材料加工新技术赵红亮.
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材料是人类生存的基础 ( Basis ) 材料是人类发展的标志 ( Mark ) 材料是科技创新的先导 ( Lead )
材料制备方法
IM(Ingot Metallurgy) 熔铸法
熔(melting)、炼(refining)、铸(casting) 铸件(castings) 机加工(machining)零件 铸坯(ingots)塑性成形(plastic forming) 热处理(heat treatment)机加工连铸之间的一种工艺。 世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor 公司的 Crawfordsville工厂投产。 进入90年代以来，薄板坯连铸连轧工艺迅猛发展。除德国
西马克和德马克公司开发的CSP和ISP技术进展很快外，奥钢
联开发的Controll技术、意大利达涅利公司开发的FTSC技术、 美国蒂平斯公司和韩国三星重工公司共同开发的TSP技术都陆 续被采用，各种技术在竞争中发展迅速。
工 艺
模铸 传统连铸 薄板坯连铸 薄带连铸 · · · · · ·
生 产 工 序
钢液 铸锭 均热 初轧 加热 热粗轧 热精轧 冷轧
· · · · · · · · · · · ·
目前发展状况:
目前，薄板坯连铸技术已经进入工业化生产，
而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究
阶段，一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。 日本预测，到2020年，在连铸技术领域，传统连 铸占40％，薄板坯连铸占50％，薄带坯连铸占10 ％。
铝合金哈兹列特连铸连轧工艺
一:工艺背景 二:国内外研究现状及发展趋势
哈兹列特工艺特点 哈兹列特工艺研究现状及发展趋势 车身板研究现状及发展趋势
一:工艺背景
• 铝加工工业的发展,铝材市场需求增大.产能产量迅猛增加. 产业结构性矛盾突出.节能降耗形式严峻. • 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我 国铝加工业的技术进步和产业结构升级。 • 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有 利于缓解能源,环保,安全三大问题. • 降低成本.提高性能.
塑性成形 (plastic forming)
挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging)
焊接（welding) 切削 (cutting) 粉末成型 (powder forming) 复合成型（铸轧、铸挤、锻轧、挤轧等）
材料加工新技术
赵红亮 (教授)
材料科学与工程学院
课程性质与目的:
介绍性质,不专注于太具体的 东西 目的是开阔思维,抛砖引玉,力争为 学生课题的开展提供一个思路
课程内容：
近终形成型技术 半固态加工技术
金属的塑性成型新工艺 材料加工中的计算机模拟
考试形式：
试卷考试！
材料与人类文明
材料是现代文明的支柱
近终形连铸的优点
可省去开坯、初轧，甚至可免去整个热轧工序，使设备投 资和过程能耗大为降低； 因断面尺寸接近成品，总轧制变形量减小，减少了机架数 量，进而降低基建投资。 应用薄板坯连铸生产热轧带钢，已使生产带卷的成本大大 降低，正在研究中的薄带连铸的工业应用，将会带来进一步
的革命性变化，这其中之一将是取消热连轧机组。
材料加工新技术之一
近终形成型技术
连铸出的直接为坯，不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转
炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序，具有节约能源、降低消耗、节省投资、机
械化和自动化程度高等优点，已成为现代钢铁企业广泛
应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初，中国连铸比仅为30%，到2000年， 中国连铸比已达85.3%，到2007年，中国连铸比已跃至 96.95%，达到国际先进水平。
PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法
制粉(powder making)压型(pressing)烧结(sintering)
SF(Spray Forming) 喷射成型法
材料成型方法
铸造(pour-casting, die-casting)
例如：汽车轮毂（Al、Zn）、活塞（Al）、 手机外壳（Mg）等
自70年代以来，钢铁工业从追求产量粗放型的规 模扩张走上了注重质量、节能降耗、结构优化，使我 国由钢铁大国走向钢铁强国的新路子： 一方面，用户对钢材质量、性能的要求越来越高。 另一方面，由于竞争激励，厂家需要不断尽可能地 降低成本。为了应付激烈的市场竞争，发达国家的钢
铁企业投入了大量的资金和人力开发新的工艺技术。
北京钢铁研究总院也研制了我国第一台薄板坯连 铸机，安装在兰州钢铁集团公司。1999年8月26日， 我国引进的第一条薄板坯连铸连轧生产线（CSP）在 广州珠江钢铁有限责任公司投产。整个生产过程采用 计算机控制，从废钢入炉到热轧成板只需2.5h，与需 要28h的传统工艺相比，具有明显的竞争优势。薄板 坯连铸连轧工艺生产带钢的成本（从钢水到热带）较 传统工艺约低50美元/吨。
<<返 回
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
万吨
800 600 400 200 0 29.6 1978 89.2 1990 330.8 2000 2007 1255.9
从1978年的29.6万吨,2007年增加到1255.9 万吨,年均递增13.8%,连续七年位居第一
全国年度铝材产量(万吨)
1400 1200 1000
其中近终形连铸技术是近20年来最为瞩目的
成就之一，它包括薄板坯连铸和薄带坯连铸两种。 近终形连铸（Near-Net-Shape Continuous Casting）是指使连铸坯的断面尺寸在保证钢材性 能、质量的前提下，尽量接近最终钢材断面的形
状、尺寸。
模铸、传统连铸、薄板坯连铸和薄 带坯连铸工艺过程对比
材料制备方法
IM(Ingot Metallurgy) 熔铸法
熔(melting)、炼(refining)、铸(casting) 铸件(castings) 机加工(machining)零件 铸坯(ingots)塑性成形(plastic forming) 热处理(heat treatment)机加工连铸之间的一种工艺。 世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor 公司的 Crawfordsville工厂投产。 进入90年代以来，薄板坯连铸连轧工艺迅猛发展。除德国
西马克和德马克公司开发的CSP和ISP技术进展很快外，奥钢
联开发的Controll技术、意大利达涅利公司开发的FTSC技术、 美国蒂平斯公司和韩国三星重工公司共同开发的TSP技术都陆 续被采用，各种技术在竞争中发展迅速。
工 艺
模铸 传统连铸 薄板坯连铸 薄带连铸 · · · · · ·
生 产 工 序
钢液 铸锭 均热 初轧 加热 热粗轧 热精轧 冷轧
· · · · · · · · · · · ·
目前发展状况:
目前，薄板坯连铸技术已经进入工业化生产，
而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究
阶段，一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。 日本预测，到2020年，在连铸技术领域，传统连 铸占40％，薄板坯连铸占50％，薄带坯连铸占10 ％。
铝合金哈兹列特连铸连轧工艺
一:工艺背景 二:国内外研究现状及发展趋势
哈兹列特工艺特点 哈兹列特工艺研究现状及发展趋势 车身板研究现状及发展趋势
一:工艺背景
• 铝加工工业的发展,铝材市场需求增大.产能产量迅猛增加. 产业结构性矛盾突出.节能降耗形式严峻. • 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我 国铝加工业的技术进步和产业结构升级。 • 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有 利于缓解能源,环保,安全三大问题. • 降低成本.提高性能.
塑性成形 (plastic forming)
挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging)
焊接（welding) 切削 (cutting) 粉末成型 (powder forming) 复合成型（铸轧、铸挤、锻轧、挤轧等）
材料加工新技术
赵红亮 (教授)
材料科学与工程学院
课程性质与目的:
介绍性质,不专注于太具体的 东西 目的是开阔思维,抛砖引玉,力争为 学生课题的开展提供一个思路
课程内容：
近终形成型技术 半固态加工技术
金属的塑性成型新工艺 材料加工中的计算机模拟
考试形式：
试卷考试！
材料与人类文明
材料是现代文明的支柱
近终形连铸的优点
可省去开坯、初轧，甚至可免去整个热轧工序，使设备投 资和过程能耗大为降低； 因断面尺寸接近成品，总轧制变形量减小，减少了机架数 量，进而降低基建投资。 应用薄板坯连铸生产热轧带钢，已使生产带卷的成本大大 降低，正在研究中的薄带连铸的工业应用，将会带来进一步
的革命性变化，这其中之一将是取消热连轧机组。
材料加工新技术之一
近终形成型技术
连铸出的直接为坯，不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转
炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序，具有节约能源、降低消耗、节省投资、机
械化和自动化程度高等优点，已成为现代钢铁企业广泛
应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初，中国连铸比仅为30%，到2000年， 中国连铸比已达85.3%，到2007年，中国连铸比已跃至 96.95%，达到国际先进水平。
PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法
制粉(powder making)压型(pressing)烧结(sintering)
SF(Spray Forming) 喷射成型法
材料成型方法
铸造(pour-casting, die-casting)
例如：汽车轮毂（Al、Zn）、活塞（Al）、 手机外壳（Mg）等
自70年代以来，钢铁工业从追求产量粗放型的规 模扩张走上了注重质量、节能降耗、结构优化，使我 国由钢铁大国走向钢铁强国的新路子： 一方面，用户对钢材质量、性能的要求越来越高。 另一方面，由于竞争激励，厂家需要不断尽可能地 降低成本。为了应付激烈的市场竞争，发达国家的钢
铁企业投入了大量的资金和人力开发新的工艺技术。
北京钢铁研究总院也研制了我国第一台薄板坯连 铸机，安装在兰州钢铁集团公司。1999年8月26日， 我国引进的第一条薄板坯连铸连轧生产线（CSP）在 广州珠江钢铁有限责任公司投产。整个生产过程采用 计算机控制，从废钢入炉到热轧成板只需2.5h，与需 要28h的传统工艺相比，具有明显的竞争优势。薄板 坯连铸连轧工艺生产带钢的成本（从钢水到热带）较 传统工艺约低50美元/吨。
<<返 回
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
万吨
800 600 400 200 0 29.6 1978 89.2 1990 330.8 2000 2007 1255.9
从1978年的29.6万吨,2007年增加到1255.9 万吨,年均递增13.8%,连续七年位居第一
全国年度铝材产量(万吨)
1400 1200 1000
其中近终形连铸技术是近20年来最为瞩目的
成就之一，它包括薄板坯连铸和薄带坯连铸两种。 近终形连铸（Near-Net-Shape Continuous Casting）是指使连铸坯的断面尺寸在保证钢材性 能、质量的前提下，尽量接近最终钢材断面的形
状、尺寸。
模铸、传统连铸、薄板坯连铸和薄 带坯连铸工艺过程对比