Для оптимального непрерывного литья алюминия необходимо правильно выбрать наконечники и насадки для роликов является единственным наиболее критическим фактором в контроле калибра листа, качества поверхности и микроструктуры. Высокопроизводительные наконечники из керамического волокна (в частности, N17 и высококремнистые варианты) являются промышленным стандартом для двухвалкового литья, обеспечивая превосходную теплоизоляцию, несмачиваемость расплавленного алюминия и устойчивость к тепловому удару. Данные промышленных испытаний показывают, что использование точно обработанных наконечников МНЛЗ с нано-армированием позволяет уменьшить такие дефекты поверхности, как следы от пульсации и краевые трещины до 30%, при этом срок службы увеличивается до более чем 48 часов на комплект. Ключ к максимизации производительности и качества заключается в подборе жесткости и теплопроводности наконечника в соответствии с конкретной маркой сплава (например, серия 1xxx против 5xxx) и соблюдении строгого протокола предварительного нагрева до 260°C для удаления абсорбированной влаги перед установкой.

1. Важнейшая роль литейных наконечников при двухвалковой разливке

В процессе непрерывного литья заготовок с двумя валками (TRC) наконечник ролика (также известный как форсунка или инжектор) служит в качестве конечного интерфейса между системой распределения расплавленного металла и водоохлаждаемыми валками. Его основная функция заключается не только в подаче металла, но и в регулировании потока, обеспечивая ламинарный, равномерный фронт волны по всей ширине разливочных валков.

Почему точность имеет значение
Если наконечник литейной машины не сохраняет стабильность размеров, зазор (отверстие) между кромками наконечника будет меняться. Отклонение даже на 0,1 мм может привести к неравномерному охлаждению, в результате чего образуются “горячие точки” или “холодные затворы”. На сайте ADtech Бренд фокусируется на решении этих специфических гидродинамических задач путем использования материалов, которые противостоят эрозии и сохраняют жесткость под гидростатическим давлением напорной коробки.

Основные функции узла форсунки:

• Распределение потока: Преобразование турбулентного потока из головной коробки в ламинарный.

• Поддержание температуры: предотвращение преждевременного затвердевания перед точкой зажима при использовании материалов с низкой теплопроводностью.

• Контроль ширины: Определение точной ширины отливки с помощью регулируемых кромочных дамб и распорок.

2. Виды алюминиевого литья Советы: Материалы и характеристики

Выбор материала для форсунки определяет постоянство вашей литейной кампании. Две доминирующие категории материалов - это Керамическое волокно и N17 (силикат кальция высокой плотности).

Советы по разливке керамического волокна

Это наиболее распространенное решение для производства стандартных алюминиевых листов. Изготовленные методом вакуумно-всасывающего формования, они имеют небольшой вес и обладают отличными изоляционными свойствами. Наконечники из керамического волокна ADtech часто армируются нанопокрытием для предотвращения расслоения волокон, которое приводит к появлению включений в конечном листе.

• Лучшее для: Сплавы серий 1xxx, 3xxx и 8xxx.

• Ключевое преимущество: Отличная гибкость позволяет наконечнику слегка сжиматься под действием силы валика, не трескаясь, сохраняя герметичность.

N17 и жесткие наконечники

Для более сложных применений, таких как высокомагниевые сплавы (серия 5xxx), предпочтительны жесткие платы типа N17. Они обрабатываются из блоков высокой плотности, а не формируются в вакууме.

• Лучшее для: Высокоскоростное литье и более твердые сплавы (например, 5052, 5182).

• Ключевое преимущество: Превосходная устойчивость к эрозии и “прогибам” при большой ширине (до 2000 мм+).

Сравнение: Керамическое волокно против жесткой плиты N17

3. Оптимизация потока: внутренние перегородки и прокладки

Литейная форсунка редко представляет собой простую полую трубку. Внутри она содержит сложную систему дефлекторы и прокладки.

• Перегородки: Эти внутренние структуры нарушают кинетическую энергию поступающего расплавленного алюминия. Заставляя металл двигаться по “змеевидному” пути, отбойники обеспечивают равномерную скорость на выходной кромке. Без отбойников центр листа получал бы более быстрый и горячий металл, чем края, что привело бы к разделение центральных линий.

• Проставки: Эти жесткие блоки поддерживают внутренний зазор (апертуру) наконечника сопла. Они должны быть изготовлены из материалов, не вступающих в реакцию с алюминием, как правило, из плотного плавленого кварца или высокоглиноземистой керамики.

Совет для операторов:
При литье широких листов (>1500 мм) увеличьте количество внутренних распорок, чтобы предотвратить выпячивание губок сопла наружу под действием металлостатического давления. Выпуклая кромка приводит к тому, что лист становится толще в середине - дефект, известный как “корона”.”

4. Распространенные дефекты, связанные с форсунками, и устранение неисправностей

Плохое состояние наконечника является основной причиной почти 40% дефектов литья в TRC. Выявление связи между дефектом и состоянием сопла необходимо для быстрого устранения неполадок.

Таблица 2: Устранение неисправностей, связанных с дефектами литья через сопло

5. Технические характеристики ADtech Caster Tips

Чтобы убедиться, что вы выбрали правильный компонент, ознакомьтесь с приведенными ниже техническими параметрами. Эти стандарты соответствуют мировым требованиям к аэрокосмической и фольгированной упаковке.

6. Процедура установки и замены

Неправильная установка является основной причиной “прорывов” (вытекания расплавленного металла). Следуйте этому строгому протоколу, чтобы обеспечить безопасность и производительность.

Шаг 1: Подготовка

Обеспечьте стальная оболочка (металлический держатель для керамического наконечника) чист и очищен от старого огнеупорного клея или алюминиевых брызг. Любой мусор приведет к тому, что керамический наконечник будет сидеть неровно, создавая точки напряжения.

Шаг 2: предварительный нагрев (важнейший шаг)

Материалы из керамического волокна естественным образом впитывают влагу из воздуха. Если холодный влажный наконечник коснется расплавленного алюминия (около 680°C), вода мгновенно превратится в пар, что приведет к взрыву или растрескиванию наконечника.

• Протокол: Поместите новые наконечники в сушильный шкаф.

• Цикл: Поднимитесь до 200°C в течение 2 часов, затем выдержите при 260°C не менее 4 часов.

• Хранение: Храните в сухом боксе при температуре >100°C до момента установки.

Шаг 3: Сборка

Нанесите тонкий слой огнеупорного герметика (например, высокотемпературную мастику ADtech) между наконечником и коробкой с головками. Равномерно затяните зажимы - не перетягивайте, так как это может привести к разрушению керамической плиты еще до начала литья.

Шаг 4: Покрытие поверхности

Нанесите слой Нитрид бора (BN) нанесите спрей на губки насадки. Это несмачивающее средство предотвращает прилипание алюминия к керамике и обеспечивает плавную разгрузку.

7. Тематическое исследование: Оптимизация литья сплава 5052 в Хэнани (2024)

Расположение: Провинция Хэнань, Китай (центр алюминиевой промышленности)
Дата: Март 2024 года
Клиент: Среднеразмерный алюминиевый прокатный завод, специализирующийся на производстве тепловых экранов для автомобилей.

Проблема:
Клиент занимался производством алюминиевый сплав 5052 (высокомагниевая марка) с использованием стандартных вакуумных литейных наконечников. Они часто сталкивались с проблемой “следов волочения” и разрывов на поверхности полосы. В результате им приходилось останавливать линию разливки каждые 12-14 часов для замены насадки, что значительно снижало общую эффективность оборудования (OEE). Мягкие наконечники слишком быстро стирались под потоком абразивного сплава с высоким содержанием магния.

Решение:
Инженеры ADtech рекомендовали перейти на Закаленная насадка для жесткой доски в стиле N17 с особой конструкцией внутренней перегородки, оптимизированной для потока магния.

• Существенное изменение: Замена стандартного керамического волокна на армированный графитом силикат кальция высокой плотности (эквивалент N17).

• Изменение дизайна: Реализована трехкамерная конструкция перегородки для снижения турбулентности на выходной кромке.

Результаты:

1. Увеличенный срок службы: Продолжительность кастинговой кампании увеличилась с От 14 часов до 72 часов непрерывная работа.

2. Устранение дефектов: Следы волочения на поверхности были практически исключены, что позволило снизить количество брака на 18%.

3. Экономия средств: Хотя жесткие наконечники N17 изначально стоили на 25% дороже, сокращение простоев и брака привело к тому, что чистая экономия в размере $45,000 долларов США в первом квартале 2024 года.

Системы отмывания и дистрибуция

Литейный наконечник - это всего лишь конец линии. Качество металла, поступающего в наконечник, зависит от отмывает (каналы) и фильтровальные ящики. Если отмывочная прокладка отбрасывает частицы, эти частицы будут забивать перегородки кастерного наконечника, портя каст. Всегда используйте высококачественные наконечники с отмывочными накладками из плавленого кварца.

Покрытия из нитрида бора

Нитрид бора - лучший друг литейщика, который часто называют “разделительным средством для литья”. Он действует как смазка при высоких температурах. В отличие от графита, который может сгореть или загрязнить расплав углеродом, BN остается стабильным и инертным.

Советы по сравнению двухвалковой и ленточной разливки

Эта статья посвящена двухвалковому литью (TRC), Ролики для ремня (например, Hazelett) также используют инжекционные сопла. Однако сопла ленточных роликов работают в других температурных условиях и, как правило, гораздо шире и подвергаются меньшему сжимающему усилию, чем наконечники TRC.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Q1: В чем основная разница между “жесткими” и “мягкими” кастерными наконечниками?
О: “Жесткие” наконечники изготавливаются из жестких плит высокой плотности (например, N17) и подвергаются механической обработке. Они используются для высокоскоростного литья и абразивных сплавов. “Мягкие” наконечники изготавливаются в вакууме из керамического волокна. Они сжимаются, дешевле и используются для общего назначения при литье более мягких сплавов.

Вопрос 2: Почему наконечники кастеров иногда взрываются при запуске?
О: Причиной почти всегда является попадание влаги. Если наконечник не был предварительно нагрет до температуры не менее 250°C, чтобы испарить впитавшуюся воду, быстрое расширение пара при контакте с расплавленным алюминием приводит к тому, что керамика лопается.

Q3: Как часто следует заменять наконечники роликов?
О: Это зависит от сплава и продолжительности кампании. Для стандартной фольги наконечники меняют после каждой кампании (обычно через 24-48 часов). Повторное использование наконечников обычно не рекомендуется, так как поверхность деградирует, что приводит к появлению дефектов.

Вопрос 4: Можно ли использовать одну и ту же насадку для сплавов серий 1xxx и 5xxx?
О: Технически да, но это не оптимальный вариант. Сплавы 1xxx (чистый алюминий) мягкие и легко текут. Сплавы 5xxx (с добавками Mg) склонны к окислению и образованию осадка. Для 5xxx требуется более плотный и гладкий наконечник, обильно покрытый нитридом бора, чтобы предотвратить засорение.

Q5: Какое покрытие лучше всего подходит для наконечников кастеров?
О: Нитрид бора (BN) является промышленным стандартом. Он обеспечивает превосходные несмачивающие свойства и смазку.

Q6: Что вызывает “уши” или “гребни” на литой полосе?
О: Это часто вызвано неравномерной скоростью потока на выходе из сопла. Если внутренние перегородки повреждены или плохо спроектированы, металл течет быстрее в определенных областях, создавая гребни (ушки) на полосе.

Q7: Как ADtech обеспечивает качество своих наконечников для литья?
О: ADtech использует нанокомпозитную технологию для усиления структуры волокон, что гарантирует отсутствие расслоения. Мы также проводим рентгеновский контроль плит высокой плотности, чтобы убедиться в отсутствии внутренних пустот.

Q8: Какова максимальная ширина для одного наконечника ролика?
О: Наконечники могут быть изготовлены шириной до 2200 мм. Однако для очень широких роликов иногда используются сегментированные наконечники для регулирования теплового расширения.

Q9: Как предотвратить засорение сопла во время литья?
О: Убедитесь, что фильтрация выше по потоку (CFF или фильтр глубокого слоя) работает правильно для удаления включений. Кроме того, поддерживайте постоянную температуру и уровень в головной коробке, чтобы предотвратить попадание окислов в сопло.

Q10: Почему важна теплопроводность материала наконечника?
О: Низкая теплопроводность необходима для предотвращения замерзания алюминия внутри наконечника (преждевременного затвердевания). Наконечник действует как изолятор, сохраняя металл жидким до тех пор, пока он не попадет на литейные валки.

9. Заключение и рекомендации

Скромный наконечник ролика это высокотехнологичный компонент, определяющий рентабельность линии литья алюминия. Независимо от того, производите ли вы сверхтонкую фольгу или прочные автомобильные листы, взаимодействие между материалом форсунки и расплавленным сплавом является определяющим фактором качества.

Для современных прокатных станов модернизация до Наноармированные наконечники из керамического волокна или Платы N17 с прецизионной обработкой является одним из наиболее экономически эффективных методов повышения производительности. Соблюдая описанные выше протоколы обслуживания и установки, в частности строгий режим предварительного нагрева, операторы могут устранить распространенные дефекты и добиться стабильных результатов литья мирового класса.

ADtech по-прежнему стремится к совершенствованию металлургии расходных материалов, предоставляя литейные наконечники, которые не только выдерживают высокую температуру, но и обеспечивают точность, необходимую для современного рынка высокопроизводительного алюминия.