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 립 사이의 간극(개구부)이 변동합니다. 0.1mm의 변동만으로도 냉각 불균형을 초래하여 “핫 스팟” 또는 “콜드 셧” 현상이 발생할 수 있습니다. 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+)에서도 탁월한 내마모성과 “휨” 저항성.

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. 금속이 “구불구불한” 경로를 따라 흐르도록 강제함으로써, 배플은 출구 립에서 속도가 균일하도록 보장합니다. 배플이 없다면, 시트의 중심부는 가장자리보다 더 빠르고 뜨거운 금속을 받게 되어 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 금형 내부의 스페이서 수를 늘려야 합니다. 이는 금형 내 압력(메탈로스타틱 압력)으로 인해 노즐 립이 바깥쪽으로 부풀어 오르는 것을 방지하기 위함입니다. 립이 부풀어 오르면 시트 중앙부가 두꺼워지며, 이는 “크라운” 결함으로 알려져 있습니다.”

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 절차를 따르십시오.

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) 주조 시 표준 진공 성형 캐스터 팁을 사용했습니다. 스트립 표면에 빈번한 “드래그 마크”와 표면 찢김 현상이 발생했습니다. 결과적으로 12~14시간마다 주조 라인을 중단하고 노즐을 교체해야 했으며, 이는 OEE(종합설비효율)에 심각한 타격을 주었습니다. 연질 팁은 마모성이 강한 마그네슘 풍부 합금의 흐름 아래에서 너무 빠르게 침식되었습니다.

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 립에서의 난류를 줄이기 위해 “3실” 배플 설계를 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

“주조용 이형제”로 자주 검색되는 질화 붕소는 주조 팁의 최고의 동반자입니다. 고온에서 윤활제 역할을 하며, 탄소로 녹을 오염시키거나 타버릴 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.

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.