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郑州大学学报（工学版） 2014年第5期35卷 112-115页

作者：卢广玺王鹏关绍康周崇贾志翔辛萧洋郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

采用SEM、EDS、XRD等方法研究了哈兹列特连铸连轧AA5052铝合金过程中铸嘴挂渣的成分和机理,并利用热力学吉布斯自由能计算了形成铸嘴挂渣结合物的驱动力,分析了挂渣结合物的反应形成过程.研究发现,铸嘴挂渣的主要成分为尖晶石、镁橄榄... 详细信息

采用SEM、EDS、XRD等方法研究了哈兹列特连铸连轧AA5052铝合金过程中铸嘴挂渣的成分和机理,并利用热力学吉布斯自由能计算了形成铸嘴挂渣结合物的驱动力,分析了挂渣结合物的反应形成过程.研究发现,铸嘴挂渣的主要成分为尖晶石、镁橄榄石、硅酸镁等.铸嘴中的SiO2或Al2O3与AA5052合金熔体中的Al、Mg和MgO等在铸造过程中长时间接触发生反应,生成尖晶石、镁橄榄石、硅酸镁等,其中主要是尖晶石成分,最终导致铸嘴挂渣.

关键词：哈兹列特连铸连轧 AA5052 铸嘴挂渣尖晶石

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高速连铸连轧AA5052合金板溶体夹杂的研究

高速连铸连轧AA5052合金板溶体夹杂的研究

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作者：王鹏郑州大学

学位级别：硕士

高速连铸连轧铝板带工艺是新型高效短流程的生产工艺，该工艺由高速连续铸造机和热三连扎机直接将电解铝液直配的铝熔体转化为1～2mm的板坯，生产效率可达50t/h。但电解铝液中夹杂物的含量高，而且合金熔体的铸造速度很快，夹杂物含量... 详细信息

高速连铸连轧铝板带工艺是新型高效短流程的生产工艺，该工艺由高速连续铸造机和热三连扎机直接将电解铝液直配的铝熔体转化为1～2mm的板坯，生产效率可达50t/h。但电解铝液中夹杂物的含量高，而且合金熔体的铸造速度很快，夹杂物含量的高低将直接影响板材性能，因此对高速连铸连轧工艺合金熔体中夹杂物分布的研究非常重要;细化剂的过度添加会对铝熔体引入较多的夹杂物，少了会影响细化效果，细化剂对铝熔体质量的影响成为该工艺的关键技术;由于高速连铸连轧工艺铝熔体中夹杂物的含量较高和铸嘴材质的因素，铸嘴挂渣问题较为突出，研究铸嘴挂渣机理和优化方法成为一项重要技术。本文针对高速连铸连轧工艺合金熔体中夹杂物的检测手段展开研究，结合Image-Pro Plus计算机分析软件研究了新型高效的IPP金相分析技术来检测合金熔体中的夹杂物;分别利用新型金相分析法和国外的PoDFA、Prefil-Footprinter检测分析方法对AA5052铝熔体中夹杂的分布规律做了系统研究，并与国外的PoDFA检测分析方法做了结果对比;通过实验模拟和工业在线条件分别研究了细化剂Al5TiB对高速连铸连轧AA5052合金细化效果并做对比分析，研究了不同含量的细化剂Al5TiB对铝熔体质量的影响，尤其是对夹杂物含量的影响;通过对铸嘴挂渣结合物和进口宽幅铸嘴材质的研究，确定了铸嘴挂渣的基本机理，并对比研究了石墨乳、氮化硼、高岭土和脱模剂涂层对铸嘴挂渣的优化。主要结果如下：（1）高速连铸连轧AA5052铝熔体中夹杂物主要是尖晶石、细化剂颗粒、盐颗粒和氧化膜，炉口处尖晶石含量达97%，前箱处的夹杂物主要是钛硼聚集颗粒和尖晶石颗粒，二者占到总夹杂含量的80%以上。（2）高速连铸连轧AA5052铝熔体中夹杂物含量在炉口处较高，经过SNIF除气处理，显著降低，经过滤处理后夹杂物含量达到最低，但在前箱处夹杂物的数量又急剧增加。（3）细化剂Al5TiB加入AA5052熔体后，铝熔体中夹杂物的数量也逐渐增加，但在夹杂物平均尺寸却明显的比不含细化剂铝钛硼的夹杂物要小;AA5052合金熔体流动性随细化剂Al5TiB加入量的增加而增加，最后趋于平稳;细化剂加入后，晶粒得到了明显的细化，高速连铸连轧生产AA5052细化剂Al5TiB最佳的加入量为约0.25%。（4）高速连铸连轧工艺生产AA5052铝合金铸嘴挂渣的主要成分为尖晶石、镁橄榄石、硅酸镁等，尖晶石的含量最多，镁橄榄石次之。（5）铸嘴中的SiO2或Al2O3、AA5052与熔体中的Al、Mg、MgO之间在连铸连轧过程中发生反应，生成尖晶石、硅酸镁、镁橄榄石等导致铸嘴挂渣。铸嘴表面粗糙度对铸嘴挂渣反应具有直接影响。（6）铸嘴涂层可有效隔离铝熔体和铸嘴材料，减少或避免二者发生反应，减少铸嘴挂渣。氮化硼涂层与其他涂层相比：具有较高的结合力、小的粗糙度、不沾铝（大的润湿角）等优点，可以替代进口的铸嘴石墨乳涂层。

关键词：高速连铸连轧夹杂物 Al5TiB 铸嘴挂渣 AA5052

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