Aluminiumwalzprozess - Rosenburg aluminium Hersteller von extrudiertem Aluminium

Aluminum rolling process
4 April 2022
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Aluminiumwalzprozess

Wie läuft das Walzen von Aluminium ab? Jüngste technologische Fortschritte in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Schifffahrts- und Bauindustrie haben zu einer erhöhten Nachfrage nach Materialien mit hohem Festigkeits-/Gewichtsverhältnis, hohem spezifischem Modul, guter Korrosionsbeständigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit geführt. Aluminium und seine Legierungen bieten eine Kombination enormer Eigenschaften.

 

Die Verarbeitung von Aluminiumlegierungen vom Guss bis zum Endprodukt ist mit mehreren metallurgischen Vorgängen verbunden. Zur weiteren Verfeinerung und Optimierung von Prozesswegen und Legierungen ist ein umfassendes Verständnis mechanisch-thermischer Prozesse mit experimentellen Beobachtungen und physikalischer Modellierung erforderlich.

Walzen ist ein mechanischer Prozess, der an vielen Metallbearbeitungsvorgängen beteiligt ist. Gewalzte Aluminiumprodukte sind die Grundmaterialien für unser tägliches Leben. Dünne Produkte werden als Verpackungsmaterialien wie dicke Produkte, Aluminiumdosen und Aluminiumbleche als Strukturelemente für Schienenfahrzeuge und Flugzeuge verwendet.

 

Walzprodukte, nämlich Platten, Bleche und Folien, machen etwa 50 % der insgesamt eingesetzten Aluminiumlegierungen aus. In Nordamerika verwendet die Verpackungsindustrie die meisten Bögen und Folien zur Herstellung von Getränkedosen, Folienbehältern und Folienverpackungen. Diese Platte wird auch für Bedachungen und Fassaden, für Flugzeugstrukturen, Straßen- und Schienenfahrzeuge, im Transportwesen, einschließlich Offshore-Plattformen, sowie für Aufbauten und Rümpfe verwendet.

Außerdem wird derzeit relativ wenig in der Produktion von Großserienfahrzeugen verwendet, und es wird erwartet, dass im nächsten Jahrzehnt die für Gitterrahmen und Karosserieteile verwendeten Bleche verwendet werden, ein Markt, der leicht 2 Millionen Tonnen aufnehmen kann. Im Getränkerahmen. Boxen. Verwendet bei der Herstellung von Flugrahmen, Militärfahrzeugen und -brücken, Schiffsaufbauten, Kühl- und Chemikalienbehältern und Kunststoffprodukten. Andere Verwendungen für Verpackungsfolie sind Folien für elektrische Geräte, Gebäudeisolierungen, lithographische Platten und Wärmetauscher.

Zeigt die Produktionsprozesse von stranggepressten Aluminiumprodukten. Rollgeräte werden in ungefähr drei Typen unterteilt. Das heißt, Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke und Folienwerke. Im Allgemeinen wird das Walzen durchgeführt, indem eine Belastung auf das Material ausgeübt wird, indem es vertikal entlang eines Walzenpaars gepresst wird. Arbeitswalzen verformen sich aufgrund des Hochlastwalzprozesses. Dadurch werden die gewalzten Bänder verzogen. Um dieses Problem zu lösen, werden oben und unten an jeder Arbeitswalze eine oder mehrere zusätzliche Walzen installiert, um Verformungen zu reduzieren.

 

Aluminiumwalzprozess

Das Warmwalzen erfolgt bei höchstmöglicher Temperatur, um die Belastungen zu reduzieren und die Fließspannung zu reduzieren, um eine große Reduzierung zu erreichen. Aufgrund der Notwendigkeit, die Kristallisation und Ausscheidung je nach Legierung sowie Aggregation nachzusteuern, wird eine hohe Temperaturgrenze angewendet.

Während des normalen Walzens wandelt sich die grobe Struktur in eine Massenstruktur um und rekristallisiert zu einer feineren Korngröße. Die Primärsedimente werden grob zerkleinert und gleichmäßig verteilt. Eine Verringerung der Temperatur während des Walzens und eine Erhöhung der Vakuumkonzentration im Netzwerk aufgrund der Verformung führt zu einer stärkeren Ausscheidung der Sekundärphasen.

Aufgrund der Mikrostruktur werden Warmwalzverformung und Glühschritte nacheinander beobachtet. Die vorherrschenden metallurgischen Eigenschaften sind Rekristallisation und Entwicklung von Kristall-(Textur-)Orientierungen. Beide Prozesse sind miteinander verbunden und werden durch Dauerregen beeinflusst

. Die Rekristallisation wird hauptsächlich durch das Legierungssystem und die Verarbeitungsbedingungen bestimmt. Bei hochreinem Aluminium ist die Korngrenzenbeweglichkeit hoch und das Material zeigt bereits während der Bearbeitung eine schnelle Rekristallisation (dynamische Rekristallisation).

Herkömmliche Industrielegierungen können bei sehr hohen Temperaturen eine dynamische Rekristallisation beobachten, dieser Effekt ist nicht nur auf Keimbildung und Wachstum zurückzuführen, sondern hauptsächlich auf lokales Aufquellen der Korngrenze. Bei diesen Werkstoffen erfolgt die Rekristallisation meist im Stillstand oder nach dem Walzen bei hohen Temperaturen (nach dynamischer oder statischer Rekristallisation).

In handelsüblichen reinen Legierungen wie AA1050, die üblicherweise für Folien- oder Lithografieverpackungen verwendet werden, interagieren Elemente mit geringer Löslichkeit wie Fe und Si mit den Korngrenzen, um eine Rekristallisation in Gegenwart fein dispergierter Sedimente zu verhindern.

Die Anwesenheit von Mangan und Chrom ergibt die gleiche Wirkung, solange die Elemente nicht an große Partikel gebunden sind. Beim Legierungssystem Al-Mg-Mn, das in erheblichen Mengen für Getränkedosen oder Automobilbauteile verwendet wird, deckt die Rekristallisation ein breites Spektrum industrieller Bedingungen ab und kann daher stark durch die Wahl der Walzparameter beeinflusst werden. . In der industriellen Praxis kann die Rekristallisationsstruktur in einem separaten Glühprozess erhalten werden, fortgeschrittenere Technologien nutzen jedoch die Walztemperatur auf dem Coil.

In einem typischen Warmwalzwerk werden Aluminiumbarren in Öfen getaucht, bevor sie zur Reversiermühle oder zum Shredder gebracht werden, um einen langen, schmalen Streifen herzustellen. Das Band wird erheblich reduziert, wir bringen es zum Finishing Mill, das aus einer Reihe von Rollen nach der gleichen Linie besteht, und wird auf die endgültige Dicke reduziert, bevor es am Ende des Prozesses gewickelt wird.

Eine kontinuierliche Walzlinie erzeugt eine kontinuierliche dünne Bramme, die in einem kontinuierlichen Prozess, alles in einem, durch ein Grobwalzwerk und dann durch einen Schaftwalzwerk geführt wird. Das Brammenwerk verfügt über ein separates Brechwerk und eine Veredelungsfabrik. Die Platte wird wiederholt unter demselben Walzwerk hindurchgeführt, um die endgültige Dicke zu erhalten.

Zeigt Beispielkonfigurationen von Anlagen für warmgewalztes Aluminium. Die Konfiguration von Walzwerken variiert in Abhängigkeit von der gewünschten Produktionsmenge. Einständermühlen werden zur Herstellung kleiner Chargen einer breiten Palette von Produkten verwendet, während Standmühlen für die Massenproduktion verwendet werden.

In den letzten Jahren ist es sehr wichtig geworden, mit Einzelwalzwerken zu arbeiten, um Walzwerke entsprechend der wachsenden Nachfrage hinzuzufügen, um die Anfangsinvestitionen zu minimieren und bestehende Anlagen zu verlagern.

Warmwalzwerke für Aluminium haben Coil-Coating-Probleme, da das Anhaften von Aluminiumpulver an der Oberfläche der Coils die Oberflächenqualität der gewalzten Bänder beeinflusst. Bürstenwalzen und andere spezielle Mechanismen werden in Aluminiumwalzwerken als Gegenmaßnahmen gegen ein solches Problem installiert.

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