KR100314815B1 - 연속일렬작업의2배열로수행되는캔본체시이트의제조방법 - Google Patents
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Abstract
연속 일렬 작업의 2 배열을 포함하는 알루미늄 합금 캔 본체 원료의 제조방법. 제 1 배열은 일간압연, 감기, 코일 자기 어니일렁의 연속 일렬 단계를 포함하고 제 2 배열은 풀기, 중간 냉각없는 급냉, 냉간 압연 및 감기의 연속 일렬 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 알루미늄 합금 음료수 캔 본체 원료를 경제적 및 효율적으로 제조하기 위한 2배열의 연속 일렬방법에 관한 것이다.
이제는 전부 일회 작업으로, 넓은 나비 [예컨대, 60인치 (152.4cm)]의 알루미늄 시이트 원료를 먼저 원형 윤곽으로 블랭킹하고 커핑되는, 음료수 캔같은 알루미늄 캔을 제조하는 것은 통상적이다. 그런다음 측벽을 연신시키고 점감하는 구경을 갖는 일련의 다이를 통해 컵을 통과시킴으로써 아이어닝한다. 이리하여 다이는 측벽을 연장시켜 그의 바닥보다 치수가 더 얇은 캔 본체를 제조하는 아이어닝 효과를 생기게 한다. 이리하여 결과의 캔 본체는 주의하여 설계되어 최대의 강도 및 최소의 금속을 산출하는 형태를 제공하였다.
캔 본체 원료 제조에 관한 종래의 기술 방법에 공통인 세가지 특징이 있다 : a) 본체 원료의 나비는 넓고 [대표적으로 60인치 (152.4cm)이상], b) 본체 원료는 정료한 큰 기계를 사용하는 대형 시설에 의해 제조되고, c)본체 원료는 포장되어 캔 제조 거래처에 먼 거리로 수송된다. 현재의 캔 제조업자가 사용하기에 적당한 넓은 나비의 캔 원료는 반드시 소수의 대규모 집중 압연시설에 의해 제조되었다. 상기 시설들은 대표적으로 캔 본체 원료뿐 아니라 많은 생산품을 제조하고, 이것은 부대 비용 및 효율 손실 하에, 대규모의 융통성있는 제조를 사용한다. 생산품의 나비는 모든 캔 원료 제조 설비 영역에서 대규모 기계의 사용을 필요로하고, 다른 생산품뿐 아니라 캔 본체 원료의 품질 요건은 이 기계가 정교할 것을 요구한다. 상기 거대한 고도 기술의 기계는 자본 투자 및 작동비용 견지 둘다에서 유의적인 경제적 부담을 나타낸다. 일단 캔 본체 원료가 이하에서 상세히 설명되는 완성 규격으로 제조되면, 그것은 거래처의 캔제조 설비로의 수송을 위해 수분 침입에 대해 밀폐되도록 조심스럽게 포장된다. 이들 설비는 대표적으로 캔 원료 제조업자의 시설과 멀리 떨어겨 위치하고, 실제로 많은 경우에 그들은 수백 또는 심지어 수천마일 떨어져있다. 그러므로 포장,수송 및 짐풀기는 특히 취급 손상, 대기 조건, 오염 및 잘못된 지시로인한 손실이 추가될 때, 부가의 유의적인 경제적 부담을 나타낸다. 수송중의 생산품의 양은 종래 기술방법에 유의적인 재고 비용을 추가한다.
통상의 캔 본체 원료 제조는 분리된 단계의 광범위한 배열을 포함하는 뱃치 방법을 사용한다. 대표적인 경우에, 대형 잉곳이 주형되고 주위 온도로 냉각된다. 그런다음 잉곳은 재고 관리를 위해 보관된다. 잉곳이 부가의 처리를 필요로할 때, 그것은 먼저 표면의 기계가공에 의해 색분, 흠집, 구김살, 용석 및 취급 손상같은 결함을 제거하도록 처리된다. 이 작업을 스캘핑이라를 사용하여 다수회 통과로 분해 열간 압연한다. 분해 열간 압연 후, 잉곳은 대표적으로 완성 열간 압연을 위해 직렬배열 압연기에 공급한 후, 시이트 원료를 감고, 공랭시키고 보관한다. 코일은 뱃치 단계로 어니일링될 수 있다. 그런다음 감긴 시이트 원료를 부가적으로 권출기,권반기 및 단일 및/또는 직렬 압연기를 사용하는 냉간압연에 의해 최종 표준치수로 감소시킨다.
알루미늄 공업에서 대표적으로 사용되는 뱃치 방법은 잉곳 및 코일을 대표적으로 분리된 처리단계들 사이에서 이동시키는데 많은 여러 가지 재료 취급 작업을 필요로한다. 상기 작업은 노동 집약적이고, 에너지를 소모하고 흔히 생산품 손상, 알루미늄의 재가공 및 심지어 생산품의 대규모 긁힘을 초래한다. 물론, 잉곳 및 코일을 재고로 유지하는 것 또한 제조비용에 추가된다.
알루미늄 고철은 대부분 앞 단계에서, 스캘핑 칩, 최종 절단설, 테두리 손질물, 긁힌 잉곳 및 긁힌 코일 형태로 발생된다. 상기 뱃치 방법을 통한 결합체 손실은 대표적으로 25 내지 40% 범위이다. 이렇게 발생한 고철을 재처리하는 것은 전체 제조방법의 노동 및 에너지 소모비용에 25 내지 40%를 추가한다.
미합중국 특허 제 4,260,419호 및 제 4,282,044호에서 설명되는 바, 직접냉각 주형 또는 소형 압연기 연속 스트립 주형을 사용하는 방법에 의해 알루미늄 합금 캔원료를 제조하는 것이 제안되었다. 거기에서 설명된 방법에서, 소비자의 알루미늄 캔 고철을 재용융시키고 처리하여 그의 조성을 조정한다.
한 방법으로, 용용된 금속을 직접 냉각 주형한 후 스캘핑하여 잉곳으로부터 표면 결함을 제거한다. 그런다음 잉곳을 예비 가열하고, 열간 분해 압연시킨 후 연속 열간 압연, 감기, 뱃치 어니일링 및 냉간 압연시켜 시이트 원료를 형성한다. 다른 방법으로, 주형은 연속 스트립 주형 후, 열간 압연, 감기 및 냉각시켜 수행한다. 이후에, 코일을 어니일링하고 냉간 압연한다. 상기 설명한 소형 압연기 방법은 잉곳 및 코일을 약 9 방법 단계사이로 이동시키는데 약 10가지 재료 취급 작업을 필요로 한다. 앞서 설명한 다른 통상의 방법과 같이, 상기 작업은 노동 집약적이고, 에너지를 소모하고 종종 생산품 손상을 초래한다. 고철은 방법 전체에 걸쳐서약 10내지 20% 의 대표적인 손실을 초래하는 압연 작업에서 발생한다.
소형 압연기 방법에서, 어니일링은 대표적으로 코일 형태의 알루미늄으로 뱃치 방식으로 수행된다. 실제로, 알루미늄 합금 편평 압연 생산품의 제조에서 보편적인 실행은 열간 압연 후 코일의 느린 공랭을 사용하는 것이었다. 때때로 열간압연 온도는 높아서 알루미늄이 냉각될 때 고온 코일을 재결정화시키기에 충분하다. 그러나, 종종, 노의 코일 뱃치 어니일링을 사용하여 냉간 압연 전에 재결정화를 이루어야 한다. 종래 기술에서 대표적으로 사용되는 뱃치 코일 어니일링은 재결정화를 달성하는데 수시간의 일정한 가열 및 침지를 필요로 한다. 대안적으로, 분해 냉각 압연 후, 종래의 기술방법은 종종 완성 냉간 압연 전에 중간 어니일링 작업을 사용한다. 어니일링 후 코일의 느린 냉각동안, 알루미늄에서 고체 용액인 몇몇 합금 성분이 침전하여, 고체 용액 경화에 기인하는 감소된 강도를 초래할 것이다.
상기 특허 (제 4,260,4l9호 및 제 4,292,044호)는 뱃치 코일 어니일링을 사용하나, 분리된 처리 라인에서 플래시 어니일링의 구상을 제안한다. 이들 특허는 합급을 열간압연한 후 느리게 냉각시킨 다음 그것을 플래시 어니일링 방법의 일부로서 재가열하는 것이 유익함을 제안한다. 그 플래시 어니일링 작업은 미합중국 특허 제 4,614,224호에 경제적이지 않은 것으로 비평되었다.
이리하여 설명된 유형의 통상의 방법에서 구현되는 바람직하지 못한 경제상태를 피하는, 알루미늄 합금 캔 본체 원료를 제조하는 연속 일렬 방법을 제공하는 것이 필요하다.
따라서 뱃치 어니일링 또는 플래시 어니일링 노 없이 수행될 수 있는 열 처리된 알루미늄 합금 캔 본체 원료를 제조하는 방법을 제공하는 것이 본발명의 목적이다.
경제적으로 작업되며 캔 제조에 필요한 동일 또는 더 우수한 금속성질을 갖는 생산품을 제공할 수 있는, 2 배열 연속방법으로 열 처리된 알루미늄 합금 캔 본체 원료를 상업적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이 발명의 더 특정한 목적이다.
발명의 이들 및 다른 목적 및 잇점은 발명의 상세한 설명으로부터 이하에서 더 충분히 나타난다.
본 발명의 구상은 2 연속라인의 2 배열로 조합된 다음의 작업을 갖는 2단계 연속방법으로 열 처리된 알루미늄 합금 캔 본체 원료를 제조하는 것이 가능하다는 발견에 있다. 제 1 배열은 주형, 열간 압연, 감기 및 자기 어니일링의 연속 일련 단계를 포함한다. 제 2 순서는 아직 고온인 동안의 풀기, 급냉, 냉간 압연 및 감기의 연속 일렬 단계를 포함한다. 이 방법은 열처리와 관련된 강도를 얻는 한편 어니일링 노의 자본 비용을 제거한다. 다단계 뱃치 처리대신 2 단계 작업은 방법 조건에 따라서 금속 성질의 정확한 조절을 용이하게 한다. 더욱이, 방법의 단계들을 연속적으로 및 일렬로 수행하는 것은 비용이 드는 재료 취급단계, 중간 재고 및 방법의 시작 및 정지와 관련된 손실을 제거한다.
따라서 본 발명의 방법은 다음의 2 연속 일렬 순서를 사용하는 열 처리된 알루미늅 합금 캔 본체 원료의 신규한 제조방법을 포함한다 :
다음의 연속 작업을 일렬로 갖는 단계 1 :
(a) 고온의 알루미늄 공급원료가 스트립 주형에 의한 것과 같이 제공된다;
(b) 공급원료를 열간 압연시켜 그의 두께를 감소시킨다;
(c) 고온의 감소된 공급원료는 고온으로 감긴다:
(d) 고온의 감소된 공급원료는 이후에 열간 압연 출구 온도 (또는 온도가 쇠퇴할 때 몇도 더 낮음)에서 2 내지 120분 동안 코일 형태로 유지하여 중간 가열없이 재결정화 및 용액화를 달성한다;
단계 2 는 다음의 일렬 연속 작업을 갖는다:
(a) 고온 생산품의 풀기;
(b) 어니일링된 생산품을 냉간 압연에 적당한 온도로 즉시 및 빠르게 급냉;
(c) 급냉된 공급원료를 냉간 압연하여 원하는 두께 및 금속 성질을 갖는 캔 본체 시이트 원료를 제조; 및
(d) 감기 또는 블랭킹 및 커핑같은 교체 작업.
발명의 적절한 구체예에 따라서, 스트립은 스트립 주형에 의해 이차 가공하여 1.0인치 (2.454cm) 이하, 및 바람직하게는 0.05 내지 0.2인치 (0.12 내지 0.50cm) 범위 내의 주형 두께로 제조된다.
다른 적절한 구체예에서, 스트립, 슬랩 또는 플레이트의 나비는 통상의 지혜와 대조적으로 좁다. 이것은 일렬 트레딩(threading) 및 처리의 용이함을 용이하게하고, 설비의 투자를 최소화하고 용융 금 속의 캔 본체 원료로의 전환 비용을 최소화한다.
부가의 적절한 구체예에서, 결과의 유리한 생산능력 및 경제성은 작은 전용 캔원료 시설이 편리하게 캔 제조 설비에 위치할 수 있어, 부가적으로 캔 원료 및고철 웨브의 포장 및 수송을 피하고 캔 제조업자가 아는 바와같이 캔 본체 원료의 질을 개선할 수 있다.
적절한 구체예에서, 본 발명의 전체 방법은 종래 기술의 방법과 다른 세가지 특징을 구현한다 :
(a) 캔 본체 원료 생산품의 나비는 좁다;
(b) 캔 본체 원료는 일렬의 작고 단순한 기계를 사용함으로써 제조된다;
(c) 상기 작은 캔원료 시설은 캔 제조시설 내 또는 인접하여 위치하므로, 포장 및 수송 작업이 제거된다.
좁은 나비[예컨대, 12인치 (30.5cm)]처리단계의 일렬 정열은 발명의 방법이 편리하고 경제적으로 캔 제조 설비내에 또는 인접하여 위치되도록 하는 것이 가능하게 한다. 그 방식으로, 발명의 방법은 캔 제조 설비의 캔 원료에 관한 특별한 기술적인 재료 처리량 요구에 따라서 작업될 수 있다. 더욱이, 상기 언급한 수송의 제거는 감소된 운임손해, 물오염 및 윤활제 건조에 의해 캔 제조업자에게 개선된 전체의 질로 인도한다. 그것은 또한 운송 팔레트, 섬유 코어, 수축 랩, 웨브 고철 및 캔 원료 재고의 유의적 감소를 제공한다. 좁은 시이트를 수용하는 캔 제조업자의 시설에서 요구되는 증가된 수의 커퍼에도 불구하고, 캔 본체 원료가 좁기 때문에 전체의 신뢰성은 증가하고 커퍼잼은 덜 빈번하다.
상기 종래 기술의 특허에서 알 수 있는 바, 소형 압연기의 종래의 기술처리는 각각이 하나 이상의 취급 작업을 갖는 약 9가지 분리 단계를 포함하는 한편 뱃치 처리 기술은 14가지 분리 단계를 포함한다. 본 발명은 단지 2 또는 3개의 취급단계 및 이하에서 논의되는 바와 같이 방법이 제조하는 금 속의 차이를 포함하는 이차성형 작업을 통한 생산품의 일렬 흐름에 의해 종래 기술의 것과 다르다. 제 1 도는 통상의, 소형 압연기 및 초소형 압연기 방법에 관한 제조동안의 방법중 생산품의 두께를 나타낸다. 통상의 방법은 최대 30인치 (76.2cm) 두께의 잉곳으로 시작하고 l4일이 걸린다. 소형 압연기 방법은 0.75인치 (1.90cm) 두께로 시작하고 9일이 걸린다. 초소형 압연기 방법은 0.140인치 (0.36cm) 두께에서 시작하고 1/2 일이 걸린다 (일렬 방법이 2시간 이하로 걸리므로 그중 대부분은 용융 사이클이다). 제 1 도의 기호는 주요 처리 및/또는 취급 단계를 나타낸다. 제 2 도는 캔 본체 원료의 세가지 제조 방법에 관한 대표적인 방법중 생산품 온도를 비교한다. 통상의 잉곳방법에서, 용융 기간 후에 주형 동안의 빠른 냉각이 있고 이후에 실온으로의 느린 냉각이 있다. 일단 스캘핑 방법이 완료되면, 잉곳은 열간 압연 전에 균질화 온도로 가열된다. 열간 압연 후, 생산품을 다시 실온으로 냉각시킨다. 이 지점에서, 열간 압연 온도 및 느린 냉각은 생산품을 어니일링하기에 충분함이 도면에서 추정된다. 그러나, 몇몇 경우에, 전체 방법의 계획을 부가로 2일 연장하는 약 8일에서 약 600°F(315.6℃)의 뱃치 어니일 단계가 필요하다.
마지막 온도 증가는 냉간 압연과 관련되고, 실온으로 냉각시킨다.
소형 압연기 방법에서, 다시 용융 기간 후, 슬랩 주형 동안의 빠른 냉각 및 열간 압연이 있고, 이후에 실온으로의 느린 냉각이 있다. 온도는 분해 냉간 압연에 의해 약간 상승되며 생산품은 뱃치 어니일링을 위해 가열하기 전에 다시 느리게 냉각시킨다. 그것은 뱃치 어니일링 후, 실온으로 서서히 냉각된다. 마지막 온도 증가는 냉간 압연과 관련되며 실온으로 냉각되게 한다.
본 발명의 적절한 구체예의 초소형 압연기 방법에서, 일련 용융, 스트립 주형, 열간 압연 및 감기가 있다. 적절한 구체예에서 수분이 걸리는 재결정화 직후에, 열간 압연 코일은 풀기, 급냉, 냉간 압연 및 감기의 제 2 일렬배열을 통해 처리된다.
제 2 도에서 볼 수 있는 바, 본 발명은 가열 및 냉각의 지속시간, 횟수 및 속도에 있어서 종래 기술과 실질적으로 다르다. 당 분야의 업자가 알 것인 바, 이들 차이는 알루미늄 합금 캔 본체 시이트 제조에 관한 종래 기술의 실행으로부터 유의적으로 벗어남을 나타낸다.
제 3 도 및 4 도에서 도해한 바 발명의 적절한 구체예에서, 본 발명의 실행에서 사용되는 단계의 순서가 도해된다. 본 발명의 진보중 하나는 캔 본체 시이트의 제조를 위한 처리 단계가 연속 2단계로 정열되어 여러 가지 방법이 순서대로 수행될 수 있다. 이리하여, 수많은 취급 작업이 완전히 제거된다.
적절한 구체예에서, 용융된 금속은 제 4 도에서 나타낸 바와 같이 노(1)로부터 금속 탈기체 및 여과장치(2)로 전달되어 용용된 금속으로 부터 용해된 기체 및 입상 물질을 감소시킨다. 용융된 금속은 주형 장치(3)에서 주형 공급원료(4)로 즉시 전환된다. 여기에서 사용되는 바, 용어 "공급원료"는 필요한 온도에서 열간 압연 단계로 전달되는 잉곳, 플레이트, 슬랩 및 스트립 형태의 임의의 여러 가지 알루미늄 합금을 말한다. 여기에서, 알루미늄 "잉곳"은 대표적으로 약 6인치 내지 약 30인치 (15.24 - 76.2cm) 범위의 두께를 가지며, 보통 직접 냉각 주형 또는 전자(電磁) 주형에 의해 제조된다. 다른 한편으로 알루미늄 "플레이트"는 여기에서 약 0.5인치 내지 약 6인치 (1.27 - 15.24cm)의 두께를 갖는 알루미늄 합급을 말하고, 대표적으로 직접 냉각 주형 또는 전자 주형 단독으로 또는 알루미늄 합금의 열간 압연과 공동하여 제조된다. 용어 "슬랩"은 여기에서 0.375인치 내지 약 3인치 (0.95 - 7.62cm) 범위의 두께를 갖는 알루미늄 합금을 말하는데 사용되므로, 알루미늄 플레이트와 중복된다. 용어 "스트립"은 여기에서 대표적으로 0.375인치 (0.95cm)이하의 두께를 갖는 알루미늄 합금을 말하는데 사용된다. 보통의 경우에 슬랩 및 스트립은 둘다 당 분야의 업자에게 잘 알려진 연속 주형 기술에 의해 제조된다.
본 발명의 실행에서 사용되는 공급원료는 미합중국 특허 제 3,937,270호 및 여기에서 언급한 특허에서 설명된 것과 같이 쌍벨트 주형기를 포함하여, 당 분야의 업자에게 잘 알려진 임의의 많은 주형 기술에 의해 제조될 수 있다.
본 발명은 알루미늄 공급원료의 상기 물리적 형태중 임의의 하나를 발명의 실행에서 사용할 수 있음을 숙고한다. 그러나, 가장 적절한 구체예에서, 알루미늄 공급원료는 연속 주형에 의해서 슬랩 또는 스트립 형태로 직접 제조된다.
공급 원료(4)는 임의의 핀치 로울(5)을 통해 두께가 감소되는 열간 압연 스탠드(6)로 이동된다. 고온의 감소된 공급원료(4)는 열간 압연 스탠드(6)를 나간 다음 코일러(7)로 통과한다.
고온의 감소된 공급원료(4)는 열간 압연 출구 온도에서 2 내지 120분동안 코일러(7) 상에 유지되고 이후의 온도쇠퇴동안 그것은 자기 어니일링 된다. 여기에서사용되는 바, 용어 "자기 어니일"은 열처리 방법을 말하고 재결정화, 용액화 및 변형 복귀를 포함한다. 코일에 대한 유지 시간동안, 온도의 쇠퇴를 지연시키도록 코일 주위를 절연하는 것이 바람직할 수 있다.
공급원료(4)가 압연기(6)의 열간 압연 작업으로부터의 고온에서 유지되며 주위 온도로 냉각되지 못하게 하는 한편, 어니일링을 위해 코일러(7)로 즉시 통과하는 것이 발명의 중요한 구상이다. 열간 압연 후 주위 온도로의 느린 냉각이 금속학적으로 바람직하다는 종래 기술의 지침과 대조적으로, 자기 어니일링을 이용하는 것이 열적으로 더 효율적일 분 아니라, 급냉과 조합되는 것이 통상의 뱃치 어니일링보다 훨씬 개선된 강도 및 온 라인 또는 오프 라인 플래시 어니일링에, 비교하여 동일하거나 더 우수한 금속 성질을 제공한다는 본 발명에 따라 발견되었다. 규정된 유지 시간 코일러(7) 및 언코일러(13)직후에, 코일은 고온인 동안 공급원료(4)가 냉각 압연에 적당한 온도로 냉각액에 의해 빠르게 냉각되는 급냉 장소(8)로 연속적으로 풀린다. 가장 적절한 구체예에서, 공급원료(4)는 급냉 장소로부터 공급원료(4)가 합금을 경화하도록 처리되는 하나 이상의 냉간 압연 스탠드(9)로 지나간다. 냉간 압연 후, 스트립 또는 슬랩(4)은 코일러(12)상에서 감긴다.
대안적으로, 스트립 또는 슬랩(4)을 감는 대신에 캔의 제조를 위해 블랭크를 즉시 절단하고 컵을 제조하는 것이 가능하고, 때때로 바람직하다. 이리하여, 코일러(12) 대신, 그 자리에 전단, 천공, 커퍼 또는 다른 이차성형 장치가 대체될 수 있다. 또한 적당한 자동 제어장치를 사용하는 것이 가능하다. 예컨대, 표면 질의 온라인 감시를 위해 표면 조사 장치를 사용하는 것이 종종 바람직하다. 더욱이, 알루미늄 공업에서 통상적으로 사용되는 두께 측정 장치(11)는 방법의 조절을 위해 피드백 루프에서 사용할 수 있다.
경제적 이유로 더 넓은 주형 스트립 또는 슬랩을 사용하는 것이 알루미늄 공업에서 실제가 되었다. 통상의 지식 이면의 이유는 다음 표 1에서 설명되며, 여기에서 캔 시설에서의 회수에 관한 더 넓은 나비의 효과를 볼 수 있다. "회수율"은 투입 재료 중량에 대한 생산품 중량의 비율로서 정의된다.
표 I로부터, 웨브에서의 더 적은 고철 회수 때문에 더 넓은 나비가 더 경제적임을 분명해 보인다. 그러나, 아래의 표 Ⅱ는 명백하지 않은 것을 나타낸다. 종래 기술의 캔 제조 방법과 종래 기술의 캔 원료 제조방법을 조합함으로써, 전체의회수율은 본 발명의 방법보다 작다.
본 발명의 적절한 구체예에서, 이 통상의 방법과 반대로, 주형 공급원료(4)의 나비가 좁은 스트립으로서 유지되어 처리의 용이성 및 작은 분산된 스트립 압연 시설의 사용을 용이하게할 때 경제성은 최고로 충족됨을 발견하였다. 주형 공급원료가 24인치 (61cm) 나비 이하 바람직하게는 6 내지 20인치 (15.2 - 50.8cm) 나비 범위일 때 양호한 결과를 얻었다. 상기 좁은 주형 스트립을 사용함으로써, 시설 투자는 2개의 고급 압연기 같이 작은 일렬장치의 사용을 통해 크게 감소될 수 있다. 본 발명의 상기 작고 경제적인 초소형 압연기는 예컨대 캔제조 설비로서 필요한 지점 부근에 위치할 수 있다. 그것은 차례로 생산품의 포장, 수송 및 거래처의 고철과 관련된 비용을 최소화하는 부가적인 잇점을 갖는다. 부가적으로, 캔 시설의 부피 및 금속요구는 인접한 캔 원료 초소형 압연기의 생산량에 정확히 조화될 수 있다.
코일 자기 어니일링 (유의적인 중간 냉각없이 공급원료(4)의 열간 압연직후)후 급냉을 수행하는 것이 본 발명의 중요한 구상이다. 열처리 및 급냉작업과 공동하여 방법 단계의 배열 및 시간은 최종 생산품에 있어서 잉곳 방법에 비교하여 동등하거나 보다 우수한 금속 특성을 제공한다. 종래 기술에서, 공업은 보통 열간 압연 후 느린 공랭을 사용했다. 몇몇의 설비에서만 금속이 냉각되기 전에 알루미늄 합금의 완전한 재결정화에 의해 충분한 어니일링을 일으키기에 충분한 열간 압연 온도가 존재한다. 열간 압연 온도는 충분한 어니일링을 일으킬만큼 높지 않은 것이 휠씬 더 일반적이다. 그 사상에서, 종래 기술은 충분한 재결정화를 일으키기에 충분한 온도로 유지되는 노에 코일이 위치하는 분해 냉간 압연 전 및/또는 후에 분리된 뱃치 어니일링 단계를 사용했다. 상기 노의 뱃치 어니일링 작업의 사용은 유의적인 불이익을 나타낸다. 상기 뱃치 어니일링 작업은 코일이 올바른 온도에서 수시간 동안 가열된 후, 상기 코일이 대표적으로 주위 조건 하에서 냉각되는 것을 필요로한다. 코일의 상기 느린 가열, 침지 및 냉각 동안, 알루미늄에서 용액인 알루미늄에 존재하는 많은 성분들이 침전되게 한다. 그것은 차례로 감소된 고체 용액 경화 및 감소된 합금 강도를 초래한다.
대조적으로, 본 발명의 방법은 충분한 재결정화를 달성하고 생산품의 주어진 냉각 감소에 관한 더 큰 강도를 위해 합금 성분을 고체 용액내에 보유한다.
열간 압연은 600°F (315.6℃), 바람직하게는 700°F (399℃) 내지 공급원료의 고상선 온도 범위 내의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
발명의 실행에서, 열간 압연 출구 온도는 2 내지 60분 이내에 자기 어니일링이 일어나도록 일반적으로 500°F 내지 950°F (260° - 510℃) 범위인 충분히 높은 온도에서 유지되어야 한다. 일반적으로, 600°내지 1000℉ (315.6° 내지 538℃) 범위내의 열간 압연 출구 온도를 사용한다. 이들 온도에서 자기 어니일링한 직후, 스트립(4) 형태의 공급원료는 합금 성분을 고체 용액내에 보유하는데 필요한 온도로 물 급냉하고 냉간 압연한다 [대표적으로 300℉(149℃) 이하의 온도에서].
당 분야의 업자에 의해 알 것인 바, 본 발명의 열간 압연 및 냉간 압연 작업에 의해 달성되는 두께 감소의 정도는 사용되는 공급원료의 유형, 그들의 화학적 성질 및 제조되는 방법에 따라 광범하게 변한다. 그 이유로, 발명의 열간 압연 및 냉간 압연 작업 각각의 두께 감소 비율은 발명의 실행에 중요하지 않다. 그러나, 특정한 생산품의 경우, 감소를 위한 실행 및 온도가 사용되어야 한다. 일반적으로, 열간압연 작업이 40 내지 99% 범위 내의 두께 감소를 달성하고 냉간 압연이 20 내지 75% 범위 내의 감소를 달성할 때 양호한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명 방법의 잇점중 하나는 적절한 구체예가 보통 종래 기술에서 사용되는 것보다 얇은 열간 압연 출구 크기를 사용한다는 사실로부터 기인된다. 그 결과, 발명의 방법은 어니일링 전에 분해 냉간 압연을 사용할 필요가 없다.
본 발명은 규소 약 0 내지 0.6 중량%, 철 0 내지 약 0.8 중량%, 구리 0 내지 약 0.6 중량%, 망간 약 0.2 내지 약 1.5 중량%, 마그네슘 약 0.8 내지 약 4%, 아연 0 내지 약 0.25 중량%, 크롬 0 내지 0.1 중량%를 함유하며 나머지는 알루미늄 및 그의 통상의 불순물인 알루미늄 합금에 적용될 수 있다. 적당한 알루미늄 합금은 AA 3004, AA 3104 및 AA5017을 포함한다.
발명의 기본적 구상을 설명할 때, 이제 발명의 실행 예증에 의해서 제공되는 다음 실시예를 참고로 한다. 시료 공급원료는 10미크론 이하의 2차수지상 조직 아암 간격을 갖기에 충분히 빨리 고화되는 주형 알루미늄 합금으로서 였다.
실시예
이 실시예는 AA 3104에 의해 지정된 범위 내에서 다음 조성을 갖는 합금을 사용했다 :
금속 중량%
Si 0.32
Fe 0.45
Cu 0.19
Mn 0.91
Mg 1.10
Al 나머지
상기 조성을 갖는 스트립은 2회의 금속 통과에서 0.140 인치로부터 0.02l인치 (0.355cm 로부터 0.053cm)로 열간 압연되었다. 그것을 750°F (399℃)에서 15분동안 유지하고 물 급냉했다. 시료는 100% 재결정화 되었다. 컵 및 캔 시료가 캔 제조를 위해 냉간 압연될 때, 적당한 이차성 형적성 및 강도 특성으로 만족스러웠다.
제 1 도는 통상의 소형 압연기, 및 본 발명의 2단계 "초소형 압연기" 방법에 관한 방법중 두께 대 시간의 도면이다.
제 2도는 종래 기술의 두 방법과 비교하여 2 단계 초소형 압연기 방법이라 불리는 본 발명에 관한 온도 대 시간의 도면이다.
제 3도는 알루미늄 캔 본체 시이트의 경제적 제조를 위한 본 발명의 2 단계 방법을 나타내는 블록선도이다.
제 4도는 완성 냉간압연동안 주형으로부터 일렬의 2 처리배열을 갖는 본 발명의 구성도를 나타낸다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 노 2 : 급속 탈기체 및 여과 장치
3 : 주형 장치 4 : 주형 공급원료
5 : 핀치 로올 6 : 열간압연 스탠드
7 : 코일러 8 :급냉 장소
9 : 냉간압연 스탠드 10 : 표면 조사 장치
11 : 두께 측정 장치 12 : 코일러
13 : 언코일러
Claims (25)
- 제 1 배열에서, 고온의 알루미늄 공급원료를 연속적으로 열간 압연하여 두께를 감소시키고, 열간 압연된 공급원료를 고온인 동안 감고, 고온의 감소된 공급원료를 열간 압연 출구온도에서 또는 부근에서 적어도 2 분동안 유지하여 중간 가열없이 재결정화 및 용액화를 달성하고, 제 2 연속 일렬 배열에서, 고온의 감긴 공급원료를 풀고 어니일링된 공급원료를 냉간 압연에 충분한 온도로 즉시 및 빠르게 급냉하는 단계로 구성되는, 연속 일렬 작업의 2 배열로 수행되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공급원료는 연소 스트립 또는 슬랩 주형에 의해 제공되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공급원료는 용융된 알루미늄 합금을 열전도 물질로형성된 순환벨트 상에 주입하여 용융된 금속을 주형된 스트립을 형성하도록 응고시킴으로써 형성되고, 순환 벨트는 금속과 접촉되어있지 않을 때 냉각되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연속 일렬 단계에서, 급냉된 공급원료를 냉간 압연함을 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 냉간 압연된 시이트 원료로부터 컵을 형성하는 부가 단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 냉간 압연후 냉각압연된 공급원료를 감는 단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 냉간 압연된 시이트 원료의 감기는 일렬인 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 컵을 형성하는 단계는 일렬로 수행되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 냉간 압연된 공급원료로부터 일렬 블랭크를 형성하는 부가 단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 냉간 압연된 공급원료를 전단시키는 부가의 일렬단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 열간압연이 공급원료 두께를 40 내지 99% 감소시키는 캔본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 공급원료의 일간압연은 600℉ (315.6℃)내지 공급원료의 고상선 온도 범위 내의 온도에서 수행되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 어니일링 및 용액 열처리는 750℉ (399℃) 내지 공급원료의 고상선 온도 범위 내의 온도에서 수행되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열간압연 출구온도는 600 내지 1000℉(315.6℃ 내지 538℃) 범위내인 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 어니일링 및 용액 열처리는 2-120분 범위에서 수행되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 어니일링 및 용액 열처리된 공급원료는 300℉(149℃) 이하의 온도로 급냉되는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 냉간압연 단계는 공급원료 두께 20 내지 75% 감소를 달성하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 공급원료는 규소 약 0 내지 0.6 중량%, 철 0 내지 약 0.8 중량%, 구리 0 내지 약 0.6 중량%, 망간 약 0.2 내지 약 1.5 중량%, 마그네슘 약 0.8 내지 약 0.4%, 아연 0 내지 약 0.25 중량%, 크롬 0 내지 0.1 중량%를 함유하고 나머지는 알루미늄 및 그의 통상의 불순물인 알루미늄 합금인 캔본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 알루미늄 합금은 AA 3004, AA 3104 및 AA 5017로 구성되는 군으로부터 선택된 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 배열에서, 고온의 알루미늄 공급원료를 연속적으로 열간 압연하여 두께를 감소시키고, 열간 압연된 공급원료를 고온인 동안 감고, 고온의 감소된 공급원료를 열간 압연 출구온도에서 또는 부근에서 적어도 2 분동안 유지하여 중간 가열없이 재결정화 및 용액화를 달성하고, 제 2 연속 일렬 배열에서, 고온의 감긴 공급원료를 풀고 어니일링 공급원료를 냉간 압연에 충분한 온도로 즉시 및 빠르게 급냉하고 공급원료를 냉간 압연하여 캔 본체 사이트 원료를 제조하는 단계로 구성되는, 연속 일렬 작업의 2 배열로 수행되는 캔 본체 시이트의 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서, 알루미늄 합금 스트립으로부터 컵을 형성하는 부가의 단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 20항에 있어서, 냉간 압연후 알루미늄 합금 스트립을 갖는 단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서, 냉간 압연된 알루미늄 합금 스트립을 전단하는 부가의 일련단계를 포함하는 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 공급원료의 나비는 24 인치 (61cm) 이하인 캔 본체 시이트의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서, 공급 원료의 나비는 24 인치 (61cm) 이하인 캔 본체 시이트의 제조방법.
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