균일하게 조입니다. 주조가 시작되기 전에 세라믹 보드가 파손될 수 있으므로 과도한 토크를 가하지 마세요.

4단계: 표면 코팅

레이어를 적용합니다. 질화 붕소(BN) 을 노즐 입구에 분사합니다. 이 비습윤제는 알루미늄이 세라믹에 달라붙는 것을 방지하고 부드럽게 방출되도록 합니다.

7. 사례 연구: 허난성에서 5052 합금 주조 최적화(2024년)

위치: 중국 허난성(알루미늄 산업 허브)
날짜: 2024년 3월
Client: 자동차 방열판을 전문으로 하는 중형 알루미늄 압연 공장입니다.

문제:
클라이언트는 5052 알루미늄 합금 (고마그네슘 등급)의 표준 진공 성형 캐스터 팁을 사용했습니다. 그들은 스트립 표면에 잦은 “드래그 마크'와 표면 찢어짐을 경험했습니다. 그 결과 12~14시간마다 주조 라인을 멈추고 노즐을 교체해야 했기 때문에 OEE(설비종합효율)가 크게 저하되었습니다. 연마성이 강한 마그네슘이 풍부한 합금의 흐름에 따라 부드러운 팁이 너무 빨리 마모되고 있었습니다.

솔루션:
ADtech 엔지니어는 다음과 같이 전환할 것을 권장했습니다. 강화된 N17 스타일 리지드 보드 노즐 고마그네슘 흐름에 최적화된 특정 내부 배플 설계가 적용되었습니다.

• 재료 변경: 표준 세라믹 섬유를 고밀도 흑연 강화 규산칼슘(N17에 해당)으로 대체했습니다.

• 디자인 변경: 출구 립의 난기류를 줄이기 위해 “3 챔버” 배플 디자인을 구현했습니다.

결과:

1. 수명 연장: 캐스팅 캠페인 지속 시간이 다음에서 증가했습니다. 14시간~72시간 연속 작동.

2. 결함 감소: 표면 드래그 마크가 사실상 제거되어 스크랩률이 다음과 같이 감소했습니다. 18%.

3. 비용 절감: 리지드 N17 팁은 초기에는 25%가 더 비쌌지만, 가동 중단 시간과 스크랩이 감소하여 결과적으로 $45,000 USD의 순 절감 효과 2024년 1분기까지.

세탁 시스템 및 유통

캐스터 팁은 라인의 끝에 불과합니다. 팁으로 들어가는 금속의 품질은 세탁 (채널) 및 여과 상자. 세탁 라이닝이 입자를 흘리면 그 입자가 캐스터 팁 배플을 막아서 캐스터를 망칠 수 있습니다. 항상 고품질 팁과 용융 실리카 세탁 라이너를 함께 사용하세요.

질화 붕소 코팅

흔히 “주조용 이형제'로 검색되는 질화붕소는 캐스터 팁의 가장 좋은 친구입니다. 고온에서 윤활제 역할을 합니다. 용융물을 연소시키거나 탄소로 오염시킬 수 있는 흑연과 달리 BN은 안정적이고 불활성 상태를 유지합니다.

트윈 롤과 벨트 캐스팅 팁

이 글에서는 트윈 롤 캐스팅(TRC)에 초점을 맞춥니다, 벨트 캐스터 (예: 헤이즐렛)도 사출 노즐을 사용합니다. 그러나 벨트 캐스터 노즐은 다른 열 조건에서 작동하며 일반적으로 TRC 팁보다 훨씬 더 넓고 압축력이 적습니다.

8. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: “하드” 및 “소프트” 캐스터 팁의 주요 차이점은 무엇인가요?
A: “하드” 팁은 고밀도 경질 보드(예: N17)로 만들어지며 기계 가공됩니다. 고속 주조 및 연마 합금에 사용됩니다. “소프트” 팁은 세라믹 섬유로 진공 성형됩니다. 압축 가능하고 저렴하며 부드러운 합금의 범용 주조에 사용됩니다.

Q2: 시작 중에 캐스터 팁이 가끔 폭발하는 이유는 무엇인가요?
A: 이는 거의 대부분 갇힌 수분으로 인해 발생합니다. 팁을 최소 250°C로 예열하여 흡수된 수분을 증발시키지 않으면 용융 알루미늄과 접촉 시 증기가 급격히 팽창하여 세라믹이 파열됩니다.

Q3: 캐스터 팁은 얼마나 자주 교체해야 하나요?
A: 합금과 캠페인 길이에 따라 다릅니다. 표준 포일 스톡의 경우, 매 캠페인마다 팁을 교체합니다(일반적으로 24시간에서 48시간). 일반적으로 팁을 재사용하면 표면이 열화되어 결함이 발생할 수 있으므로 재사용하지 않는 것이 좋습니다.

Q4: 1xxx 및 5xxx 시리즈 합금에 동일한 노즐을 사용할 수 있나요?
A: 기술적으로는 맞지만 최적은 아닙니다. 1xxx 합금(순수 알루미늄)은 부드럽고 쉽게 흐릅니다. 5xxx 합금(마그네슘 첨가제)은 산화와 슬러지가 발생하기 쉽습니다. 5xxx의 경우 막힘을 방지하기 위해 질화붕소로 충분히 코팅된 더 조밀하고 매끄러운 팁이 필요합니다.

Q5: 캐스터 팁에 가장 적합한 코팅은 무엇인가요?
A: 질화붕소(BN)는 업계 표준입니다. 우수한 비습윤성과 윤활성을 제공합니다.

Q6: 캐스트 스트립에 “귀” 또는 “융기'가 생기는 원인은 무엇인가요?
A: 노즐 출구의 유속이 고르지 않아서 발생하는 경우가 많습니다. 내부 배플이 손상되었거나 잘못 설계된 경우 특정 영역에서 금속이 더 빨리 흐르면서 스트립에 융기(귀)가 생깁니다.

Q7: 에이디테크는 캐스터 팁의 품질을 어떻게 보장하나요?
A: ADtech는 나노 복합 기술을 사용하여 섬유 구조를 강화하여 박리 현상이 발생하지 않도록 합니다. 또한 고밀도 보드에 X-레이 검사를 실시하여 내부 공극이 없는지 확인합니다.

Q8: 단일 캐스터 팁의 최대 너비는 얼마인가요?
A: 팁은 최대 2200mm 폭으로 제작할 수 있습니다. 그러나 매우 넓은 캐스터의 경우 열팽창을 관리하기 위해 세그먼트 팁을 사용하기도 합니다.

Q9: 주조 중 노즐이 막히는 것을 방지하려면 어떻게 해야 하나요?
A: 이물질을 제거하기 위해 업스트림 여과(CFF 또는 딥 베드 필터)가 올바르게 작동하는지 확인하세요. 또한 헤드박스 온도와 수위를 일정하게 유지하여 산화물이 노즐에 유입되는 것을 방지하세요.

Q10: 팁 소재의 열전도율이 중요한 이유는 무엇인가요?
A: 팁 내부에서 알루미늄이 얼어붙는 현상(조기 응고)을 방지하려면 낮은 열전도율이 필수적입니다. 팁은 절연체 역할을 하여 주조 롤에 닿을 때까지 금속 액체를 유지합니다.

9. 결론 및 권장 사항

겸손한 캐스터 팁 알루미늄 주조 라인의 수익성을 좌우하는 첨단 기술 부품입니다. 초박형 포일 스톡을 생산하든 견고한 자동차 시트를 생산하든 노즐 재료와 용융 합금 간의 상호 작용이 품질을 결정하는 요소입니다.

최신 압연기의 경우 다음과 같이 업그레이드하십시오. 나노 강화 세라믹 섬유 팁 또는 정밀 가공된 N17 보드 은 수율을 개선하는 가장 비용 효율적인 방법 중 하나입니다. 위에서 설명한 유지보수 및 설치 프로토콜, 특히 엄격한 예열 체제를 준수하면 일반적인 결함을 제거하고 일관된 세계 최고 수준의 주조 결과를 얻을 수 있습니다.

ADtech 는 열에 견딜 뿐만 아니라 오늘날의 고성능 알루미늄 시장에 필요한 정밀도를 제공하는 주조 팁을 제공하여 소모품의 야금학을 발전시키는 데 전념하고 있습니다.