KR20220053056A - 금속 주조 및 압연 라인 - Google Patents
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Abstract
금속 스트립을 주조, 압연, 및 달리 준비하기 위한 연속 주조 및 압연 라인이, 냉간 압연 또는 용체화 열처리 라인의 이용을 필요로 하지 않고, 분배 가능한 금속 스트립을 생산할 수 있다. 금속 스트립은 연속 주조 장치로부터 연속 주조될 수 있고, 선택적으로 주조-후 급냉을 거친 후에, 금속 코일로 코일링될 수 있다. 이러한 중간 코일은, 열간 압연을 위해서 준비될 때까지, 저장될 수 있다. 주조된-그대로의(as-cast) 금속 스트립은, 코일 저장 중에 또는 열간 압연 직전에, 열간 압연에 앞서서 재가열을 겪을 수 있다. 가열된 금속 스트립이 압연 온도까지 냉각될 수 있고 하나 이상의 롤 스탠드를 통해서 열간 압연될 수 있다. 압연된 금속 스트립은, 전달을 위한 코일링에 앞서서, 선택적으로 재가열 및 급냉될 수 있다. 이러한 최종적인 코일링된 금속 스트립은, 제조 설비로의 분배를 위한, 희망 게이지를 가질 수 있고 희망 물리적 특성을 가질 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2016년 10월 27일자로 출원되고 명칭이 "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE"인 미국 가특허출원 제62/413,591호; 2017년 5월 14일자로 출원되고 명칭이 "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE"인 미국 가특허출원 제62/505,944호; 2016년 10월 27일자로 출원되고 명칭이 "HIGH STRENGTH 7XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 가특허출원 제62/413,764호; 2016년 10월 27일자로 출원되고 명칭이 "HIGH STRENGTH 6XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 가특허출원 제62/413,740호; 및 2017년 7월 6일자로 출원되고 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR MAKING ALUMINUM ALLOY PLATES"인 미국 가특허출원 제62/529,028호의 이익을 주장하며, 그러한 개시 내용은 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시 내용은, 금속 스트립의 코일과 같은, 금속 원료(metal stock)의 생산, 그리고 보다 구체적으로 알루미늄과 같은 금속의 연속 주조 및 압연에 관한 것이다.
직접 냉각(direct chill)(DC) 및 연속 주조는 액체 금속으로부터 고체 금속을 주조하는 2가지 방법이다. DC 주조에서, 액체 금속이, 몰드 내의 액체 금속의 응고율로 후퇴될 수 있는 후퇴 가능 가저면(false bottom)을 갖는 몰드 내로 주입되고, 종종 크고 비교적 두꺼운 잉곳(ingot)(예를 들어, 1500 mm x 500 mm x 5 m)을 초래한다. 그러한 잉곳은 프로세스, 균질화, 열간 압연, 냉간 압연, 어닐링, 및/또는 열처리될 수 있고, 금속 스트립 제품의 소비자(예를 들어, 자동 제조 설비)에게 분배될 수 있는 금속 스트립 제품으로 코일링되기 전에 달리 마무리될 수 있다.
연속 주조는, 용융 금속을, 이동되는 대향된 주조 표면의 쌍 사이에 형성된 주조 공동 내로 연속적으로 주입하는 것, 그리고 주조된 금속 형태(예를 들어, 금속 스트립)를 주조 공동의 출구로부터 회수하는 것을 포함한다. 연속 주조는, 전체 제품이 하나의, 완전히-커플링된 프로세싱 라인 내에서 준비될 수 있는 경우에, 바람직하였다. 그러한 완전히-커플링된 프로세싱 라인은, 연속 주조 장비의 속력을 하류 프로세싱 장비의 속력에 정합시키는 것 또는 "커플링"시키는 것을 포함한다.
본 명세서는 아래 첨부되는 도면을 참고로 하고, 다른 도면에서 동일 또는 유사한 구성요소를 설명하는 데 있어 동일한 도면부호를 사용한다.
도 1은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된(decoupled) 금속 주조 및 압연 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템을 이용한 다양한 코일의 생산에 대한 타이밍 차트(timing chart)이다.
도 3은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 중간 코일 수직 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 중간 코일 상승형 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템을 도시한 개략도이다.
도 7은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 8은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 의도적으로 과소 냉각된(undercooled) 압연 스탠드를 갖는 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 9는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 시스템의 제1 변형예 및 디커플링된 시스템의 제2 변형예와 관련하여, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도와 개략도의 조합이다.
도 10은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없이 주조되어 압연 전에 고온에서 저장되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 12는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 그리고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 13은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후에 급냉되고 압연 전에 고온에서 저장되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 14는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후에 급냉되고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 15는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 주조 및 압연 시스템을 이용하여 주조된 바와 같은 금속 스트립과 비교되는, 표준 금속 스트립 DC-주조에 대한 알루미늄 합금 AA6014에서의 금속간 화합물(intermetallic)을 도시한 확대 화상의 세트이다.
도 16은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립 주조를 비교하는, 550℃에서 1 시간 동안 재가열된 6xxx 계열 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질(dispersoid)을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다.
도 17은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 7xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 3점 굽힘 테스트 결과를 비교하는 차트이다.
도 18은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 6xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 용체화 열처리 소크 시간(solution heat treatment soak time) 결과를 비교하는 차트이다.
도 19는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립 주조를 비교하는, 550℃에서 8 시간 동안 재가열된 AA6111 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다.
도 20은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트이다.
도 21은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 22는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드(hot band) 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 23은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트이다.
도 24는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 핫 금속 밴드를 주조하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 25는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 26은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 27은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 압출 가능 금속 제품을 주조하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 28은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포(log normal number density distribution) 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 29는 본원에서 설명된 방법에 따른 프로세싱 후의, AA6111 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 30은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 31은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 32는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 33은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 34는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 35는, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 11 mm 두께로 열간 압연되고, 추가적으로 6 mm 두께로 열간 압연된, "R1"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 36은, 10 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 5.5 mm 두께로 열간 압연된, "R2"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 37은, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 11 mm 두께로 냉간 압연되고, 예열되고, 그리고 6 mm 두께로 열간 압연된, "R3"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 38은 AA6014 알루미늄 합금의 성형성에 미치는 예열의 영향을 보여주는 그래프이다.
도 39는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 40은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경(ECD)을 도시하는 그래프이다.
도 41은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비를 도시하는 그래프이다.
도 42는, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 43은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 44는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 45는, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 46은, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 47은 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 48은, 도 47을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 49는, 도 47을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 50은 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 51은, 도 50을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 52는, 도 50을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 53은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 54는, 도 53을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 55는, 도 53을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 56은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 57은, 도 56을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 58은, 도 56을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 59는 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위한 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 60은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 61은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 62는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 63은, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 64는, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 65는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 주조 및 냉간 압연된 AA6451 금속의 섹션 내의 Mg2Si 용융 및 공극화(voiding)를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진 및 광학 현미경 사진의 세트이다.
도 66은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 67은, 도 66을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 68은, 도 66을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 69는 AA5754 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 70은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 71은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 1은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된(decoupled) 금속 주조 및 압연 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템을 이용한 다양한 코일의 생산에 대한 타이밍 차트(timing chart)이다.
도 3은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 중간 코일 수직 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 중간 코일 상승형 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템을 도시한 개략도이다.
도 7은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 8은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 의도적으로 과소 냉각된(undercooled) 압연 스탠드를 갖는 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 9는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 시스템의 제1 변형예 및 디커플링된 시스템의 제2 변형예와 관련하여, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도와 개략도의 조합이다.
도 10은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없이 주조되어 압연 전에 고온에서 저장되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 12는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 그리고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 13은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후에 급냉되고 압연 전에 고온에서 저장되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 14는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후에 급냉되고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트이다.
도 15는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 주조 및 압연 시스템을 이용하여 주조된 바와 같은 금속 스트립과 비교되는, 표준 금속 스트립 DC-주조에 대한 알루미늄 합금 AA6014에서의 금속간 화합물(intermetallic)을 도시한 확대 화상의 세트이다.
도 16은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립 주조를 비교하는, 550℃에서 1 시간 동안 재가열된 6xxx 계열 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질(dispersoid)을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다.
도 17은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 7xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 3점 굽힘 테스트 결과를 비교하는 차트이다.
도 18은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 6xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 용체화 열처리 소크 시간(solution heat treatment soak time) 결과를 비교하는 차트이다.
도 19는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립 주조를 비교하는, 550℃에서 8 시간 동안 재가열된 AA6111 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다.
도 20은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트이다.
도 21은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립의 연관된 온도 프로파일을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다.
도 22는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드(hot band) 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 23은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트이다.
도 24는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 핫 금속 밴드를 주조하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 25는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 26은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 연속 주조 시스템을 도시한 개략도이다.
도 27은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 압출 가능 금속 제품을 주조하기 위한 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 28은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포(log normal number density distribution) 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 29는 본원에서 설명된 방법에 따른 프로세싱 후의, AA6111 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 30은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 31은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 32는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 33은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 34는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다.
도 35는, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 11 mm 두께로 열간 압연되고, 추가적으로 6 mm 두께로 열간 압연된, "R1"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 36은, 10 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 5.5 mm 두께로 열간 압연된, "R2"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 37은, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 11 mm 두께로 냉간 압연되고, 예열되고, 그리고 6 mm 두께로 열간 압연된, "R3"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다.
도 38은 AA6014 알루미늄 합금의 성형성에 미치는 예열의 영향을 보여주는 그래프이다.
도 39는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 40은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경(ECD)을 도시하는 그래프이다.
도 41은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비를 도시하는 그래프이다.
도 42는, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 43은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 44는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 45는, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 46은, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 47은 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 48은, 도 47을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 49는, 도 47을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 50은 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 51은, 도 50을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 52는, 도 50을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 53은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 54는, 도 53을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 55는, 도 53을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 56은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 57은, 도 56을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 58은, 도 56을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 59는 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위한 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 60은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 61은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 62는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 63은, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 64는, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 65는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 주조 및 냉간 압연된 AA6451 금속의 섹션 내의 Mg2Si 용융 및 공극화(voiding)를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진 및 광학 현미경 사진의 세트이다.
도 66은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 67은, 도 66을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 68은, 도 66을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 69는 AA5754 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다.
도 70은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 71은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은, 금속 스트립의 분배 가능 코일을 제공하기에 적합한 금속 물품(예를 들어, 금속 스트립)을 주조, 압연, 및 달리 준비하기 위한, 디커플링된 그리고 부분적으로-디커플링된 연속 주조 및 압연 라인에 관한 것이다. 일부 예에서, 금속 물품은, 냉간 압연 또는 연속 어닐링 용체화 열처리(CASH) 라인의 이용을 필요로 하지 않고 준비된다. 금속 스트립은 연속 주조 장치, 예를 들어 벨트 주조기로부터 연속 주조되고, 이어서, 선택적으로 주조-후 급냉을 거친 후에, 금속 코일로 코일링될 수 있다. 이러한 코일링된, 주조된-그대로의(as-cast) 금속 스트립은, 열간 압연을 위해서 준비될 때까지, 저장될 수 있다. 주조된-그대로의(as-cast) 금속 스트립은, 코일 저장 중에 또는 열간 압연 직전에, 열간 압연에 앞서서 재가열될 수 있다. 가열된 금속 스트립이 압연 온도까지 냉각될 수 있고 하나 이상의 롤 스탠드를 통해서 열간 압연될 수 있다. 압연된 금속 스트립은, 전달을 위한 코일링에 앞서서, 선택적으로 재가열 및 급냉될 수 있다. 이러한 최종적인 코일링된 금속 스트립은, 제조 설비로의 분배를 위한, 희망 게이지를 가질 수 있고 희망 물리적 특성을 가질 수 있다.
본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은 큰 응고율로 알루미늄 합금을 주조하는 것 그리고 그 후에 핫 밴드를 생성하기 위해서 주조된 금속 물품을 열간 또는 온간(warm) 압연하여 적어도 약 30%, 또는 30% 내지 80%, 40% 내지 70%, 50% 내지 70%, 또는 60%, 또는 대략적으로 30% 내지 80%, 40% 내지 70%, 50% 내지 70%, 또는 60%만큼 금속 물품의 두께를 감소시키는 것과 관련된다. 일부 경우에, 금속 물품은, 열간 또는 온간 압연되기 전에, 인라인 퍼니스(inline furnace)를 통과할 수 있고, 그러한 퍼니스는 금속 물품을 약 10 내지 300초, 60 내지 180초, 또는 120초 동안 약 400℃ 내지 580℃의 피크 금속 온도에서 유지할 수 있다. 핫 밴드 제품이 최종 게이지, 최종 게이지 및 템퍼일 수 있거나, 냉간 압연 및 용체화 열처리와 같은 추가적인 프로세싱을 위해서 준비될 수 있다. 일부 경우에, 인라인 퍼니스는, 열간 또는 온간 압연 중에 더 큰 두께 감소를 촉진하기 위해서, 5xxx 계열 합금에서 특히 도움이 될 수 있다. 본원에서 사용될 때, 두께 감소라는 용어는, 압연을 이용하여 수행되는 단면 감소의 형태일 수 있다. 다른 유형의 단면 감소는 압출된 금속 물품의 직경 감소를 포함할 수 있다. 열간 또는 온간 압연은 각각 열간 또는 온간 가공의 유형일 수 있다. 다른 유형의 열간 또는 온간 가공이 열간 또는 온간 압출을 각각 포함할 수 있다.
일부 경우에, 금속간 화합물 입자의 바람직한 형상 및 크기는, 선택적으로 인라인 퍼니스 내에서 가열되는, (예를 들어, 큰 응고율의) 연속 주조, 및 50% 내지 70%의 또는 약 50% 내지 70%의 두께 감소의 인라인 열간 또는 온간 압연을 통해서 달성될 수 있다. 이러한 금속간 화합물 입자의 바람직한 형상 및 크기는, 굽힘 및 성형과 같은, 고객의 이용뿐만 아니라, 냉간 압연과 같은 추가적인 프로세싱을 촉진할 수 있다.
본원에서 사용될 때, 온도는 적절한 경우에 피크 금속 온도를 지칭할 수 있다. 또한, 특정 온도에서의 지속시간에 대한 언급은, 금속 물품이 희망 피크 금속 온도에 도달하였을 때로부터 시작되는 지속시간(예를 들어, 압출 램프-업(ramp-up) 시간)을 지칭할 수 있으나, 항상 그러할 필요는 없다.
본 개시 내용의 양태 및 특징이 임의의 적합한 금속과 함께 이용될 수 있으나, 알루미늄 합금을 주조 및 압연할 때 특히 유용할 수 있다. 구체적으로, 2xxx 계열, 3xxx 계열, 4xxx 계열, 5xxx 계열, 6xxx 계열, 7xxx 계열, 또는 8xxx 계열 알루미늄 합금과 같은 합금을 주조할 때, 바람직한 결과가 달성될 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은, 연속 어닐링 용체화 열처리를 필요로 하지 않고, 5xxx 및 6xxx 계열 합금이 주조될 수 있게 한다. 다른 예에서, 본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은, 현재의 주조 방법론에 비해서, 7xxx 계열 합금의 더 효율적이고 더 신뢰 가능한 주조를 가능하게 한다. 이러한 설명에서, "계열" 또는 "AA6xxx" 또는 "6xxx"와 같은 알루미늄 산업에서의 명칭에 의해서 식별되는 합금을 참조한다. 알루미늄 및 그 합금을 명명하고 식별하는데 있어서 가장 일반적으로 사용되는 숫자 명칭 시스템의 이해를 위해서, "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" 또는 "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot"를 참조하며, 이들 모두는 The Aluminum Association에 의해서 간행되었다.
일부 경우에, 본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 티타늄계 재료, 강, 강계 재료, 마그네슘, 마그네슘계 재료, 구리, 구리계 재료, 복합재, 복합 재료에서 이용되는 시트, 또는 임의의 다른 적절한 금속, 비금속, 또는 재료의 조합과 함께 이용하기에 적합할 수 있다. 주조되는 재료가 금속을 포함하는 특정 예에서, 금속은 철 금속 또는 비철 금속일 수 있다.
통상적으로, 연속 주조 장치에 의해서 생성된 금속 스트립은, 희망 두께까지 감소되도록, 열간 압연 밀 내로 직접 공급된다. 통상적으로, 연속 주조의 명확한 장점은, DC 주조와 달리, 주조된-그대로의 금속 스트립을 프로세스 라인 내로 직접적으로 공급할 수 있다는 것에 의존한다. 연속적으로 주조된 제품이 압연 밀 내로 직접 공급되기 때문에, 사용될 수 없는 제품, 장비 손상, 또는 위험한 조건을 초래할 수 있는 금속 스트립 내의 바람직하지 못한 장력의 유도를 방지하기 위해서, 주조 속력 및 압연 속력이 주의 깊게 정합되어야 한다.
놀랍게도, 연속 주조 및 압연 시스템에서 주조 프로세스를 열간 압연 프로세스로부터 의도적으로 디커플링시키는 것에 의해서 유리한 결과가 달성될 수 있다. 연속 주조 프로세스를 열간 압연 프로세스로부터 디커플링시킴으로써, 주조 속력 및 압연 속력이 더 이상 긴밀히 정합될 필요가 없다. 그 대신, 금속 스트립 내에서 희망 특성을 생성하도록 주조 속력이 선택될 수 있고, 압연 장비의 요건 및 한계에 기초하여 압연 속력이 선택될 수 있다. 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템에서, 연속 주조 장치는, 즉시 또는 잠시 후에 중간 또는 전달 코일로 코일링되는 금속 스트립을 주조할 수 있다. 중간 코일은 저장될 수 있거나 압연 장비로 즉시 전달될 수 있다. 압연 장비에서, 중간 코일이 언코일링(uncoil)될 수 있고, 그에 따라 금속 스트립은 열간 압연 및 다른 프로세스를 위해서 압연 장비를 통과할 수 있다. 열간 압연 프로세스의 최종적인 결과는, 특정 고객을 위해서 요구되는 특성을 가질 수 있는 금속 스트립이다. 금속 스트립이 코일링될 수 있고, 예를 들어 금속 스트립으로부터 자동차 부품을 형성할 수 있는, 자동차 플랜트에 분배될 수 있다. 일부 경우에, 금속 스트립은 (예를 들어, 연속 주조기에 의해서) 연속 주조 프로세스에서 초기에 주조된 후에 다양한 지점에서 가열될 수 있으나, 금속 스트립은 금속 스트립의 고상선 온도 미만으로 유지될 것이다.
본원에서 사용될 때, 디커플링된이라는 용어는 주조 장치와 압연 스탠드(들) 사이의 속력 연계의 제거를 지칭한다. 전술한 바와 같이, (종종 본원에서 인-라인 시스템으로 지칭되는) 커플링된 시스템은, 주조 장치의 배출 속력이 압연 스탠드의 입력 속력과 반드시 정합되도록, 압연 스탠드 내로 직접적으로 공급하는 연속 주조 장치를 포함할 것이다. 커플링되지 않은 시스템에서, 주조 속력은 압연 스탠드의 입력 속력과 관계없이 설정될 수 있고, 압연 스탠드의 속력은 주조 장치의 배출 속력과 관계없이 설정될 수 있다. 본원에서 설명된 여러 가지 예는, 주조 장치가 제1 속력으로 금속 코일을 배출하게 하는 것, 이어서 그러한 코일이 추후에 제2 속력으로 압연을 위한 압연 스탠드(들) 내로 공급되게 하는 것에 의해서, 주조 장치를 압연 스탠드(들)로부터 디커플링시킨다. 희망 압연 속력이 수용할 수 있는 것보다 주조 속력이 더 빠를 것이 요구되는 일부 경우에, 주조 장치가 주조된 금속 스트립을 압연 스탠드(들)에 직접적으로 공급하는 경우에도, 주조 장치와 압연 스탠드(들) 사이에 배치된 축적기의 이용을 통해서, 주조 장치의 배출 속력 및 압연 스탠드(들)의 입력 속력의 제한된 디커플링을 제공할 수 있다.
주조 장치는 임의의 적합한 연속 주조 장치일 수 있다. 그러나, 본원에서 그 개시 내용의 전체가 포함되는, "BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP"이라는 명칭의 미국 특허 제6,755,236호에서 설명된 벨트 주조 장치와 같은, 벨트 주조 장치를 이용하여, 놀랍게도 바람직한 결과를 달성하였다. 일부 경우에, 특히 바람직한 결과가, 구리와 같은 큰 열 전도도를 갖는 금속으로 제조된 벨트를 가지는 벨트 주조 장치를 이용함으로써 얻어질 수 있다. 벨트 주조 장치는 주조 온도에서 적어도 Kelvin당 미터당(per meter per Kelvin) 250, 300, 325, 350, 375, 또는 400 와트의 열 전도도를 갖는 금속으로 제조된 벨트를 포함할 수 있으나, 다른 열 전도도 값을 갖는 금속이 이용될 수 있다. 주조 장치는 임의의 적합한 두께의 금속 스트립을 주조할 수 있으나, 약 7 mm 내지 50 mm의 두께에서 바람직한 결과가 달성되었다.
본 개시 내용의 특정 양태는 알루미늄 매트릭스 내의 분산질의 형성 및 분포를 개선할 수 있다. 분산질은, 응고된 알루미늄 합금의 일차 상 내에 위치되는 다른 고체 상의 집합체이다. 주조, 취급, 가열 및 압연 중에 다양한 인자가 금속 스트립 내의 분산질의 크기 및 분포에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 분산질은 알루미늄 합금의 굽힘 성능 및 다른 특성에 도움을 주는 것으로 알려져 있고, 종종 약 10 nm 내지 약 500 nm의 크기에서 그리고 금속 스트립 전체를 통한 비교적 균일한 분포에서 바람직하다. 일부 경우에, 바람직한 분산질은 약 10 nm 내지 100 nm 또는 10 nm 내지 500 nm의 크기일 수 있다. DC 주조에서, 바람직한 분산질 분포를 생성하기 위해서, 긴 균질화 사이클(예를 들어, 15 시간 이상)이 요구된다. 표준 연속 주조에서, 분산질은 종종 전혀 존재하지 않거나, 임의의 유리한 효과를 제공하기 위해서 이용될 수 없는 적은 양으로 존재할 수 있다.
본 개시 내용의 특정 양태는 바람직한 분산질(예를 들어, 바람직한 크기의 분산질의 바람직한 분포)을 갖는 금속 스트립 및 그러한 금속 스트립을 형성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일부 경우에, 주조 장치는 금속 스트립의 신속 응고(예를 들어, 적어도 또는 약 1℃/s, 적어도 또는 약 10℃/s, 또는 적어도 또는 약 100℃/s와 같이, 표준 DC 주조 응고보다 약 10배 이상의 레이트(rate)의 신속 응고) 및 신속 냉각(적어도 또는 약 1℃/s, 적어도 또는 약 10℃/s, 또는 적어도 또는 약 100℃/s의 레이트의 신속 냉각)을 제공하도록 구성될 수 있고, 이는 최종 금속 스트립 내의 미세조직의 개선을 촉진할 수 있다. 일부 경우에, 응고율은 통상적인 DC 주조의 응고율의 100배 또는 100배 초과일 수 있다. 신속 응고는, 응고된 알루미늄 매트릭스 전체를 통해서 매우 균일하게 분포된 분산질-형성 원소의 특이적 분포를 포함하는, 특이적 미세조직을 초래할 수 있다. 금속 스트립이 주조 장치를 빠져 나올 때 금속 스트립을 즉각적으로, 또는 그 잠시 후에 급냉하는 것과 같이, 이러한 금속 스트립을 신속 냉각하는 것은 고용체 내의 분산질-형성 원소의 고정(locking)을 촉진할 수 있다. 이어서, 결과적인 금속 스트립은 분산질-형성 원소로 과포화될 수 있다. 과포화된 금속 스트립은 이어서, 디커플링된 주조 및 압연 시스템 내에서의 추가적인 프로세싱을 위해서 중간 코일로 코일링될 수 있다. 일부 경우에, 희망 분산질-형성 원소가 망간, 크롬, 바나듐, 및/또는 지르코늄을 포함한다. 분산질-형성 원소로 과포화된 이러한 금속 스트립은, 재가열될 때, 균일하게 분포된 그리고 바람직한-크기의 분산질의 석출을 매우 신속하게 유도할 수 있다.
일부 경우에, 신속 응고 및 신속 냉각이 주조 장치에 의해서 한 번에 수행될 수 있다. 분산질-형성 원소가 과포화된 금속 스트립을 생성하기 위해서, 주조 장치가 충분한 길이를 가질 수 있고 충분한 열 제거 특성을 가질 수 있다. 일부 경우에, 주조 장치는, 주조 금속 스트립의 온도를 250℃, 240℃, 230℃, 220℃, 210℃, 또는 200℃로 또는 그 미만으로 낮추기 위해서, 충분한 길이를 가질 수 있고 충분한 열 제거 특성을 가질 수 있으나, 다른 값들도 이용될 수 있다. 일반적으로, 그러한 주조 장치는 충분한 공간을 점유하거나 느린 주조 속력으로 동작되어야 할 것이다. 더 작고 더 신속한 주조 장치가 요구되는 일부 경우에, 금속 스트립은 주조 장치를 빠져 나간 직후에 또는 그 바로 후에 급냉될 수 있다. 금속 스트립의 온도를 250℃, 240℃, 230℃, 220℃, 210℃, 200℃, 175℃, 150℃, 125℃, 또는 100℃ 또는 그 미만으로 낮추기 위해서, 하나 이상의 노즐이 주조 장치의 하류에 배치될 수 있으나, 다른 값들이 이용될 수 있다. 급냉은, 과포화된 금속 스트립 내에서 분산질-형성 원소를 고정하기 위해서, 충분히 신속하게 또는 빨리 발생될 수 있다.
통상적으로, 빠른 응고 및 빠른 냉각을 회피하여 왔는데, 이는 결과적인 금속 스트립이 바람직하지 못한 특성을 가지기 때문이다. 그러나, 놀랍게도, 분산질-형성 원소가 과포화된 금속 스트립은 희망 분산질 배열을 갖는 금속 스트립을 위한 효과적인 전구체(precursor)가 될 수 있다는 것을 발견하였다. 특이적인 분산질-형성 원소-과포화 금속 스트립이, 예를 들어 저장 중에 또는 열간 압연 직전에, 재가열될 수 있고, 그에 따라 분산질-형성 원소의 과포화된 매트릭스를 (예를 들어, 균일하게 분포된) 희망 분포 및 (예를 들어, 약 10 nm 내지 약 500 nm 또는 약 10 nm 내지 약 100 nm의) 희망 크기의 분산질을 포함하는 스트립으로 변환할 수 있다. 금속 스트립이 분산질-형성 원소로 과포화되기 때문에, 바람직한-크기의 분산질의 석출을 위한 구동력은 비-과포화 매트릭스보다 더 크다. 다시 말해서, 희망 분산질 배열을 생성하기 위해서 추후에 짧게 재가열될 수 있는 금속 스트립을 준비 또는 밑 작업(prime)하기 위해서, 본원에서 개시된 바와 같은 특정 신속 응고 및/또는 냉각 양태가 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용의 특정 양태가, 기존 기술(예를 들어, DC 주조)보다 10배 내지 100배 더 짧은 재가열 시간에서 바람직한-크기의 분산질을 석출하도록 재가열될 수 있는 분산질-형성 원소가 과포화된 금속 스트립을 생성할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이러한 재가열이 발생될 수 있는 속력은, 열간 압연 라인 내에서, 예를 들어 열간 압연 라인의 시작부에서, 재가열이 수행될 수 있게 한다. 그러나, 일부 경우에, 분산질-형성 원소가 과포화된 금속 스트립의 하나 이상의 코일이 열간 압연 라인 상에서 언코일링되기 전에 재가열될 수 있다. 바람직한-크기의 분산질이 상당히 더 신속하게 유도될 수 있기 때문에, 희망 금속 스트립의 생산에서 충분한 시간 및 에너지가 절감될 수 있다. 또한, 개선된 분산질 분포는, 적은 양의 합금 원소의 이용으로, 바람직한 성능이 달성되게 할 수 있다. 다시 말해서, 본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은, 통상적인 DC 또는 연속 주조보다, 합금 원소가 더 효율적으로 레버리지되게 할 수 있다.
또한, 응고율, 냉각율(예를 들어, 급냉율), 및 재가열 시간 중 하나 이상의 조작을 이용하여, 분산질 크기 및 분포를 필요에 따라 구체적으로 조절할 수 있다. 제어기가 시스템에 커플링되어, 응고율, 냉각율, 및 재가열 시간을 제어할 수 있다. 특정 분산질 배열(예를 들어, 크기 및/또는 분포)에 기여할 수 있는 특정 특성을 금속 스트립이 가질 것이 요구될 때, 제어기는 희망 금속 스트립을 생산하기 위해서 여러 가지 레이트/시간을 조작할 수 있다. 이러한 방식으로, 희망 분산질 배열을 갖는 금속 스트립이 온디멘드(on demand)로 생성될 수 있다. 분산질 배열의 제어가 합금 원소가 레버리지되는 방법에 다소의 효율성을 제공할 수 있기 때문에, 분산질 배열의 온디멘드 제어는, 제어기가 액체 금속의 특정 혼합물의 합금 원소의 편차를 보상하게 할 수 있다. 예를 들어, 특정의 희망 특성을 갖는 전달 가능 금속 스트립을 생산할 때, 제어기는, 합금 원소의 다소의 효율적 이용(예를 들어, 합금 원소의 음의 편차(negative deviation)가 결정될 때 더 효율적인 이용이 바람직할 수 있다)을 제공하는 분산질 배열을 생성하기 위해서 시스템의 응고율, 냉각율, 및/또는 재가열 시간을 조정함으로써, 주조물들 사이의 합금 원소의 약간의 농도 편차를 보상할 수 있다. 이러한 보상은 자동적으로 수행될 수 있거나 사용자에게 자동적으로 권장될 수 있다.
중간 코일은 열간 압연되기 전에 저장될 수 있고, 그에 따라 열간 압연 스탠드(들)이 수용할 수 있는 것보다 빠른 속력으로 주조 장치가 배출할 수 있게 하고, 과다 금속 스트립은, 열간 압연 스탠드(들)가 이용 가능할 때까지, 코일링되고 저장될 수 있다. 저장될 때, 중간 코일이 선택적으로 재가열될 수 있다. 예를 들어, 다양한 유형의 알루미늄 합금에서, 중간 스트립은 500℃ 또는 약 500℃ 또는 그 초과, 또는 530℃ 또는 약 530℃ 또는 그 초과 온도까지 재가열될 수 있다. 재가열 온도는 금속 스트립의 고상선 온도 미만으로 유지될 것이다.
일부 경우에, 중간 코일은 대략적으로 100℃ 이상, 200℃ 이상, 300℃ 이상, 또는 400℃ 이상, 또는 500℃ 이상의 온도에서 유지되나, 다른 값들이 이용될 수 있다. 일부 경우에, 중간 코일은, 열간 압연 프로세스 중에 언코일링을 방해할 수 있는 불균일한 반경방향 힘을 최소화하는 방식으로 저장될 수 있다. 일부 경우에, 중간 코일이 수직으로 저장될 수 있고, 코일의 측방향 축은 수직 방향으로 연장된다. 일부 경우에, 중간 코일이 수평으로 저장될 수 있고, 코일의 측방향 축은 수평 방향으로 연장된다. 일부 경우에, 중간 코일이 중앙 스핀들로부터 현수될(suspended) 수 있고, 그에 따라 코일의 루프들을 서로에 대해서, 구체적으로 스핀들 아래에 위치되는 코일의 부분에 대해서 가압하는 중량을 최소화할 수 있다. 일부 경우에, 중간 코일은 수평 축(예를 들어, 수평으로 저장될 때 코일의 측방향 축)을 중심으로 주기적으로 또는 연속적으로 회전될 수 있다.
열간 압연 프로세스 중에, 중간 코일이 언코일링될 수 있고, 선택적으로 표면 처리될 수 있고, 선택적으로 재가열될 수 있고, 희망 두께로 압연될 수 있고, 선택적으로 압연-후 재가열 및 급냉될 수 있고, 그리고 분배를 위해서 코일링될 수 있다. 열간 압연 프로세스는 하나 이상의 열간 압연 스탠드를 포함할 수 있고, 각각의 압연 스탠드는 금속 스트립의 두께를 감소시키기 위해서 힘을 인가하기 위한 작업 롤을 포함한다. 일부 경우에, 열간 압연 중의 총 두께 감소량이 약 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20% 또는 15% 이하일 수 있으나, 다른 값이 이용될 수 있다. 열간 압연은 비교적 고속으로, 예를 들어 분당 약 50 내지 60 미터(m/분)의 진입 속력(예를 들어, 금속 스트립이 제1 열간 압연 스탠드에 진입할 때 금속 스트립의 속력) 수행될 수 있으나, 다른 진입 속력이 이용될 수 있다. 열간 압연 스탠드(들)에 의해서 부여되는 두께 감소 백분율로 인해서, 배출 속력(예를 들어, 금속 스트립이 마지막 열간 압연 스탠드를 빠져 나올 때의 금속 스트립의 속력)은 상당히 더 빠를 수 있고, 예를 들어 약 300 내지 약 800 m/분일 수 있으나, 다른 배출 속력이 발생될 수 있다. 바람직한 결과를 위해서, 열간 압연은 열간 압연 온도에서 수행될 수 있다. 열간 압연 온도는 350℃ 또는 약 350℃, 예를 들어 340℃ 내지 360℃, 330℃ 내지 370℃, 330℃ 내지 380℃, 300℃ 내지 400℃, 또는 250℃ 내지 400℃일수 있으나, 다른 범위도 이용될 수 있다. 일부 경우에, 금속 스트립을 위한 희망 열간 압연 온도가 그 합금 재결정 온도일 수 있다. 일부 경우에, 금속 스트립의 온도는 시작 열간 압연 온도(예를 들어, 금속 스트립이 제1 열간 압연 스탠드에 진입할 때의 금속 스트립의 온도)로부터, 선택적으로 하나 이상의 중간 스탠드 열간 압연 온도(예를 들어, 임의의 2개의 인접한 열간 압연 스탠드들 사이의 금속 스트립의 온도)를 통해서, 배출 열간 압연 온도(예를 들어, 금속 스트립이 마지막 열간 압연 스탠드를 빠져 나갈 때의 금속 스트립의 온도)까지 변경될 수 있다. 이러한 온도 중 임의의 온도가 열간 압연 온도에 대해서 전술한 범위 내에 있을 수 있으나, 다른 범위가 이용될 수 있다. 시작 열간 압연 온도, 선택적인 중간 스탠드 온도(들), 및 배출 열간 압연 온도가 대략적으로 동일할 수 있거나(예를 들어, 도 7 참조) 상이할 수 있다(예를 들어, 도 8 참조).
일부 경우에, 금속 스트립은 높은 온도에서 열간 압연 프로세스에 진입할 수 있거나, 전술한 바와 같이, 열간 압연 시스템 내로 언코일링되고 잠시 후에 재가열될 수 있다. 이러한 지점에서 금속 스트립의 온도는 500℃, 510℃, 520℃, 또는 530℃ 초과, 그러나 융점 미만일 수 있으나, 다른 범위가 이용될 수 있다. 열간 압연 스탠드(들)에 진입하기 전에, 금속 스트립이 전술한 바와 같은 열간 압연 온도까지 냉각될 수 있다. 열간 압연 스탠드를 통과한 후에, 금속 스트립이 선택적으로 압연-후 온도까지 가열될 수 있다. 6xxx 계열 및 7xxx 계열 알루미늄 합금과 같은, 열처리 가능 합금의 경우에, 압연-후 온도가 용체화 온도 또는 그 주변의 온도일 수 있는 반면, 5xxx 계열 알루미늄 합금과 같이 열처리가 가능하지 않은 합금의 경우에, 압연-후 온도가 재결정 온도일 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 열처리가 가능하지 않은 합금의 경우에, 특히 금속 스트립이 재결정 온도(예를 들어, 약 350℃ 이상) 이상의 온도에서 열간 압연 프로세스를 빠져 나갈 때, 압연-후 가열이 이용되지 않을 수 있다. 열처리 가능 합금의 경우에, 압연-후 온도 또는 용체화 온도가 합금에 따라 다를 수 있으나, 약 450℃, 460℃, 470℃, 480℃, 490℃, 500℃, 510℃, 520℃, 및 530℃ 이상일 수 있다. 일부 경우에, 용체화 온도는, 해당 합금의 고상선 보다 20℃ 내지 40℃ 또는 약 20℃ 내지 40℃, 또는 더 바람직하게는 30℃ 더 낮을 수 있다. 금속 스트립을 압연-후 온도까지 재가열한 직후에, 또는 잠시 후에, 금속 스트립이 급냉될 수 있다. 금속 스트립은, 150℃, 140℃, 130℃, 120℃, 110℃, 또는 100℃ 이하일 수 있는 냉각 온도까지 급냉될 수 있으나, 다른 값이 이용될 수 있다. 이어서, 금속 스트립은 전달을 위해서 코일링될 수 있다. 이때, 코일링된 금속 스트립은 분배를 위한 바람직한 물리적 특성, 예를 들어 희망 게이지 및 희망 템퍼를 가질 수 있다.
열간 압연 및 급냉 후에, 금속 스트립은 희망 게이지 및 템퍼, 예를 들어 T4 템퍼를 가질 수 있다. 본 출원에서 합금 템퍼 또는 컨디션에 대한 기준을 정한다. 가장 일반적으로 사용되는 합금 템퍼 설명의 이해를 위해서는, "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems"를 참조한다. F 컨디션 또는 템퍼는 제조된 그대로의 알루미늄 합금을 지칭한다. O 컨디션 또는 템퍼는 어닐링 후의 알루미늄 합금을 지칭한다. W 컨디션 또는 템퍼는 용체화 열처리 후의 알루미늄 합금을 지칭하나, 이는 상온에서 불안정한 템퍼일 수도 있다. T 컨디션 또는 템퍼는, 안정적인 템퍼를 생성하는 특정 열처리 후의 알루미늄 합금을 지칭한다. T3 컨디션 또는 템퍼는, 용체화 열처리(즉, 용체화), 냉간 작업 및 자연적 시효 후의 알루미늄 합금을 지칭한다. T4 컨디션 또는 템퍼는, 용체화 열처리(즉, 용체화) 및 후속되는 자연적 시효 후의 알루미늄 합금을 지칭한다. T6 컨디션 또는 템퍼는, 용체화 열처리 및 후속되는 인공 시효 후의 알루미늄 합금을 지칭한다. T8 컨디션 또는 템퍼는, 냉간 작업, 그 후의 용체화 열처리, 그 후의 인공 시효 후의 알루미늄 합금을 지칭한다.
일부 경우에, 고온(예를 들어, 약 550℃ 이상과 같은, 재결정 온도를 초과하는 열간 압연 진입 온도)에서 열간 압연을 시작하는 것 그리고 금속 스트립이 열간 압연 프로세스 중에 열간 압연 배출 온도까지 냉각되게 하는 것에 의해서, 금속 스트립(예를 들어, 알루미늄 금속 스트립)은 열간 압연 중에 동적 재결정을 겪을 수 있다. 일부 경우에, 열간 또는 온간 압연 중의 동적 재결정은, 금속 물품을 재결정화하기 위한 특정 온도에서의 압연 중에 금속 스트립에서 충분한 변형(strain)을 유도하기에 충분한 힘을 인가하는 것에 의해서 발생될 수 있다.
동적 재결정은, 재결정을 달성하기 위해서 금속 스트립을 (예를 들어, 재결정 온도 초과까지) 재가열할 필요가 없이, 금속 스트립이 열간 압연 직후에 급냉될 수 있게 한다. 부가적으로, 열간 압연 직후에 신속하게 급냉함으로써, 바람직하지 못한 석출을 방지할 수 있다. 특정 온도에서, Mg2Si 상과 같은 석출물이 시간 경과 시에 형성되기 시작할 수 있다. 석출이 많은 구역은, 석출의 1% 내지 90% 완성과 같은 신속한 석출물 형성이 예상되는 온도 및 그러한 온도에서 체류하는 시간을 기초로 규정될 수 있다. 따라서, 석출물 형성을 최소화하기 위해서, 그러한 석출이 많은 구역에서 체류하는 시간을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 신속 급냉이 후속되는 동적 재결정을 통해서, 석출이 많은 구역 내의 온도에서 금속 스트립이 체류하는 시간의 양이 최소화될 수 있다. 일부 경우에, 바람직한 야금학적 성질이 금속 스트립의 압연 및 급냉에 의해서 달성될 수 있고, 금속 스트립은, 제1 열간 압연 스탠드에 진입하기 직전으로부터 급냉 구역을 빠져나간 직후까지, 온도가 단조롭게 감소된다(예를 들어, 열간 압연 및 급냉 프로세스 전체를 통해서 온도가 단조롭게 감소된다).
일부 경우에, 금속 스트립은, 약간의 초기 급냉 후에 또는 초기 급냉이 없이 열간 압연에 진입할 수 있다. 금속 스트립은, 재결정 온도(예를 들어, 550℃ 이상과 같은, 예열 온도) 초과인 열간 압연 진입 온도로부터, 열간 압연 진입 온도 미만의 열간 압연 배출 온도까지, 열간 압연 중에 온도가 강하될 수 있다. 열간 압연 진입 온도로부터 열간 압연 배출 온도까지의 온도 감소는 단조적인 감소일 수 있다. 열간 압연 중의 온도 감소를 수행하기 위해서, 열간 압연 밀의 각각의 스탠드가 금속 스트립으로부터 열을 추출할 수 있다. 예를 들어, 열간 압연 스탠드를 통한 금속 스트립의 통과로 인해서, 열간 압연 스탠드의 작업 롤을 통해서 금속 스트립으로부터 열이 추출될 수 있도록, 열간 압연 스탠드가 충분히 냉각될 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연 스탠드 자체를 통한 열의 제거 대신에 또는 그에 부가하여, 윤활제 또는 다른 냉각 재료(예를 들어, 공기 또는 물과 같은 유체)의 이용을 통해서, 열이 열간 압연 스탠드들 사이에서 금속 스트립으로부터 추출될 수 있다. 일부 경우에, 마지막의 그리고 끝에서 두 번째(penultimate)의 열간 압연 스탠드가 점진적으로 더 낮은 온도들에서 금속 스트립을 압연할 수 있다. 일부 경우에, 마지막의 그리고 끝에서 두 번째의 열간 압연 스탠드가 동일한 또는 대략적으로 동일한 온도에서 금속 스트립을 압연할 수 있다.
급냉 전에 온도 증가를 필요로 할 수 있고 석출이 많은 구역 내에서의 긴 지속시간을 초래할 수 있는, 열처리 프로세스 중의 압연-후(예를 들어, 열간 압연 후) 재결정에 의존하는 대신, 금속 스트립은, 본원에서 설명되는 바와 같이, 열간 압연 프로세스 중에 동적 재결정을 겪을 수 있다. 동적 재결정은, 충분히 큰 변형율로 그리고 충분히 높은 온도에서 금속 스트립을 압연하는 것을 포함할 수 있다. 동적 재결정은 열간 압연 밀의 최종 압연 스탠드에서 발생될 수 있다. 동적 재결정은 프로세스되는 금속 스트립의 변형율 및 온도에 따라 달라진다. Zener-Hollomon 매개변수(Z)가 수학식 
에 의해서 규정될 수 있고, 여기에서 
는 변형율이고, Q는 활성화 에너지이고, R은 가스 상수이며, T는 온도이다. 재결정은, Zener-Hollomon 매개변수가 희망 범위 내에 있을 때, 발생된다. 온도(예를 들어, 열간 압연 배출 온도)를 최소화하면서 이러한 범위 내에서 유지하기 위해서, 금속 스트립은, 더 높은 온도에서 필요할 수 있는 것보다, 더 큰 변형율을 겪어야 한다. 따라서, 석출이 많은 구역 내의 체류 시간을 최소화하기 위해서 급냉에 적합한 열간 압연 배출 온도를 달성하기 위해서, 최종 열간 압연 스탠드의 감소량(예를 들어, 백분율 두께 감소)을 최소화하는 것 또는 적어도 적절한 감소량을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 희망하는 총 두께 감소를 달성하기 위해서, 최종 열간 압연 스탠드에 부가되는 두께 감소량은, 선행하는 열간 압연 스탠드 중 하나 이상에 의해서 제공되는 두께 감소량을 감소시킴으로써 상쇄될 수 있다.
또한, 석출이 많은 구역 내의 체류 시간을 최소화하기 위해서, 열간 압연 밀을 고속으로 작동시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 금속 스트립을 16 mm 게이지로부터 2 mm 게이지까지 감소시키기 위해서 3개의 스탠드를 이용하는 열간 압연 밀에서, 열간 압연 밀의 입구에서 약 50 m/분의 스트립 속력은 열간 압연 밀의 출구에서 약 400 m/분의 스트립 속력을 초래할 수 있다. 따라서, 석출이 많은 구역 내에서 적절한 최소 지속시간을 달성하기 위해서, 금속 스트립이 약 400 m/분의 속력으로 진행되는 동안, 급냉 프로세스는 금속 스트립의 온도를 약 400℃만큼 (예를 들어, 100℃까지) 감소시킬 필요가 있을 수 있다. 강과 같은 몇몇 금속에서, 그러한 신속 급냉이 불가능할 수 있고, 실용적이지 않을 수 있고, 또는 크고, 고가이며, 효율적이지 못한 장비를 필요로 할 수 있다. 알루미늄에서, 특히 두께 감소 부분을 이전의 열간 압연 스탠드로부터 최종 열간 압연 스탠드로 이동시키는 것을 통해서 재결정 온도가 최소화되는 경우에, 본원에서 설명된 바와 같은 급냉을 제공할 수 있다. 또한, 열간 압연 프로세스가 주조 프로세스로부터 디커플링될 때, 열간 압연 프로세스는, 본원에서 설명된 것과 같은 빠른 속력으로 진행될 수 있다. 열간 압연 프로세스 중의 고속은, 석출이 많은 구역 내의 체류 시간을 최소화하는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 빠른 열간 압연 속력은, 본원에서 설명된 바와 같은, 낮은 재결정 온도를 달성하는데 필요한 적절하게 큰 변형율의 달성에 도움을 줄 수 있다.
또한, 석출물 형성을 최소화하기 위한 동적 재결정 및 신속 급냉은 비교적 얇은 금속 스트립의 이용을 통해서 촉진될 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 비교적 얇은 게이지에서 금속 스트립을 주조함으로써, 열간 압연 프로세스가 고속으로 진행될 수 있고 신속 급냉 프로세스가 후속될 수 있으며, 이는 석출이 많은 구역 내의 체류 시간을 단축할 수 있다. 얇은 게이지는 또한 빠른 열간 압연 속력을 촉진할 수 있다. 동적 재결정 및 신속 급냉에 대해서 본원에서 설명된 기술은, T4 템퍼를 수반하고 예상보다 적은 양의 석출물을 갖는 금속 스트립 또는 다른 야금 제품의 준비를 도울 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용의 특정 양태에 따라 준비된 금속 스트립은 T4 템퍼를 가질 수 있고 약 4.0%, 3.9%, 3.8%, 3.7%, 3.6%, 3.5%, 3.4%, 3.3%, 3.2%, 3.1%, 3.0%, 2.9%, 2.8%, 2.7%, 2.6%, 2.5%, 2.4%, 2.3%, 2.2%, 2.1%, 2.0%, 1.9%, 1.8%, 1.7%, 1.6%, 1.5%, 1.4%, 1.3%, 1.2%, 1.1%, 1.0%, 0.9%, 0.8%, 0.7%, 0.6%, 0.5%, 0.4%, 0.3%, 0.2%, 또는 0.1% 이하의 Mg2Si의 부피 분율을 가질 수 있다. 일부 경우에, 본 개시 내용의 특정 양태에 따라 준비된 금속 스트립은 T4 템퍼를 가질 수 있고 약 10%, 9.9%, 9.8%, 9.7%, 9.6%, 9.5%, 9.4%, 9.3%, 9.2%, 9.1%, 9%, 8.9%, 8.8%, 8.7%, 8.6%, 8.5%, 8.4%, 8.3%, 8.2%, 8.1%, 8%, 7.9%, 7.8%, 7.7%, 7.6%, 7.5%, 7.4%, 7.3%, 7.2%, 7.1%, 7%, 6.9%, 6.8%, 6.7%, 6.6%, 6.5%, 6.4%, 6.3%, 6.2%, 6.1%, 6%, 5.9%, 5.8%, 5.7%, 5.6%, 5.5%, 5.4%, 5.3%, 5.2%, 5.1%, 5%, 4.9%, 4.8%, 4.7%, 4.6%, 4.5%, 4.4%, 4.3%, 4.2%, 또는 4.1% 이하의 Mg2Si의 부피 분율을 가질 수 있다. 본원에서 사용될 때, Mg2Si의 부피 분율에 대한 언급은, 주조되는 특정 합금 내에 형성될 수 있는 Mg2Si의 총량에 대한 Mg2Si의 부피 분율을 지칭할 수 있다. Mg2Si의 부피 분율의 백분율은 또한, Mg2Si를 형성하기 위한 석출 반응의 완성 백분율로서 지칭될 수 있다.
본 개시 내용의 특정 양태 및 특징은 철-포함(Fe-포함) 금속간 화합물의 크기, 형상 및 크기 분포를 조절하기 위한 기술에 관한 것이다. Fe-함유 금속간 화합물의 특성을 조정하는 것은, 특히 6xxx 계열 합금을 위한 그리고 특히 알루미늄 자동차 부품에 필요한 요구 사양(the demanding specification)을 위한, 최적의 제품 성능을 달성하는데 있어서 중요할 수 있다. 통상적인 DC 주조는, 베타 상 Fe(β-Fe)를 알파 상 Fe(α-Fe) 금속간 화합물로 변환시키기 위해서 긴 기간(예를 들어, 몇 시간)의 고온(예를 들어, 530℃ 초과) 균질화를 필요로 할 수 있는 반면, 본 개시 내용의 특정 양태는 바람직한 Fe-함유 금속간 화합물을 갖는 금속 제품을 생성하는데 적합하다. 본원에서 설명된 바와 같이, 본 개시 내용의 특정 양태는 연속 주조기로부터 중간 게이지 제품을 생산하는 것과 관련된다. 중간 게이지 제품은 i) 최종 게이지로의 냉간 압연 및 용체화 열처리; ii) 최종 게이지로의 온간 압연 및 용체화 열처리; iii) 최종 게이지로의 열간 압연, 자기 가열기를 이용한 재가열, 및 인-라인 급냉의 수행; iv) 최종 게이지로의 열간 압연 및 용체화 열처리; 또는 v) T4 템퍼를 생성하기 위한 동적 재결정화와 함께 최종 게이지로의 열간 압연을 통해서, T4 제품으로 마무리될 수 있다.
일부 경우에, 연속 주조기로부터 주조된 금속 스트립이 코일링 전에 압연될(예를 들어, 열간 압연될) 수 있다. 코일링 전의 압연은, 적어도 30% 또는 더 전형적으로 50% 내지 75%와 같은, 큰 두께 감소일 수 있다. 연속적으로 주조된 금속 스트립이 코일링에 앞서서 하나의 열간 압연 스탠드로 압연될 때 특히 유용한 결과가 확인되었으나, 일부 경우에 부가적인 스탠드가 이용될 수 있다. 일부 경우에, 연속 주조 후의 이러한 큰-감소(예를 들어, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75% 초과의 두께 감소)의 열간 압연은, 다른 장점들 중에서, 금속 스트립 내의 Fe-함유 입자를 파괴하는데 도움을 줄 수 있다. 연속 주조 후의 그리고 코일링 전의 압연을 통해서 금속 스트립의 두께가 감소되는 경우에, 언코일링 후에 발생되는 임의의 열간 압연 프로세스가 하나의 더 적은 열간 압연 스탠드 및/또는 하나의 더 적은 통과를 필요로 할 수 있는데, 이는 주조와 코일링 사이에서 금속 스트립이 이미 두께 감소되었기 때문이다.
일부 경우에, 금속 스트립은 플래시 균질화될(flash homogenized) 수 있다. 플래시 균질화는 비교적 짧은 기간(예를 들어, 약 1분 내지 10분, 예를 들어 30초, 45초, 1분, 1:30분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 7분, 8분, 9분, 또는 10분, 또는 그 사이의 임의의 범위) 동안 500℃ 초과(예를 들어, 500 내지 570℃, 520 내지 560℃, 또는 560℃ 또는 약 560℃)의 온도까지 금속 스트립을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 가열은 연속 주조기와 초기 코일링 사이에서, 더 구체적으로 코일링 이전에 연속 주조기와 열간 압연 스탠드 사이에서, 또는 열간 압연 스탠드와 코일링 사이에서 발생될 수 있다. 이러한 플래시 균질화는 Fe-함유 금속간 화합물(예를 들어, α 또는 β 유형)의 종횡비를 줄이는데 도움을 줄 수 있고, 또한 이러한 금속간 화합물의 크기를 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 일부 경우에, (예를 들어, 570℃에서 약 2분 동안의) 플래시 균질화는 Fe-성분 입자의 유리한 구상화(spheroidization) 및/또는 정제(refinement)를 성공적으로 달성할 수 있고, 그렇지 않은 경우에 Fe-성분 입자는 더 높은 온도에서의 광범위한 균질화를 필요로 할 수 있다.
일부 경우에, 본원에서 설명된 바와 같은, 연속 주조 후의 플래시 균질화 및 큰-감소 열간 압연의 조합은 Fe-함유 입자의 정제(예를 들어, 파괴)에서 특히 유용할 수 있다.
일 예에서, 주조 시스템은 연속 주조기, 퍼니스(예를 들어, 터널 퍼니스), 열간 압연 스탠드, 및 코일기(coiler)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 한번 이상의 급냉이 열간 압연 스탠드 이전에 및/또는 이후에 발생될 수 있다. 열간 압연 스탠드는 적어도 30%의 또는 50 내지 70%의 금속 스트립의 두께 감소를 제공할 수 있다. 열간 압연 스탠드 이전의 급냉이 선택적일 수 있지만, 이는 유리하게 Fe-함유 입자를 파괴할 수 있고 석출 특성을 개선할 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연, 급냉 및 코일링 후에, 금속 스트립은, 느린/빠른 가열 및 비교적 높은 온도(예를 들어, 500℃ 초과)에서의 소킹 후에, 열간 압연될 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연, 급냉 및 코일링 후에, 금속 스트립은, 비교적 낮은 온도(예를 들어, 350℃ 미만)까지의 느린/빠른 가열 후에, 온간 압연될 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연, 급냉, 및 코일링 후에, 금속 스트립은, 어떠한 추가적인 열처리도 없이, 냉간 압연될 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 이러한 다양한 기술은, 다양한 Fe-성분 크기 분포와 같은, Fe-함유 입자와 관련된 다양한 성질을 초래할 수 있다.
일부 경우에, 금속 스트립은, 가열 장치, 예를 들어 자기 가열기, 예를 들어 유도 가열기 또는 회전 자석 가열기의 이용을 통해서, 열간 압연 시스템 내의 여러 지점에서 재가열될 수 있다. 적합한 회전 자석 가열기의 비제한적인 예가, 개시 내용 전체가 본원에서 참조로 포함되는, 2016년 9월 27일자로 출원되고 명칭이 "ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION"인 미국 가출원 제62/400,426호에서 개시된 것을 포함한다.
일반적으로, 예를 들어 냉각제를 압연 스탠드(들)의 롤 및/또는 금속 스트립 자체 상으로 분무하는 노즐을 포함하는 냉각제 시스템을 통해서, 열간 압연 시스템의 압연 스탠드(들)가 냉각된다. 이러한 냉각제 시스템은 충분한 열을 추출할 수 있고, 그에 따라 열간 압연 스탠드(들)를 통한 금속 스트립의 통과에 의한 금속 스트립의 기계적 두께 감소 작용이 금속 스트립의 온도를 높이지 않는다. 그러나, 일부 경우에, 냉각제 시스템에 의해서 인가되는 냉각의 양을 감소시킴으로써, 그에 따라 열간 압연 스탠드(들)를 통한 금속 스트립의 통과에 의한 금속 스트립의 기계적 두께 감소 작용이 금속 스트립의 양(positive)의 온도 변화를 부여할 수 있게 함으로써, 금속 스트립이 의도적으로 재가열될 수 있다.
본원에서 사용될 때, 다양한 냉각 및/또는 급냉 장치가 하나 이상의 노즐에 의해서 공급되는 냉각제를 참조하여 설명되었다. 유체-기반이든지 간에 그리고 노즐-기반이든지 간에, 금속 스트립에 신속 냉각을 제공하기 위한 다른 메커니즘이 이용될 수 있다. 일부 경우에, 금속 스트립은, 예를 들어 냉각제를 금속 스트립으로 이송하기 위한 호스, 도관, 탱크, 또는 다른 그러한 구조물로부터 직접적으로 제공되는, 냉각제의 쇄도(deluge)를 이용하여 냉각 또는 급냉될 수 있다.
본 개시 내용의 양태 및 특징이 본원에서 금속 스트립의 생산과 관련하여 설명되지만, 본 개시 내용의 양태는 또한 임의의 적합한 크기 또는 형태의 금속 제품, 예를 들어 호일, 시트, 슬라브, 판, 세이트(shate), 또는 다른 금속 제품을 생산하기 위해서 이용될 수 있다.
이러한 예시는 독자에게 여기서 논의된 전반적인 기술요지를 소개하고자 함이며 또한 개시된 개념의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 아래에서는 동일한 구성요소를 동일한 도면부호 표시하는 도면을 참고로 하여 추가적인 다양한 특징 및 예를 기술하며, 제시하는 설명은 예시되는 구현예를 설명하는 데 이용되지만, 상기 예시적인 구현예와 마찬가지로, 본 개시 내용을 제한해서는 안된다. 여기서 도면에 포함되는 구성요소는 축척에 맞지 않게 도시될 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)을 도시한 개략도이다. 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은 주조 시스템(102), 저장 시스템(104), 및 열간 압연 시스템(106)을 포함할 수 있다. 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은, 디커플링된 하위시스템들을 갖는, 하나의, 연속적인 프로세싱 라인으로 간주될 수 있다. 주조 시스템(102)에 의해서 주조된 금속 스트립(110)은 저장 시스템(104) 및 열간 압연 시스템(106)을 통해서 하류 방향으로 계속될 수 있다. 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은 연속적인 것으로 간주될 수 있는데, 이는 금속 스트립(110)이 주조 시스템(102)에 의해서 연속적으로 생산될 수 있고, 저장 시스템(104)에 의해서 저장될 수 있으며, 열간 압연 시스템(106)에 의해서 열간 압연될 수 있기 때문이다. 일부 경우에, 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은 하나의 건물 또는 시설 내에 위치될 수 있으나, 일부 경우에, 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)의 하위시스템이 서로 분리되어 위치될 수 있다. 일부 경우에, 하나의 주조 시스템(102)이 하나 이상의 저장 시스템(104) 및 하나 이상의 열간 압연 시스템(106)과 연관될 수 있고, 그에 의해서 주조 시스템(102)은, 하나의 저장 시스템(104) 또는 열간 압연 시스템(106)이 달리 허용될 수 있는 것보다, 상당히 더 빠른 속력의 레이트로 연속적으로 동작될 수 있다.
주조 시스템(102)은, 금속 스트립(110)을 연속적으로 주조하는, 연속 벨트 주조기(108)와 같은, 연속 주조 장치를 포함한다. 주조 시스템(102)은 선택적으로, 연속 벨트 주조기(108) 바로 하류에 또는 약간 떨어져 배치되는 신속 급냉 시스템(114)을 포함할 수 있다. 주조 시스템(102)은 금속 스트립(110)을 중간 코일(112)로 냉각할 수 있는 코일링 장치를 포함할 수 있다.
중간 코일(112)은 연속 벨트 주조기(108)를 빠져 나오는 금속 스트립(110)의 부분을 축적하고, 전단 장치 또는 다른 적합한 장치에 의해서 절단된 후에, 다른 위치로 운송될 수 있고, 그에 따라 그 후에 새로운 중간 코일(112)이 연속 벨트 주조기(108)를 빠져 나오는 부가적인 금속 스트립(110)으로부터 형성될 수 있게 하고, 그에 따라 연속 벨트 주조기(108)가 연속적으로 또는 반-연속적으로 동작될 수 있게 한다.
중간 코일(112)은 열간 압연 시스템(106)에 직접 제공될 수 있거나, 저장 시스템(104) 내에서 저장 및/또는 프로세싱될 수 있다. 저장 시스템(104)은 다양한 저장 메커니즘, 예를 들어 수직 또는 수평 저장 메커니즘 및 주기적 또는 연속적 회전 저장 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 중간 코일(112)은, 저장 시스템(104) 내에 저장될 때, 예열기(116)(예를 들어, 퍼니스) 내에서 예열될 수 있다. 예열은, 중간 코일(112)이 저장 시스템(104) 내에 있을 때, 지속 시간의 일부 또는 전부 동안 이루어질 수 있다. 저장 시스템(104) 내에 저장된 후에, 금속 스트립(110)이 열간 압연 시스템(106)에 제공될 수 있다.
열간 압연 시스템(106)은 금속 스트립(110)의 두께를 주조된-그대로의 게이지로부터 분배를 위한 희망 게이지까지 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 분배를 위한 희망 게이지는 0.7 mm 내지 4.5 mm 또는 약 0.7 mm 내지 4.5 mm, 또는 1.5 mm 내지 3.5 mm 또는 약 1.5 mm 내지 3.5 mm일 수 있다. 열간 압연 시스템(106)은 금속 스트립(110)의 두께를 감소시키기 위한 열간 압연 스탠드(118)의 세트를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연 스탠드(118)의 세트가 하나의 열간 압연 스탠드를 포함할 수 있으나, 임의 수의, 예를 들어 2개, 3개, 또는 그 초과의 열간 압연 스탠드가 이용될 수 있다. 일부 경우에, 많은 수(예를 들어, 3개, 4개, 또는 그 초과)의 열간 압연 스탠드의 이용이, 주어진 전체 두께 감소(예를 들어, 제1 열간 압연 스탠드 이전으로부터 마지막 열간 압연 스탠드 이후까지의 두께 감소)에서, 보다 양호한 표면 품질을 초래할 수 있는데, 이는 각각의 압연 스탠드가 더 적은 양만큼 금속의 두께를 감소시킬 필요가 있기 때문이고, 그에 따라 일반적으로 더 적은 표면 결함이 금속 스트립에 부여되기 때문이다. 열간 압연 시스템(106)은 금속 스트립의 다른 프로세싱, 예를 들어 표면 마감(예를 들어, 텍스처 가공(texturing)), 예열, 및 열처리를 더 수행할 수 있다. 열간 압연 시스템(106)을 빠져 나오는 금속 스트립(110)이 추가적인 프로세싱 장비(예를 들어, 블랭킹 기계 또는 굽힘 기계)에 직접 제공될 수 있거나, 분배 가능 코일(120)(예를 들어, 마감된 코일)로 코일링될 수 있다. 본원에서 사용될 때, 분배 가능이라는 용어는, 금속 스트립에 관한 고객 희망 특성을 갖는 금속 제품, 예를 들어 코일링된 금속 스트립을 설명할 수 있다. 예를 들어, 분배 가능 코일(120)은, 원래의 장비 제조자의 사양을 만족시키는 물리적 및/또는 화학적 특성을 가지는 코일링 금속 스트립을 포함할 수 있다. 분배 가능 코일(120)이 W 템퍼 또는 T 템퍼일 수 있다. 분배 가능 코일(120)은 저장될 수 있고, 판매될 수 있으며, 적절한 경우에 선적될 수 있다.
도 1에 도시된 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은 주조 시스템(102)의 속력이 열간 압연 시스템(106)의 속력으로부터 디커플링될 수 있게 한다. 도시된 바와 같이, 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)은 중간 코일(112)을 저장하기 위해서 저장 시스템(104)을 이용하고, 연속 벨트 주조기(108)를 빠져 나오는 금속 스트립(110)은 구분된 유닛들로 코일링되고, 열간 압연 시스템(106)이 그러한 유닛의 프로세싱에 이용될 수 있을 때까지 저장한다. 중간 코일(112)을 저장하는 대신, 일부 경우에, 저장 시스템(104)은 인라인 축적기를 이용하고, 그러한 인라인 축적기는 금속 스트립(110)을 제1 속력으로 주조 시스템(102)으로부터 수용하고, 이를 이동 롤러의 세트 사이에서 축적하여 연속적인 금속 스트립(110)이 제1 속력과 상이한 제2 속력으로 열간 압연 시스템(106) 내로 공급될 수 있게 한다. 인라인 축적기는, 주조 시스템(102)의 희망 주조 지속시간에 기초하여, 미리 결정된 기간 동안 제1 속력과 제2 속력의 차이를 수용하기 위한 크기를 가질 수 있다. 주조 시스템(102)의 연속 동작이 요구되는 시스템에서, 코일-기반의 저장 시스템(104)이 바람직할 수 있다.
도 2는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템을 이용한 다양한 코일의 생산에 대한 타이밍 차트(200)이다. 타이밍 차트(200)는, 코일이 주조 시스템(202)으로부터, 저장 시스템(204)을 통해서, 그리고 열간 압연 시스템(206)을 통해서 전달될 때, 여러 코일의 각각에 대한 위치 및 프로세스를 시간의 함수로서 도시한다. 주조 시스템(202), 저장 시스템(204), 및 열간 압연 시스템(206)은 도 1의 디커플링된 금속 주조 및 압연 시스템(100)의 주조 시스템(102), 저장 시스템(104), 및 열간 압연 시스템(106)일 수 있다.
전술한 바와 같이, 주조 시스템(202)은 중간 코일을 주조할 수 있다. 블록(222A, 222B, 222C, 222D, 및 222E)이 중간 코일(A, B, C, D, 및 E)의 주조 시간을 각각 나타낸다. 주조 시스템(202)은 특정 주조 속력으로 각각의 중간 코일을 주조할 수 있다. 따라서, 코일 주조 시간(228)은 주조 시스템(202)이 하나의 중간 코일을 주조 및 코일링하는데 필요한 시간을 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 주조 시스템(202)은 리셋 시간을 거치며, 이러한 시간 동안 주조 시스템(202)은 후속 중간 코일을 주조 및 코일링하도록 리셋된다. 다른 경우에, 주조 시스템(202)은 후속 중간 코일의 주조 및 코일링을 즉각적으로 시작할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주조 시스템(202)은 중간 코일을 연속적으로 반복 배출할 수 있다.
중간 코일은 저장 및/또는 선택적 프로세싱(예를 들어, 재가열)을 위해서 저장 시스템(204)을 통과할 수 있다. 블록(224A, 224B, 224C, 224D, 및 224E)이 중간 코일(A, B, C, D, 및 E)의 저장 지속 시간을 각각 나타낸다. 주조 시스템(202)의 속력이 열간 압연 시스템(206)의 속력으로부터 디커플링되기 때문에, 저장 시스템(204)은, 이용 가능한 열간 압연 시스템(206)의 수 그리고 주조 시스템(202) 및 열간 압연 시스템(206)의 속력에 따라, 시간량을 변경하기 위해서 임의의 적절한 수의 중간 코일을 저장할 수 있다.
일부 경우에, 각각의 중간 코일은 최소 저장 시간(230) 동안 저장 시스템(204) 내에서 유지될 수 있고, 이는 저장 중에 임의의 선택적인 프로세싱을 수행하는데 필요한 최소량의 시간일 수 있다. 일부 경우에, 최소 저장 시간(230)이 존재하지 않고, 열간 압연 시스템(206)이 중간 코일을 수용하기 위해서 이용될 수 있는 경우에, 중간 코일은 저장이 없이 열간 압연 시스템(206)에 전달될 수 있다. 예를 들어, 최소 저장 시간(230)이 없는 경우에, 중간 코일(A)은 열간 압연 시스템(206)에 직접 전달될 것이고, 블록(224A)은 존재하지 않을 것이다.
열간 압연 시스템(206)에 제공되는 중간 코일이 압연될 수 있고 분배 가능 코일로 달리 프로세싱될 수 있다. 블록(226A, 226B, 226C, 226D, 및 226E)이 중간 코일(A, B, C, D, 및 E)을 위한 열간 압연 시스템(206) 내의 체류 지속시간을 각각 나타낸다. 열간 압연 시스템(206)은 설정된 속력으로 동작될 수 있고, 그에 따라 열간 압연 시스템(206) 내에서 중간 코일을 열간 압연 및 달리 프로세싱하는데 필요한 지속시간을 나타내는 코일 압연 시간(232)을 초래한다.
디커플링되지만, 금속 스트립이 하나의 시스템으로부터 다음 시스템으로 연속적으로 전달되기 때문에 금속 스트립을 주조, 저장 및 열간 압연하는 프로세스가 연속적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 저장 시스템(204)은, 코일 주조 시간(228)이 코일 압연 시간(232)보다 짧을 때, 특히 바람직할 수 있다. 코일 주조 시간(228)과 코일 압연 시간(232) 사이의 차이는, 전체 주조 지속시간(예를 들어, 주조 시스템(202)이 중단 시까지 중간 코일을 연속 주조하는데 필요한 전체 시간 길이)의 함수로서, 저장 시스템(204)의 필요 크기를 지정할 수 있다.
도 3은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 디커플링된 연속 주조 시스템(300)을 도시한 개략도이다. 디커플링된 연속 주조 시스템(300)은 연속 주조 장치, 예를 들어 연속 벨트 주조기(308)를 포함한다. 연속 벨트 주조기(308)는 액체 금속(336)을 응고시키기에 충분한 냉각률로 액체 금속(336)으로부터 열을 추출할 수 있는 대향 벨트들(334)을 포함하고, 액체 금속은, 일단 응고되면, 금속 스트립(310)으로서 연속 벨트 주조기(308) 외부로 전달된다. 연속 벨트 주조기(308)는 희망 주조 속력으로 동작될 수 있다. 대향 벨트들(334)이 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있으나, 일부 경우에 벨트(334)가 구리로 제조된다. 연속 벨트 주조기(308) 내의 냉각 시스템은, 연속 벨트 주조기(308)를 빠져 나가는 금속 스트립(310)이 200℃ 내지 530℃의 온도를 갖도록, 액체 금속(336)으로부터 충분한 열을 추출할 수 있으나, 다른 범위의 온도도 이용될 수 있다.
일부 경우에, 연속 벨트 주조기(308)를 빠져 나가는 금속 스트립(310)이 200℃ 미만의 온도를 갖도록 금속으로부터 충분한 열을 추출하도록 구성된 연속 벨트 주조기(308)를 이용함으로써, 신속 응고 및 신속 냉각이 달성될 수 있다. 다른 경우에, 연속 벨트 주조기(308) 바로 하류에 또는 약간 떨어져 배치되는 급냉 시스템(314)에 의해서, 신속 주조-후 냉각이 수행될 수 있다. 금속 스트립(310)이 연속 벨트 주조기(308)를 빠져 나갈 때의 온도에도 불구하고, 금속 스트립이 100℃ 이하의 온도로 급냉 시스템(314)을 빠져나가도록, 급냉 시스템(314)이 금속 스트립(310)으로부터 충분한 열을 추출할 수 있다. 일 예로서, 급냉 시스템(314)은, 대략적으로 10초 이내에, 금속 스트립(310)의 온도를 100℃ 이하로 감소시키도록 구성될 수 있다.
급냉 시스템(314)은 냉각제(342)를 금속 스트립(310) 상으로 분배하기 위한 하나 이상의 노즐(340)을 포함할 수 있다. 냉각제(342)는, 적절한 배관에 의해서, 노즐(340)에 커플링된 냉각제 공급원(346)으로부터 노즐(340)에 공급될 수 있다. 급냉 시스템(314)은, 금속 스트립(310)에 인가되는 냉각제(342)의 양을 조정하기 위해서, 하나 이상의 노즐(340)과 연관된 밸브(344) 및/또는 냉각제 공급원(346)과 연관된 밸브(344)를 포함하는, 하나 이상의 밸브(344)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 냉각제 공급원(346)은, 냉각제(342)의 희망 온도를 설정하기 위한 온도 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어기(352)는, 급냉 시스템(314)을 제어하기 위해서, 밸브(들)(344), 냉각제 공급원(346), 및/또는 센서(350)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 센서(350)는 금속 스트립(310)의 온도, 예를 들어 금속 스트립(310)이 급냉 시스템(314)을 빠져 나갈 때 그 온도를 결정하기 위한 임의의 적합한 센서일 수 있다. 검출된 온도에 기초하여, 제어기(352)가 냉각제(342)의 온도 또는 냉각제(342)의 유량을 조정하여, 금속 스트립(310)이 급냉 시스템(314)을 빠져 나갈 때 금속 스트립(310)의 온도를 희망 매개변수(예를 들어, 100℃ 미만) 이내에서 유지할 수 있다.
급냉 시스템(314)은, 금속 스트립(310)이 연속 벨트 주조기(308)를 빠져 나오는 곳의 하류의 거리(348)에서 금속 스트립(310)의 냉각을 시작하도록 배치될 수 있다. 거리(348)는 실행 가능한 범위 내에서 가능한 한 작을 수 있다. 일부 경우에, 거리(348)는 5 미터 이하, 4 미터, 3 미터, 2 미터, 1 미터, 50 cm, 25 cm, 20 cm, 15 cm, 10 cm, 5 cm, 2.5 cm, 또는 1 cm이다.
급냉 시스템(314)을 빠져 나오는 금속 스트립(310)은 바람직한 분산질-형성 원소의 분포를 가질 수 있고, 따라서 본원에서 개시된 바와 같은 추후의 분산질 형성(예를 들어, 분산질 석출)을 위한 바람직한 상태에 있을 수 있다. 급냉 시스템(314)을 빠져 나오는 금속 스트립(310)은 코일링 장치에 의해서 중간 코일로 코일링될 수 있다.
도 4는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 중간 코일 수직 저장 시스템(400)을 도시한 개략도이다. 중간 코일 수직 저장 시스템(400)은 도 1의 저장 시스템(104)일 수 있다. 중간 코일 수직 저장 시스템(400)은 중간 코일(412), 예를 들어 스핀들(452) 주위로 감겨진 금속 스트립(410)을 포함하는 중간 코일(412)을 저장하기 위해서 이용될 수 있다. 중간 코일(412)은 수직 배향으로 상승될 수 있고 이어서 수직 지지부(456)를 갖는 저장 랙(454) 상에 배치될 수 있다. 수직 지지부(456)가 스핀들(452)과 상호작용하여 중간 코일(412)을 수직 배향으로 확실하게 유지할 수 있다. 일부 경우에, 수직 지지부(456)는 스핀들(452)의 개구 내에 끼워지는 연장된 돌출부일 수 있으나, 다른 메커니즘도 이용될 수 있다. 일부 경우에, 저장 랙(454)은, 중간 코일(412)의 금속 스트립(410)을 저장 랙(454)으로부터 이격되게 유지하기 위한 쇼울더(458)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 중간 코일(412)은 스핀들이 없는 금속 스트립(410)을 포함할 수 있고, 이러한 경우에 수직 지지부(456)는 코일링된 금속 스트립(410)에 의해서 형성된 중앙 개구 내에 끼워질 수 있다.
도 5는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 중간 코일 수평 저장 시스템(500)을 도시한 개략도이다. 중간 코일 수평 저장 시스템(500)은 도 1의 저장 시스템(104)일 수 있다. 중간 코일 수평 저장 시스템(500)은 중간 코일(512), 예를 들어 스핀들(552) 주위로 감겨진 금속 스트립(512)을 포함하는 중간 코일(510)을 저장하기 위해서 이용될 수 있다. 중간 코일 수평 저장 시스템(500)은, 중간 코일(512)의 스핀들(552)을 수평 배향으로 지지하기 위한 하나 이상의 수평 지지부(562)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 수평 지지부(562)가 단일 구조물(564), 예를 들어 벽 또는 다른 적합한 구조물에 고정될 수 있다.
일부 경우에, 중간 코일(512)은 저장 중에 회전 방향(560)으로 회전될 수 있다. 회전은 주기적으로(예를 들어, 10분마다 한번씩 30초 동안 회전) 또는 연속적으로 발생될 수 있다. 일부 경우에, 수평 지지부(562)는 중간 코일(512)을 회전시키기 위한 모터 또는 다른 원동 에너지의 공급원을 포함할 수 있다.
일부 경우에, 중간 코일(512)은 스핀들이 없는 금속 스트립(510)을 포함할 수 있고, 이러한 경우에 수평 지지부(562)는 중간 코일(512)을 수평 배향으로 지지하기 위한 스핀들 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 수평 지지부는 이러한 스핀들이 없는 중간 코일을 코일링된 금속 스트립(510)에 의해서 형성된 중앙 개구로부터 지지할 수 있고, 따라서 중력적으로 개구 아래에 위치된 금속 스트립(510)의 부분에 인가되는 중량의 증가를 방지할 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 수평 지지부(562)는, 중간 코일을 중간 코일의 하단부 아래로부터 수평 배향으로 지지하기 위한 롤러 또는 다른 그러한 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 이러한 롤러는 중간 코일의 회전을 촉진할 수 있다.
도 6은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 열간 압연 시스템(600)을 도시한 개략도이다. 열간 압연 시스템(600)은 도 1의 열간 압연 시스템(106)일 수 있다. 열간 압연 시스템(600)은, 예를 들어 언코일링 장치(예를 들어, 언코일링기)에 의해서 언코일링된 중간 코일 형태의, 금속 스트립(610)을 수용할 수 있다. 금속 스트립(610)은 열간 압연 시스템(600)의 다양한 구역, 예를 들어 초기 급냉 구역(668), 열간 압연 구역(670), 열처리 구역(672), 및 열처리 급냉 구역(674)을 통과할 수 있다. 열간 압연 시스템은 더 적거나 더 많은 구역들을 포함할 수 있다.
초기 급냉 구역(668)에서, 금속 스트립(610)은, 열간 압연 구역(670) 내에서의 열간 압연에 적합한 열간 압연 온도까지 냉각될 수 있다. 열간 압연 온도는 350℃ 또는 약 350℃일 수 있으나, 다른 값이 이용될 수도 있다. 초기 급냉 냉각제(680)를 금속 스트립(610)에 공급하는 초기 급냉 노즐(678)과 같은, 임의의 적합한 열 추출 장치가 초기 급냉 구역(668) 내에서 이용될 수 있다. 여러 가지 제어기 및 센서를 이용하여, 열 추출 장치가 희망하는 양을 냉각하도록 보장할 수 있다. 초기 급냉 구역(668)은 열간 압연 구역(670)의 상류에, 예를 들어 열간 압연 구역(670)의 바로 상류에 위치될 수 있다.
열간 압연 구역(670)에서, 하나 이상의 열간 압연 스탠드가 금속 스트립(610)의 두께를 감소시킬 수 있다. 열간 압연은, 금속 스트립(610)이 열간 압연 온도, 예를 들어 350℃ 또는 약 350℃에 있는 동안, 금속 스트립(610)의 두께를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 각각의 열간 압연 스탠드는 금속 스트립(610)과 직접 접촉되는 작업 롤(682)의 쌍 및 작업 롤(682)을 통해서 금속 스트립(610)에 압연력을 인가하기 위한 백업 롤(684)의 쌍을 포함할 수 있다. 다른 유형의 열간 압연 스탠드, 예를 들어 2중 스탠드, 4중 스탠드, 6중 스탠드, 또는 0을 포함하는 임의의 적합한 수의 백업 롤을 갖는 다른 스탠드가 이용될 수 있다. 다양한 열 추출 장치가 금속 스트립(610), 작업 롤(682), 및/또는 백업 롤(684) 상에서 이용되어, 열간 압연 중에 발생되는 기계적으로-유도된 열을 상쇄시킬 수 있다.
열처리 구역(672)에서, 가열 장치, 예를 들어 회전 자기 가열기(688)의 세트가 금속 스트립(610)을 가열할 수 있다. 금속 스트립은 열처리 구역(672) 내에서 열처리 온도, 예를 들어 500℃ 또는 약 500℃ 또는 그 초과까지 가열될 수 있다. 열처리 구역(672)은, 금속 스트립(610)이 열간 압연 구역(670)을 빠져 나갈 때 이를 급속 가열할 수 있다. 다양한 제어기 및 센서를 이용하여, 가열 장치가 금속 스트립(610)을 열처리 온도까지 가열하도록 보장할 수 있다. 회전 자기 가열기(688)는, 금속 스트립(610)과의 접촉이 없이, 금속 스트립(610)에 근접하여 회전되는 전자석 또는 영구자석 회전자를 포함할 수 있다. 이러한 회전 자기 가열기(688)는, 금속 스트립(610) 내에서 와전류를 유도할 수 있는 변화 자기장을 생성할 수 있고, 그에 따라 금속 스트립(610)을 가열할 수 있다.
일부 경우에, 열간 압연 중에 발생되는 기계적으로-유도되는 열이 금속 스트립(610)을 열처리 온도를 향해서, 열처리 온도까지, 또는 열처리 온도 초과로 가열할 수 있게 함으로써, 열처리 구역(672) 내에서 일반적으로 수행되는 가열이 전체적으로 또는 부분적으로 열간 압연 구역(670) 동안에 수행될 수 있다. 따라서, 열처리 구역(672)(예를 들어, 회전 자기 가열기(688))의 임의의 부가적인 가열 장치가 덜 이용될 수 있거나, 열간 압연 시스템(600)으로부터 배제될 수 있다.
열처리 급냉 구역(674) 내에서, 금속 스트립(610)은 희망 배출 온도, 예를 들어 100℃ 또는 약 100℃까지 급속 냉각될 수 있다. 일부 경우에, 금속 스트립은 희망 냉각 온도(예를 들어, 약 100℃) 미만으로 냉각될 수 있고, 그 후에 금속 스트립은 임의의 적합한 재가열 장비, 예를 들어 회전 자기 가열기를 이용하여 희망 코일링 온도까지 재가열될 수 있다. 열처리 급냉 구역(674)은 열처리 구역(672) 바로 하류에, 그리고 희망하는 지속시간 보다 길지 않은 기간 동안, 예를 들어 5초 이하 또는 1초 이하 동안 금속 스트립(610)이 열처리 온도 이상에서 유지되도록 보장하기에 충분한 거리에 위치될 수 있다. 일부 경우에, 희망 지속시간이 가능한 짧고, 이에 따라 열처리 구역(672)과 열처리 급냉 구역(674) 사이의 거리를 최소화한다. 열처리 급냉 구역(674)은, 열처리 급냉 냉각제(692)를 금속 스트립(610)에 공급하는 하나 이상의 열처리 급냉 노즐(690)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 열처리 급냉 냉각제(692)는 초기 급냉 냉각제(680)와 동일한 냉각제이다.
열간 압연 시스템(600) 전체를 통해서, 다양한 지지 롤(686)을 이용하여, 금속 스트립(610)이 열간 압연 시스템(600)을 통과하는 것을 도울 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템(700) 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립(710)의 연관된 온도 프로파일(701)을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다. 열간 압연 시스템(700)은 도 1의 열간 압연 시스템(106)일 수 있다.
열간 압연 시스템(700)은, 상류 언코일링으로부터 하류 코일링까지, 예열 구역(794), 초기 급냉 구역(768), 열간 압연 구역(770), 열처리 구역(772), 및 열처리 급냉 구역(774)을 포함한다. 온도 프로파일(701)은, 금속 스트립(710)이 표준 온도(예를 들어, 쇄선으로 도시된 바와 같은 350℃) 또는 예열된 온도(예를 들어, 점선으로 도시된 바와 같은 530+℃)에서 열간 압연 시스템(700)에 진입할 수 있다는 것을 보여준다. 예열된 온도에서 진입할 때, 예열 구역(794)은 금속 스트립(710)에 적은 열을 인가하거나 부가적인 열을 가하지 않을 수 있다. 그러나, 희망 예열 온도(예를 들어, 530℃ 이상) 미만의 임의 온도에서 진입할 때, 예열 구역(794) 내의 하나 이상의 가열 장치가 열을 금속 스트립(710)에 가하여 금속 스트립의 온도를 희망 예열 온도 이상으로 상승시킬 수 있다. 금속 스트립(710)의 예열(795)은, 본원에서 설명된 바와 같이, 금속 스트립(710) 내의 분산질 배열을 개선할 수 있다. 일부 경우에, 예열 구역(794)은 회전 영구자석(788)의 세트를 포함할 수 있으나, 다른 가열 장치도 이용될 수 있다.
열간 압연 구역(770)에 진입하기 전에, 금속 스트립(710)은 초기 급냉 구역(768) 내에서 초기 급냉(769)을 겪을 수 있다. 초기 급냉 구역(768) 내에서, 하나 이상의 초기 급냉 노즐(778)에 의해서 공급되는 초기 급냉 냉각제(780)가 금속 스트립(710)의 온도를 후속 열간 압연(770)을 위한 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 감소시킬 수 있다.
열간 압연 구역(770) 내의 열간 압연 프로세스 중에, 백업 롤(784)로부터 작업 롤(782)을 통해서 인가되는 힘으로 인해서, 금속 스트립(710)의 두께가 감소될 수 있다. 열간 압연을 통해서 생성되는 기계적으로-유도되는 열을 상쇄시키기 위해서, 하나 이상의 압연 냉각제 노즐(796)이 압연 냉각제(798)를 금속 스트립(710), 작업 롤(782), 또는 백업 롤(784) 중 하나 이상에 공급할 수 있다. 따라서, 온도 프로파일(701)에서 확인되는 바와 같이, 금속 스트립(710)의 온도는 열간 압연 구역(770) 전체를 통해서 압연 온도에서 또는 압연 온도 주변에서 유지될 수 있다.
열처리 구역(772)에서, 금속 스트립(710)은 열처리 온도(예를 들어 500℃ 또는 약 500℃ 또는 그 초과)까지 가열될 수 있다(773). 열처리 구역(772)은 회전 영구자석(788)의 세트를 포함할 수 있으나, 다른 가열 장치도 이용될 수 있다. 열처리 급냉 구역(774)에서, 금속 스트립(710)은 열간 압연 온도 미만의 온도까지, 예를 들어 배출 온도(예를 들어, 100℃ 이하)까지 급냉될 수 있다(775). 열처리 급냉 냉각제(792)를 하나 이상의 열처리 급냉 노즐(790)로부터 공급하는 것에 의해서, 열처리 급냉 구역(774)이 금속 스트립(710)을 냉각할 수 있다. 일부 경우에, 초기 급냉 냉각제(780), 압연 냉각제(798), 및 열처리 급냉 냉각제(792)가 동일 냉각제 공급원으로부터 제공되나, 반드시 그러할 필요는 없다.
도 8은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 의도적으로 과소 냉각된 압연 스탠드를 갖는 열간 압연 시스템(800) 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립(810)의 연관된 온도 프로파일(801)을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다. 열간 압연 시스템(800)은 도 1의 열간 압연 시스템(106)일 수 있다.
열간 압연 시스템(800)은, 상류 언코일링으로부터 하류 코일링까지, 예열 구역(894), 초기 급냉 구역(868), 열간 압연 구역(870), 열처리 구역(872), 및 열처리 급냉 구역(874)을 포함한다. 온도 프로파일(801)은, 금속 스트립(810)이 표준 온도(예를 들어, 쇄선으로 도시된 바와 같은 350℃) 또는 예열된 온도(예를 들어, 점선으로 도시된 바와 같은 530+℃)에서 열간 압연 시스템(800)에 진입할 수 있다는 것을 보여준다. 예열된 온도에서 진입할 때, 예열 구역(894)은 금속 스트립(810)에 적은 열을 가하거나 부가적인 열을 가하지 않을 수 있다. 그러나, 희망 예열 온도(예를 들어, 530℃ 이상) 미만의 임의 온도에서 진입할 때, 예열 구역(894) 내의 하나 이상의 가열 장치가 열을 금속 스트립(810)에 가하여 금속 스트립의 온도를 희망 예열 온도 이상으로 상승시킬 수 있다. 금속 스트립(810)의 예열(895)은, 본원에서 설명된 바와 같이, 금속 스트립(810) 내의 분산질 배열을 개선할 수 있다. 일부 경우에, 예열 구역(894)은 회전 영구자석(888)의 세트를 포함할 수 있으나, 다른 가열 장치도 이용될 수 있다.
열간 압연 구역(870)에 진입하기 전에, 금속 스트립(810)은 초기 급냉 구역(868) 내에서 초기 급냉(869)을 겪을 수 있다. 초기 급냉 구역(868) 내에서, 하나 이상의 초기 급냉 노즐(878)에 의해서 공급되는 초기 급냉 냉각제(880)가 금속 스트립(810)의 온도를 후속 열간 압연(870)을 위한 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 감소시킬 수 있다.
열간 압연 구역(870) 내의 열간 압연 프로세스 중에, 백업 롤(884)로부터 작업 롤(882)을 통해서 인가되는 힘으로 인해서, 금속 스트립(810)의 두께가 감소될 수 있다. 열간 압연을 통해서 생성되는 기계적으로-유도되는 열을 상쇄시키기 위해서, 하나 이상의 압연 냉각제 노즐(896)이 압연 냉각제(898)를 금속 스트립(810), 작업 롤(882), 또는 백업 롤(884) 중 하나 이상에 공급할 수 있다. 그러나, 도 7의 열간 압연 시스템(700)과 대조적으로, 열간 압연 시스템(800)은 의도적으로 과소 냉각된 압연 스탠드를 포함한다. 압연 냉각제 노즐(896)이, 기계적으로-유도된 열을 완전히 상쇄시키는데 필요한 것보다 적은 압연 냉각제(898)을 공급하게 함으로써, 압연 스탠드가 의도적으로 과소 냉각된다. 따라서, 온도 프로파일(801)에서 확인되는 바와 같이, 금속 스트립(810)이 열간 압연 구역(870)을 통과할 때, 금속 스트립(810)의 온도가 압연 온도 초과까지, 예를 들어 목표 열처리 온도를 향해서, 그 온도까지, 또는 그 온도 초과까지 높아질 수 있다. 일부 경우에, 적은 압연 냉각제(898)를 공급하는 대신, 상이한 온도 또는 상이한 혼합의 압연 냉각제(898)를 이용하여 적은 열 추출을 제공할 수 있다.
열처리 구역(872)에서, 금속 스트립(810)은 열처리 온도(예를 들어 500℃ 또는 약 500℃ 또는 그 초과)까지 가열될 수 있다(873). 열처리 구역(872)은 회전 영구자석(888)의 세트를 포함할 수 있으나, 다른 가열 장치도 이용될 수 있다. 열간 압연 스탠드가 의도적으로 과소 냉각될 때, 열처리 구역(872)은, 금속 스트립(810) 내에서 희망 열처리 온도를 달성하기 위한 부가적인 열을 거의 가하지 않거나 가하지 않을 수 있다.
열처리 급냉 구역(874)에서, 금속 스트립(810)은 열간 압연 온도 미만의 온도까지, 예를 들어 배출 온도(예를 들어, 100℃ 이하)까지 급냉될 수 있다(875). 열처리 급냉 냉각제(892)를 하나 이상의 열처리 급냉 노즐(890)로부터 공급하는 것에 의해서, 열처리 급냉 구역(874)이 금속 스트립(810)을 냉각할 수 있다. 일부 경우에, 초기 급냉 냉각제(880), 압연 냉각제(898), 및 열처리 급냉 냉각제(892)가 동일 냉각제 공급원으로부터 제공되나, 반드시 그러할 필요는 없다.
도 9는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 시스템의 제1 변형예(901A) 및 디커플링된 시스템의 제2 변형예(901B)와 관련하여, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스(900)를 도시한 흐름도와 개략도의 조합이다. 블록(903)에서, 금속 스트립은 연속 주조 장치, 예를 들어 연속 벨트 주조기를 이용하여 주조될 수 있다. 금속 스트립은 제1 속력으로 주조될 수 있다. 블록(905)에서, 금속 스트립은, 예를 들어 중간 코일의 형태로, 저장될 수 있다. 블록(907)에서, 금속 스트립은 재가열 온도(예를 들어, 550℃ 또는 약 550℃ 또는 그 초과) 이상까지 재가열될 수 있다. 일부 경우에, 재가열 온도가 400℃ 내지 580℃ 또는 약 400℃ 내지 580℃일 수 있다. 금속 스트립은 재가열 지속시간 동안 재가열될 수 있다. 일부 경우에, 재가열 지속시간은 6시간 이하, 2시간 이하, 1시간 이하, 5분 이하, 또는 1분 이하일 수 있다. 일부 경우에, 희망하는 분산질 석출량을 유도하도록, 재가열 지속시간이 선택될 수 있다. 블록(909)에서, 금속 스트립의 두께를 희망 두께로 감소시키기 위해서, 금속 스트립이 열간 압연될 수 있다. 금속 스트립은, 제1 속력과 상이한 제2 속력으로 열간 압연될 수 있다. 제2 속력이 제1 속력보다 느릴 수 있다. 선택적 블록(911)에서, 금속 스트립이 전달을 위해서 코일링될 수 있다.
도 9의 우측 부분은, 프로세스(900)의 어떠한 블록이 디커플링된 주조 및 압연 시스템의 제1 변형예(901A) 및 디커플링된 주조 및 압연 시스템의 제2 변형예(901B)의 특정 하위시스템에 의해서 수행될 수 있는지를 도시하는 개략도이다.
제1 변형예(901A)에서, 블록(903)에서의 주조는 주조 시스템(902A)에 의해서 수행된다. 블록(905)에서의 금속 스트립의 저장 및 블록(907)에서의 금속 스트립의 재가열이 저장 시스템(904A)에 의해서 수행된다. 블록(909)에서의 금속 스트립의 열간 압연 및 블록(911)에서의 선택적인 코일링이 열간 압연 시스템(906A)에 의해서 수행된다.
제2 변형예(901B)에서, 블록(903)에서의 주조는 주조 시스템(902B)에 의해서 수행된다. 블록(905)에서의 금속 스트립의 저장은 저장 시스템(904B)에 의해서 수행된다. 블록(907)에서의 금속 스트립의 재가열, 블록(909)에서의 금속 스트립의 열간 압연, 및 블록(911)에서의 금속 스트립의 선택적인 코일링이 열간 압연 시스템(906B)에 의해서 수행된다.
도 10은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 금속 스트립을 주조 및 압연하기 위한 프로세스(1000)를 도시한 흐름도이다. 블록(1002)에서, 연속 주조 장치, 예를 들어 연속 벨트 주조기가 금속 스트립을 주조한다. 금속 스트립은 제1 속력으로 주조될 수 있다. 블록(1004)에서, 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져 나갈 때, 예를 들어 금속 스트립이 주조 장치를 빠져 나가는 직후에 또는 그 잠시 후에, 금속 스트립이 신속 급냉(예를 들어, 신속 냉각)될 수 있다. 블록(1006)에서, 금속 스트립이 중간 코일로 코일링될 수 있다.
블록(1008)에서, 중간 코일이 저장될 수 있다. 중간 코일의 저장은 선택적으로 수직 배향 또는 수평 배향으로 중간 코일을 저장하는 것을 포함할 수 있고, 선택적으로 중간 코일을 현수하는 것(suspending) 및/또는 중간 코일을 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 블록(1008)에서, 중간 코일이 선택적으로 예열 온도까지 예열될 수 있다.
블록(1010)에서, 금속 스트립은, 예를 들어 열간 압연 시스템의 언코일링 장치에 의해서, 중간 코일로부터 언코일링될 수 있다. 선택적 블록(1014)에서, 금속 스트립이 재가열 온도까지 재가열될 수 있다. 블록(1008)에서 중간 코일이 재가열 온도까지 재가열되는 경우에, 블록(1014)에서의 재가열을 회피할 수 있다.
블록(1016)에서, 금속 스트립은 열간 압연 온도까지 급냉될 수 있다. 블록(1018)에서, 금속 스트립은 희망 두께까지 열간 압연될 수 있다. 금속 스트립은, 제1 속력과 상이한 제2 속력으로 열간 압연될 수 있다. 제2 속력이 제1 속력보다 느릴 수 있다.
선택적 블록(1020)에서, 금속 스트립이 열처리 온도까지 가열될 수 있다. 금속 스트립을 열처리 온도까지 가열하는 것은, 금속 스트립이 열간 압연 구역을 빠져 나간 직후에 또는 그 잠시 후에, 금속 스트립에 열을 신속하게 가하는 것을 포함할 수 있다. 금속 스트립을 열처리 온도까지 가열하는 것은 짧은 지속시간 동안 열을 금속 스트립에 신속 가하는 것을 포함할 수 있다. 블록(1022)에서, 금속 스트립이 신속 급냉될 수 있다. 블록(1022)에서 금속 스트립을 신속 급냉하는 것은, 희망 지속 시간 후에, 블록(1020)의 열처리를 중단시킬 수 있다. 블록(1022)에서 금속 스트립을 신속 급냉하는 것은 금속 스트립의 온도가 배출 온도, 예를 들어 100℃ 또는 약 100℃ 이하가 되게 할 수 있다. 선택적 블록(1024)에서, 금속 스트립은 분배 가능 코일(예를 들어, 마감된 코일)로 코일링될 수 있다. 블록(1024)에서, 금속 스트립은 고객에게 분배하는데 필요한 물리적 및/또는 화학적 특성(예를 들어, 희망 사양에 정합되는 특성)을 갖는다.
도 11은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없이 주조되어 압연 전에 고온에서 저장되는, 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트(1100)이다. 차트(1100)의 x 축은 상류 방향으로부터 하류 방향을 향한 (예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따른 거리를 나타낸다. 차트(1100)의 y 축은 온도(℃)이다. 차트(1100)의 선(1102)은, 금속이 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따라서 이동할 때, 금속의 대략적인 온도를 나타낸다. 금속 스트립은 약 560℃에서 주조 장치를 빠져 나가는 것으로 도시되어 있으나, 일부 경우에, 금속 스트립은, 약 350℃ 및 450℃를 포함하여, 약 200℃ 내지 560℃의 온도에서 주조 장치를 빠져 나갈 수 있다.
주조-후 급냉이 수행되지 않을 때, 주조 장치를 빠져 나가는 금속 스트립의 온도는 코일링 전에 낮아지지 않거나 약간만 낮아질 수 있다. 예열이 주조와 열간 압연 사이에서 발생될 때(예를 들어, 저장 중에 예열될 때), 금속 스트립은 상승된 온도(예를 들어, 530℃ 또는 약 530℃ 이상)에서 유지될 수 있고 그 온도 또는 대략적으로 그 온도에서 열간 압연 시스템에 공급될 수 있다. 열간 압연 중에, 금속 스트립은, 적어도 금속 스트립이 열간 압연 시스템의 압연 스탠드를 통과하는 지속시간 동안, 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 온도가 낮아질 수 있다. 금속 스트립은, 배출 온도(예를 들어, 100℃ 또는 약 100℃ 이하)까지 급냉되기 전에, 열처리 온도(예를 들어, 500℃ 또는 약 500℃ 이상)까지 신속 재가열될 수 있다.
도 12는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 그리고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트(1200)이다. 차트(1200)의 x 축은 상류 방향으로부터 하류 방향을 향한 (예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따른 거리를 나타낸다. 차트(1200)의 y 축은 온도(℃)이다. 차트(1200)의 선(1202)은, 금속이 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따라서 이동할 때, 금속의 대략적인 온도를 나타낸다. 금속 스트립은 약 560℃에서 주조 장치를 빠져 나가는 것으로 도시되어 있으나, 일부 경우에, 금속 스트립은, 약 350℃ 및 450℃를 포함하여, 약 200℃ 내지 560℃의 온도에서 주조 장치를 빠져 나갈 수 있다.
주조-후 급냉이 수행되지 않을 때, 주조 장치를 빠져 나가는 금속 스트립의 온도는 코일링 전에 낮아지지 않거나 약간만 낮아질 수 있다. 예열이 열간 압연 시스템 내에서 (예를 들어, 열간 압연 직전에) 인라인으로 발생될 때, 금속 스트립은 저장 중에 온도가 낮아질 수 있고 약 350℃에서 열간 압연 시스템에 진입할 수 있다. 열간 압연 시스템에서 수행되는 인라인 예열은 금속 스트립의 온도를 예열 온도(예를 들어, 530℃ 또는 약 530℃ 이상)까지 급속히 높일 수 있다. 재가열의 약간 후에, 금속 스트립은, 적어도 금속 스트립이 열간 압연 시스템의 압연 스탠드를 통과하는 지속시간 동안, 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 급냉될 수 있고 그 온도에서 유지될 수 있다. 금속 스트립은, 배출 온도(예를 들어, 100℃ 또는 약 100℃ 이하)까지 급냉되기 전에, 열처리 온도(예를 들어, 500℃ 또는 약 500℃ 이상)까지 신속 재가열될 수 있다.
도 13은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 되고 압연 전에 고온에서 저장되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트(1300)이다. 차트(1300)의 x 축은 상류 방향으로부터 하류 방향을 향한 (예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따른 거리를 나타낸다. 차트(1300)의 y 축은 온도(℃)이다. 차트(1300)의 선(1302)은, 금속이 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따라서 이동할 때, 금속의 대략적인 온도를 나타낸다. 금속 스트립은 약 560℃에서 주조 장치를 빠져 나가는 것으로 도시되어 있으나, 일부 경우에, 금속 스트립은, 약 350℃ 및 450℃를 포함하여, 약 200℃ 내지 560℃의 온도에서 주조 장치를 빠져 나갈 수 있다.
주조-후 급냉이 수행될 때, 주조 장치를 빠져 나가는 금속 스트립의 온도는 코일링 전에 신속히 낮아질 수 있다. 이러한 신속 급냉은 금속 스트립의 온도를 약 500℃, 400℃, 300℃, 200℃, 또는 100℃ 이하로 낮출 수 있다. 예열이 주조와 열간 압연 사이에서 발생될 때(예를 들어, 저장 중에 예열될 때), 금속 스트립은 상승된 온도(예를 들어, 530℃ 또는 약 530℃ 이상)까지 가열될 수 있고 그 온도 또는 대략적으로 그 온도에서 열간 압연 시스템에 공급될 수 있다. 열간 압연 중에, 금속 스트립은, 적어도 금속 스트립이 열간 압연 시스템의 압연 스탠드를 통과하는 지속시간 동안, 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 온도가 낮아질 수 있다. 금속 스트립은, 배출 온도(예를 들어, 100℃ 또는 약 100℃ 이하)까지 급냉되기 전에, 열처리 온도(예를 들어, 500℃ 또는 약 500℃ 이상)까지 급속 재가열될 수 있다.
도 14는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후에 급냉되고 압연 전에 예열되는, 주조되는 금속 스트립의 온도 프로파일을 도시한 차트(1400)이다. 차트(1400)의 x 축은 상류 방향으로부터 하류 방향을 향한 (예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따른 거리를 나타낸다. 차트(1400)의 y 축은 온도(℃)이다. 차트(1400)의 선(1402)은, 금속이 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 따라서 이동할 때, 금속의 대략적인 온도를 나타낸다. 금속 스트립은 약 560℃에서 주조 장치를 빠져 나가는 것으로 도시되어 있으나, 일부 경우에, 금속 스트립은, 약 350℃ 및 450℃를 포함하여, 약 200℃ 내지 560℃의 온도에서 주조 장치를 빠져 나갈 수 있다.
주조-후 급냉이 수행될 때, 주조 장치를 빠져 나가는 금속 스트립의 온도는 코일링 전에 신속히 낮아질 수 있다. 이러한 신속 급냉은 금속 스트립의 온도를 약 500℃, 400℃, 300℃, 200℃, 또는 100℃ 이하로 낮출 수 있다. 코일링 중의 금속 스트립의 온도에 따라, 금속 스트립의 온도가 낮아질 수 있거나 코일링 중에 가열될 수 있다. 금속 스트립은 약 350℃에서 열간 압연 시스템에 진입할 수 있으나, 일부 경우에, 금속 스트립은 그보다 낮은 온도에서 열간 압연 시스템에 진입할 수 있다. 열간 압연 시스템에서 수행되는 인라인 예열은 금속 스트립의 온도를 예열 온도(예를 들어, 530℃ 또는 약 530℃ 이상)까지 급속히 높일 수 있다. 재가열의 약간 후에, 금속 스트립은, 적어도 금속 스트립이 열간 압연 시스템의 압연 스탠드를 통과하는 지속시간 동안, 열간 압연 온도(예를 들어, 350℃ 또는 약 350℃)까지 급냉될 수 있고 그 온도에서 유지될 수 있다. 금속 스트립은, 배출 온도(예를 들어, 100℃ 또는 약 100℃ 이하)까지 급냉되기 전에, 열처리 온도(예를 들어, 500℃ 또는 약 500℃ 이상)까지 신속 재가열될 수 있다.
도 15는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 디커플링된 주조 및 압연 시스템을 이용하여 주조된 바와 같은 금속 스트립(1501)과 비교되는, 표준 DC-주조된 금속 스트립(1500)에 대한 알루미늄 합금 AA6014에서의 철-함유(Fe-함유) 금속간 화합물을 도시한 확대 화상의 세트이다. 금속 스트립(1500)은, 긴 열처리 시간(예를 들어, 약 수시간 또는 수일)을 포함하는, 표준 직접 냉각 주조 기술(standard direct chill casting technique)에 따라 준비되었다. 금속 스트립(1501)은 본 개시 내용의 특정 양태에 따라 준비되었다.
금속 스트립(1500 및 1501)을 비교할 때, DC-주조된 금속 스트립(1500)은, 크기가 수십 미크로인 많은 큰 금속간 화합물을 보여주는 반면, 금속 스트립(1501) 내에서 발견되는 금속간 화합물은 훨씬 더 작고, 심지어 가장 큰 금속간 화합물이 몇 미크론 미만의 길이로 측정된다. 금속간 화합물의 이러한 상이한 배열은, DC-주조된 금속 스트립(1500)에서의 응고가, 금속 스트립(1501) 내의 응고에 비해서, 비교적 서서히 발생되었다는 것을 보여준다. 사실상, 금속 스트립(1501)의 응고는 DC-주조된 금속 스트립(1500)의 응고율보다 약 100배 더 빠른 레이트로 발생된다.
도 16은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립(1601) 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립(1600) 주조를 비교하는, 550℃에서 1 시간 동안 재가열된 6xxx 계열 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다. 금속 스트립(1600, 1601)의 각각은 본원에서 설명된 바와 같은 연속 주조 시스템, 예를 들어 도 1의 연속 주조 시스템(102)을 이용하여 준비되었으나, 금속 스트립(1600)에 대해 이용된 주조 시스템은 신속 급냉 시스템, 예를 들어 도 3의 신속 급냉 시스템(314)을 포함하는 반면, 금속 스트립(1601)에 대해 이용된 주조 시스템은 신속 급냉 시스템을 포함하지 않았다.
금속 스트립(1601)은 약 450℃에서 연속 벨트 주조기를 빠져 나왔고, 3시간의 과정에 걸쳐 약 100℃까지 공냉되었다. 금속 스트립(1600)은 약 450℃에서 연속 벨트 주조기를 빠져 나왔고, 약 10초 이하에서 100℃까지 즉각 급냉되었다. 금속 스트립(1601) 및 금속 스트립(1600) 양자를 1 시간 동안 550℃로 예열된 통상적인 저항 퍼니스 내에서 재가열하였다.
금속 스트립(1601)의 분산질 배열은 단지 몇 개의 바람직한 크기의 분산질을 보여주고, 그 대부분은 너무 크거나 너무 작다. 대조적으로, 금속 스트립(1600)의 분산질 배열은 바람직한 크기의 분산질의 양호하게-분포된 배열을 보여준다. 바람직한 크기의 분산질은, 평균적으로, 10 nm 내지 500 nm 또는 10 nm 내지 100 nm의 직경을 가질 수 있다. 참고로, 50 nm 도트(dot)(예를 들어, 중간 범위의 바람직한 분산질) 및 100 nm 도트(예를 들어, 최대의 바람직한 분산질)가 현미경 사진의 적절한 스케일에서 각각의 현미경 사진의 좌측에 도시되었다.
연속 주조 후의 중간 급냉으로 인해서, 금속 스트립(1600)에 대한 전구체 금속 스트립은 (예를 들어, 표시된 바와 같이 재가열되기 전에), 알루미늄 매트릭스 내에서 과포화로 유지되는 많은 수의 작고 양호하게-분산된 분산질-형성 원소를 포함하였다. 분산질-형성 원소로 과포화된 이러한 매트릭스는, 도 16에 도시된 바람직한 분산질 배열을 생성하기 위해서 재가열될 수 있는 전구체 금속으로서 특히 유리하다. 금속 스트립(1600)에 대한 전구체 금속 스트립이 재가열되었을 때, 분산질이 과포화된 매트릭스로부터 도시된 바람직한 분산질 배열로 석출되기 시작하였다. 대조적으로, 주조-후 급냉이 없는 경우에, 금속 스트립(1601)의 분산질 배열은 양호하게 분포되지 않고 바람직하지 못하게 큰 분산질을 포함한다.
도 17은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 7xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 3점 굽힘 테스트 결과를 비교하는 차트(1700)이다. 차트(1700)는, 본원에서 개시된 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 이용하는 것에 의해서, 동일한 3점 굽힘 특성이 달성될 수 있는 한편, 통상적인 직접 냉각 주조 기술에 비해서 상당히 개선된(예를 들어, 15% 개선된) 항복 강도를 동시에 달성할 수 있다는 것을 보여준다.
도 18은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하여 그리고 디커플링된 연속 주조 및 압연을 이용하여 준비된, 6xxx 계열 금속 스트립에 대한 항복 강도 및 용체화 열처리 소크 시간 결과를 비교하는 차트(1800)이다. 차트(1800)는, 통상적인 직접 냉각 기술을 이용하는 금속 주조의 경우에, 바람직한 항복 강도 특성(예를 들어, 290 MPa 또는 약 290 MPa)은 일반적으로 용체화 온도(예를 들어, 520℃ 또는 약 520℃)에서 적어도 60초의 소크 시간을 필요로 한다는 것을 보여준다. 그러나, 본원에서 개시된 디커플링된 연속 주조 및 압연 시스템을 이용한 금속 주조의 경우에, 용체화 온도에서 0초의 소크 시간으로, 바람직한 항복 강도 특성이 얻어질 수 있다.
통상적인 DC 주조 기술은, 다양한 강화 입자를 용액 내로 다시 보내기 위해서 이러한 60초의 소크 시간을 필요로 한다. 그러나, 본 개시 내용의 여러 양태에 따라 주조된 금속에서의 바람직한 입자의 배열로 인해서, 금속을 몇 초 초과, 1초 또는 심지어 0.5초 동안 용체화 온도에서 유지할 필요가 없이, 단순히 금속 스트립을 용체화 온도까지 가열하는 것에 의해서, 바람직한 강도가 달성될 수 있다.
이러한 상당한 소크 시간의 절감은, 열간 압연 밀과 인라인으로 용체화 열처리를 수행할 것이 요구될 때, 특히 중요하다. 금속 스트립이 열간 압연 스탠드의 출구에서 약 300 m/분 내지 800 m/분 또는 그 초과의 속력으로 이동될 수 있기 때문에, DC-주조된 금속 스트립에 60초의 소크를 제공하는데 필요한 프로세싱 라인의 양이 300 내지 800 미터를 초과할 수 있다. 대조적으로, 본 개시 내용의 여러 구현예에 따라 준비되는 금속 스트립을 위한 바람직한 소킹 시간을 제공하는데 필요한 프로세싱 라인의 양은 무시될 수 있다. 이러한 거리는 실질적으로 0일 수 있거나, 가열 장치(예를 들어, 회전 자기 가열기)와 그 바로 하류의 급냉 장치 사이에서 필요한 최소 거리 정도로 짧을 수 있다.
도 19는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 주조-후 급냉이 없는 금속 스트립(1901) 주조와 주조-후 급냉되는 금속 스트립(1900) 주조를 비교하는, 550℃에서 8 시간 동안 재가열된 AA6111 알루미늄 합금 금속 스트립 내의 분산질을 도시한 주사 투과 전자 현미경 사진의 세트이다. 금속 스트립(1900, 1901)의 각각은 본원에서 설명된 바와 같은 연속 주조 시스템, 예를 들어 도 1의 연속 주조 시스템(102)을 이용하여 준비되었으나, 금속 스트립(1900)을 위해서 이용된 주조 시스템은 신속 급냉 시스템, 예를 들어 도 3의 신속 급냉 시스템(314)을 포함하는 반면, 금속 스트립(1901)을 위해서 이용된 주조 시스템은 신속 급냉 시스템을 포함하지 않았다.
금속 스트립(1901)은 약 450℃에서 연속 벨트 주조기를 빠져 나왔고, 3시간의 과정에 걸쳐 약 100℃까지 공냉되었다. 금속 스트립(1900)은 약 450℃에서 연속 벨트 주조기를 빠져 나왔고, (예를 들어, 약 10초 이하에서 100℃까지) 즉각 급냉되었다. 양 금속 스트립(1901 및 1900)은 50℃/시간의 레이트로 540℃까지 서서히 재가열되었고, 540℃에서 8시간 동안 유지되었다.
금속 스트립(1901)의 분산질 배열은 조대한 분산질 및 단지 몇 개의 바람직한 크기의 분산질을 보여준다. 대조적으로, 금속 스트립(1900)의 분산질 배열은 많은 바람직한 크기의 분산질의 양호하게-분포된 배열을 보여준다. 바람직한 크기의 분산질은, 평균적으로, 10 nm 내지 500 nm 또는 10 nm 내지 100 nm의 직경을 가질 수 있다. 참고로, 50 nm 도트(예를 들어, 중간 범위의 바람직한 분산질), 100 nm 도트, 및 500 nm 도트가 현미경 사진의 적절한 스케일에서 각각의 현미경 사진의 좌측에 도시되었다.
연속 주조 후의 중간 급냉으로 인해서, 금속 스트립(1900)에 대한 전구체 금속 스트립은 (예를 들어, 표시된 바와 같이 재가열되기 전에), 알루미늄 매트릭스 내에서 과포화로 유지되는 많은 수의 작고 양호하게-분산된 분산질-형성 원소를 포함하였다. 분산질-형성 원소로 과포화된 이러한 매트릭스는, 도 19에 도시된 바람직한 분산질 배열을 생성하기 위해서 재가열될 수 있는 전구체 금속으로서 특히 유리하다. 금속 스트립(1900)에 대한 전구체 금속 스트립이 재가열되었을 때, 분산질이 과포화된 매트릭스로부터 도시된 바람직한 분산질 배열로 석출되기 시작하였다. 대조적으로, 주조-후 급냉이 없는 경우에, 금속 스트립(1901)의 분산질 배열은 양호하게 분포되지 않고 더 적은 그리고 더 조대한 분산질을 포함한다.
도 20은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트(2000)이다. 차트(2000)는, 알루미늄 합금, 예를 들어 6xxx 계열 알루미늄 합금에 대한 특정 온도에서의 체류 시간에 따른 Mg2Si의 예상 석출을 도시한다. 석출이 많은 구역(2001)이 도시되어 있다. 석출이 많은 구역(2001)의 경계는 1% 내지 90%(예를 들어, 0.01 내지 0.9의 부피 분율)의 Mg2Si의 예상 석출을 나타낸다. 따라서, 선이 석출이 많은 구역(2001)의 좌측 연부와 교차될 때, 그러한 선을 따르는 금속은 약 1%의 Mg2Si를 석출할 것으로 예상되고, 이는, 그러한 선이 석출이 많은 구역(2001)의 우측 연부와 교차될 때까지 성장할 것이며, 그러한 교차 지점에서 해당 선을 따르는 금속은 적어도 90%의 Mg2Si를 석출할 것으로 예상된다. 예를 들어, 약 400℃에서 유지되는 금속은 약 1.7초 이하 동안 약 1% 이하의 Mg2Si를 석출할 것으로 예상될 것이고, 407초 동안 해당 온도에서 유지되는 경우에, 적어도 90%의 Mg2Si를 석출할 것으로 예상될 수 있을 것이다. 석출이 많은 구역(2001) 내에서, Mg2Si의 석출은 급속히 발생되고, 1%로부터 90% 석출까지 신속히 이동한다. 따라서, 일부 경우에, 금속 스트립이 석출이 많은 구역(2001) 내에서 체류하는 시간량을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, Mg2Si의 석출 또는 임의의 다른 석출물의 바람직한 부피 분율을 달성하도록 계산된 특정 시간량 이후에, 석출이 많은 구역(2001)을 빠져 나가는 것이 바람직할 수 있다.
선(2003)은, 급냉을 포함하는, 열간 압연 직전, 도중 및 이후의 금속 스트립의 온도를 도시하고, 여기에서 금속 스트립은 열간 압연 전에 예열되고 냉각되며, 재결정 온도 미만의 열간 압연 온도에서 압연되며, 이어서 열간 압연 이후에 가열되고, 최종적으로 급냉된다. 선(2003)은, 금속 스트립이 초기 급냉 구역(768), 열간 압연 구역(770), 열처리 구역(772), 및 열처리 급냉 구역(774)을 통과할 때, 도 7의 금속 스트립(710)과 같은 금속 스트립의 온도를 따를 수 있다.
선(2003)은 열간 압연 온도까지의 초기 온도 강하를 보여준다. 금속 스트립은, 제1 압연 스탠드(2007), 제2 압연 스탠드(2009), 및 제3 압연 스탠드(2011)를 통과하는 것을 포함할 수 있는, 열간 압연 프로세스 전체를 통해서 열간 압연 온도에서 유지된다. 금속 스트립이 제2 압연 스탠드(2009) 및 제3 압연 스탠드(2011)를 통과할 때, 선(2003)이 Mg2Si의 석출이 많은 구역(2001) 내에 있다는 것을 주목하여야 한다. 선(2003)은, 열간 압연 후에 열처리되고 이어서 급냉되는 금속 스트립을 보여줄 수 있다. 점(2005)은 급냉이 시작되는 때를 도시한다.
선(2003)은 약 2.5초에서 석출이 많은 구역(2001)에 진입하고 약 19.2초에서 석출이 많은 구역(2001)을 빠져 나오며, 그에 따라 석출이 많은 구역(2001) 내에서 약 16.7초간 체류한다. 일부 경우에, 선(2003)은, 급냉이 시작됨에 따라 온도가 급속히 강하되기 전에, 온도가 석출이 많은 구역(2001)의 가장 좌측의 연부 위로 상승될 때, 열처리의 종료 부근에서 석출이 많은 구역(2001)을 잠시 동안 빠져 나온다.
선(2013)은, 급냉을 포함하는, 열간 압연 직전, 도중, 및 이후의 금속 스트립의 온도를 도시하고, 여기에서 금속 온도는, 최종 급냉 전에, 열간 압연 동안 점진적으로 냉각된다. 선(2013)은, 금속 스트립이 열간 압연 구역(2170) 및 열처리 급냉 구역(2174)을 통과할 때, 도 21의 금속 스트립(2110)과 같은 금속 스트립의 온도를 따를 수 있다.
선(2013)은 열간 압연 전에 초기 급냉이 거의 없다는 것 또는 없다는 것을 보여준다. 그 대신, 금속 스트립은, 재결정 온도(예를 들어, 530℃ 이상과 같은, 예열 온도) 초과인 열간 압연 진입 온도로부터, 열간 압연 진입 온도 미만의 열간 압연 배출 온도까지, 열간 압연 중에 온도가 낮아질 수 있다. 선(2013)에서 도시된 열간 압연 중의 온도 감소를 수행하기 위해서, 열간 압연 밀의 각각의 스탠드가 금속 스트립으로부터 열을 추출할 수 있다. 열처리 프로세스 동안 압연-후(예를 들어, 열간 압연 후) 재결정에 의존하는 대신, 금속 스트립은 열간 압연 프로세스 중에 동적 재결정을 겪을 수 있다. 선(2013)은 제1 열간 압연 스탠드 직전으로부터 급냉 프로세스 직후까지 단조롭게 감소되는 경로를 따를 수 있다.
Mg2Si와 같은 석출물의 석출을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 석출량이 최소화되거나 미리 설정된 희망량으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 석출을 최소화하는 것이 요구될 때, 석출이 많은 구역(2001) 내에서 체류하는 시간량이 최소화될 수 있다. 석출이 많은 구역(2001) 내에서의 체류 시간량을 최소화하기 위해서, 금속 스트립은 열간 압연 배출 온도에서 최종 열간 압연 스탠드를 빠져 나갈 수 있고, 그 후에 실질적인 석출이 예상되는 온도 미만의 온도까지(예를 들어, 해당 특정 시간 프레임에 대한 석출이 많은 구역(2001) 미만의 온도) 급속 냉각될 수 있다. 따라서, 열간 압연 배출 온도를 최소화하는 것 및/또는 급냉 중에 냉각율을 최대화하는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 최종 열간 압연 스탠드(예를 들어, 제3 열간 압연 스탠드(2021))의 감소량(예를 들어, 백분율 두께 감소)을 최대화하거나 석출이 많은 구역(2001) 내의 체류 시간을 최소화하기 위해서 신속 급냉에 적합한 열간 압연 배출 온도를 달성하기에 적합한 감소량을 적어도 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 제1 열간 압연 스탠드(2017), 제2 열간 압연 스탠드(2019), 및 제3 열간 압연 스탠드(2021)의 각각에서 수행되는 감소량이 50% 감소(예를 들어, 16 mm로부터 8 mm, 이어서 8 mm로붙 4 mm, 이어서, 4 mm 로부터 2 mm)일 수 있다. 일부 경우에, 제3 열간 압연 스탠드(2021)에서 수행되는 감소량이 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 또는 70% 초과일 수 있다.
열간 압연 배출 온도는 임의의 적합한 온도일 수 있다. 일부 경우에, 금속이 약 450℃, 445℃, 440℃, 435℃, 430℃, 425℃, 420℃, 415℃, 410℃, 405℃, 400℃, 395℃, 390℃, 385℃, 380℃, 375℃, 370℃, 365℃, 360℃, 355℃, 350℃, 345℃, 340℃, 335℃, 330℃, 325℃, 320℃, 315℃, 310℃, 305℃, 또는 300℃ 이하의 열간 압연 배출 온도에서 최종 열간 압연 스탠드를 빠져 나가도록, 열간 압연 프로세스 중에 상당량의 열을 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연 배출 온도가 약 375℃ 내지 405℃, 380℃ 내지 400℃, 385℃ 내지 395℃, 또는 약 390℃일 것이 바람직할 수 있다. 재결정 온도 초과의 온도에서 제1 열간 압연 스탠드(2017)에 진입하는 것 그리고 제2 열간 압연 스탠드(2019) 및 제3 열간 압연 스탠드(2021)를 통과할 때 열간 압연 배출 온도까지 온도를 감소시키는 것에 의해서, 동적 재결정이 열간 압연 프로세스 중에 금속 스트립 내에서 발생될 수 있다. 다른 수의 압연 스탠드가 이용될 수 있다.
차트(2000)에서 도시된 바와 같이, 선(2013)은 약 3.1초에서 석출이 많은 구역(2001)에 진입하고 약 7.4초에서 석출이 많은 구역(2001)을 빠져 나오며, 그에 따라 석출이 많은 구역(2001) 내에서 약 4.3초간 체류한다. 따라서, 선(2013)의 석출이 많은 구역(2001) 내의 지속시간은, 선(2003)의 석출이 많은 구역(2001) 내의 지속시간의 약 25%일 수 있다. 이러한 지속시간의 차이는, Mg2Si 또는 다른 석출물의 석출량에 실질적인 영향을 미칠 수 있다. 차트(2000)가 Mg2Si의 석출을 도시하지만, 다른 석출물에 대한 유사한 차트가 존재하고, 유사한 원리가 적용될 수 있다.
도 21은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 시스템(2100) 및 그 위에서 압연되는 금속 스트립(2110)의 연관된 온도 프로파일(2101)을 도시하는 개략도와 차트의 조합이다. 열간 압연 시스템(2100)은 도 1의 열간 압연 시스템(106)일 수 있고, 도 20의 선(2013)과 관련하여 대략적으로 설명된 원리에 기초하여 동작될 수 있다.
열간 압연 시스템(2100)은, 상류 언코일링으로부터 하류 코일링까지, 선택적 예열 구역(2194), 열간 압연 구역(2170), 및 급냉 구역(2174)을 포함한다. 온도 프로파일(2101)은, 금속 스트립(2110)이 표준 온도(예를 들어, 쇄선으로 도시된 바와 같은 350℃) 또는 예열된 온도(예를 들어, 점선으로 도시된 바와 같은 530+℃)에서 열간 압연 시스템(2100)에 진입할 수 있다는 것을 보여준다. 예열된 온도에서 진입할 때, 예열 구역(2194)은 금속 스트립(2110)에 적은 열을 가하거나 부가적인 열을 가하지 않을 수 있다. 그러나, 희망 예열 온도(예를 들어, 530℃ 이상) 미만의 임의 온도에서 진입할 때, 예열 구역(2194) 내의 하나 이상의 가열 장치가 열을 금속 스트립(2110)에 가하여 금속 스트립의 온도를 희망 예열 온도 이상으로 상승시킬 수 있다. 금속 스트립(2110)의 예열(2195)은, 본원에서 설명된 바와 같이, 금속 스트립(2110) 내의 분산질 배열을 개선할 수 있다. 일부 경우에, 예열 구역(2194)은 회전 영구자석(2188)의 하나 이상의 세트를 포함할 수 있으나, 다른 가열 장치도 이용될 수 있다.
열간 압연 구역(2170)에 진입하기 전에, 금속 스트립(2110)은 초기 급냉을 거의 겪지 않거나 겪지 않는다. 따라서, 금속 스트립(2110)은, 열간 압연 구역(2170)에 진입할 때, 상승된 온도(예를 들어, 약 530℃ 이상)를 가질 수 있다.
열간 압연 구역(2170) 내의 열간 압연 프로세스 중에, 백업 롤(2184)로부터 작업 롤(2182)을 통해서 인가되는 힘으로 인해서, 금속 스트립(2110)의 두께가 감소될 수 있다. 열간 압연을 통해서 생성되는 기계적으로-유도되는 열을 상쇄시키기 위해서 그리고 금속 스트립(2110)에 냉각 효과를 제공하기 위해서, 하나 이상의 압연 냉각제 노즐(2196)이 압연 냉각제(2198)를 금속 스트립(2110), 작업 롤(2182), 또는 백업 롤(2184) 중 하나 이상에 공급할 수 있다. 냉각제(2198)는 임의의 적합한 냉각제, 예를 들어 윤활 오일, 공기, 물, 또는 그 혼합물일 수 있다. 따라서, 온도 프로파일(2101)에서 확인되는 바와 같이, 금속 스트립(2110)의 온도는, 열간 압연 진입 온도(예를 들어, 약 530℃ 이상)로부터 열간 압연 진입 온도 미만의 열간 압연 배출 온도(예를 들어, 400℃ 또는 약 400℃)까지, 열간 압연 구역(2170) 전체를 통해서 단조롭게 감소될 수 있다. 일부 경우에, 동적 재결정 발생을 보장하면서, 열간 압연 배출 온도를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 최소화는, 예를 들어 비교적 큰 두께 감소의 비교적 빠른 속력의 압연을 통해서, 최종 압연 스탠드에서 큰 변형율을 유지하는 것에 의해서 달성될 수 있다.
금속 스트립(2110)은 (예를 들어, 재가열이 없이) 열간 압연 구역(2170)을 빠져 나간 직후에 급냉될 수 있다. 급냉 구역(2174)에서, 금속 스트립(2110)은 열간 압연 배출 온도 미만의 온도까지, 예를 들어 배출 온도(예를 들어, 100℃ 이하)까지 급냉될 수 있다(2175). 급냉 냉각제(2192)를 하나 이상의 급냉 노즐(2190)로부터 공급하는 것에 의해서, 열처리 급냉 구역(2174)이 금속 스트립(2110)을 냉각할 수 있다. 일부 경우에, 압연 냉각제(2198) 및 급냉 냉각제(2192)가 동일 냉각제 공급원으로부터 제공되나, 반드시 그러할 필요는 없다.
도 22는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)을 도시한 개략도이다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)은, 특정 야금학적 특성을 개선하기 위한 몇 가지 인라인 부가물(addition)을 갖는, 도 3의 디커플링된 연속 주조 시스템(300)과 유사한 부분적으로 디커플링된 연속 주조 시스템일 수 있다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)은, 선택적으로 최종 게이지의 그리고 선택적으로 최종 템퍼의 코일링된 핫 밴드(2212)를 생산할 수 있다. 일부 경우에, 핫 밴드(2212)는 중간 코일로서 이용될 수 있고, 본원에서 설명된 바와 같은 추가적인 프로세싱을 거칠 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 핫 밴드(2212) 자체가, 희망 게이지 및 선택적으로 희망 템퍼의, 최종 제품일 수 있다.
핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)은 연속 주조 장치, 예를 들어 연속적인 트윈 벨트 주조기(2208)를 포함하나, 트윈 롤 주조기와 같은 다른 연속 주조 장치도 이용될 수 있다. 연속 벨트 주조기(2208)는 액체 금속(2236)을 응고시키기에 충분한 냉각률로 액체 금속(2236)으로부터 열을 추출할 수 있는 대향 벨트들을 포함하고, 액체 금속은, 일단 응고되면, 금속 스트립(2210)으로서 연속 벨트 주조기(2208) 외부로 전달된다. 금속 스트립(2210)이 연속 벨트 주조기(2208)를 빠져 나갈 때 금속 스트립(2210)의 두께가 50 mm 이하일 수 있으나, 다른 두께도 이용될 수 있다. 연속 벨트 주조기(2208)는 희망 주조 속력으로 동작될 수 있다. 대향 벨트들이 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있으나, 일부 경우에 벨트가 구리로 제조된다. 연속 벨트 주조기(2208) 내의 냉각 시스템은, 연속 벨트 주조기(2208)를 빠져 나가는 금속 스트립(2210)이 200℃ 내지 530℃의 온도를 갖도록, 액체 금속(2236)으로부터 충분한 열을 추출할 수 있으나, 다른 범위의 온도도 이용될 수 있다. 일부 경우에, 연속 벨트 주조기(2208)를 빠져 나가는 온도(예를 들어, 피크 금속 온도)가 350℃ 내지 450℃ 또는 약 350℃ 내지 450℃일 수 있다.
일부 경우에, 선택적 소킹 퍼니스(2217)(예를 들어, 터널 퍼니스)가, 연속 벨트 주조기(2208)의 출구 부근에서 연속 벨트 주조기(2208)의 하류에 배치될 수 있다. 소킹 퍼니스(2217)의 이용은, 금속 스트립(2210)의 측방향 폭에 걸쳐 균일한 온도 프로파일을 달성하는 것을 촉진할 수 있다. 또한, 소킹 퍼니스(2217)는 금속 스트립(2210)을 플래시 균질화할 수 있고, 이는 열간 또는 온간 압연 동안의 개선된 철 성분의 파괴를 위해서 금속 스트립(2210)을 준비할 수 있다. 일부 경우에, 선택적 핀치 롤(2215)이 연속 벨트 주조기(2208)와 소킹 퍼니스(2217) 사이에 배치될 수 있다. 일부 경우에, 선택적인 자기 가열기(2288)(예를 들어, 자기 회전자 또는 회전 축을 중심으로 회전되는 자석)의 세트가 연속 벨트 주조기(2208) 또는 핀치 롤(2215)과 소킹 퍼니스(2217) 사이에 배치될 수 있다. 자기 가열기(2288)는 금속 스트립(2210)의 온도를, 약 570℃(예를 들어, 500 내지 570℃, 520 내지 560℃, 또는 560℃ 또는 570℃, 또는 약 560℃ 또는 570℃)일 수 있는, 소킹 퍼니스(2217)의 온도까지 또는 대략적으로 그 온도까지 증가될 수 있다. 소킹 퍼니스(2217)는, 연속 벨트 주조기(2208)의 배출 속력으로 이동되는 동안, 금속 스트립(2210)이 1분 내지 10분 또는 약 1분 내지 10분, 더 바람직하게 1분 내지 3분 또는 약 1분 내지 3분, 또는 더 바람직하게 2분 또는 약 2분 이내에 소킹 퍼니스(2217)를 통과할 수 있게 하는 충분한 길이를 가질 수 있다.
일부 경우에, 압연 스탠드(2284)가 소킹 퍼니스(2217)의 하류 및 코일링 장비의 상류에 위치될 수 있다. 압연 스탠드(2284)는 열간 압연 스탠드일 수 있거나 온간 압연 스탠드일 수 있다. 일부 경우에, 온간 압연은 400℃ 이하 그러나 냉간 압연 온도 초과의 온도에서 수행되고, 열간 압연은 400℃ 초과 그러나 용융 온도 미만의 온도에서 수행된다. 압연 스탠드(2284)는 금속 스트립(2210)의 두께를 적어도 30%, 또는 더 바람직하게 50% 내지 75%만큼 감소시킬 수 있다. 압연-후 급냉(2219)은, 압연 스탠드(2284)를 빠져 나간 후에, 금속 스트립(2210)의 온도를 감소시킬 수 있다. 압연-후 급냉(2219)은, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 예를 들어 분산질 형성에 관련되는 유리한 야금학적 특성을 부여할 수 있다. 일부 경우에, 하나 초과의, 예를 들어 2개, 3개, 또는 그 초과의 압연 스탠드(2284)가 사용될 수 있으나, 반드시 그럴 필요는 없다.
일부 경우에, 선택적인 압연-전 급냉(2213)이 소킹 퍼니스(2217)와 압연 스탠드(2284) 사이의 금속 스트립(2210)의 온도를 감소시킬 수 있고, 이는 유리한 야금학적 특성을 금속 스트립(2210)에 부여할 수 있다. 압연-전 급냉(2213) 및/또는 압연-후 급냉(2219)이 금속 스트립(2210)의 온도를 200℃/초 또는 약 200℃/초의 레이트로 감소시킬 수 있다. 압연-전 급냉(2213)은 금속 스트립(2210)의 피크 금속 온도를 350℃ 내지 450℃ 또는 약 350℃ 내지 450℃까지 감소시킬 수 있으나, 다른 온도도 이용될 수 있다.
코일링 중에, 금속 스트립(2210)은 연부 트리머(edge trimmer)(2221)에 의해서 연부 트리밍될 수 있다. 코일링 중에, 금속 스트립(2210)은 핫 밴드(2212)의 코일로 감길 수 있고, 핫 밴드(2212)의 코일이 희망 길이 또는 크기에 도달하였을 때, 전단부(2223)가 금속 스트립(2210)을 분할할 수 있다. 일부 경우에, 핫 밴드(2212)가 코일링되지 않고, 다른 프로세스에 직접 공급될 수 있다. 일부 경우에, 코일링이 50℃ 내지 400℃ 또는 약 50℃ 내지 400℃의 온도에서 수행될 수 있다.
핫 밴드(2212)는, 블록(2286)에서 표시된 바와 같이, 최종 게이지일 수 있다. 그러한 경우에, 압연 스탠드(2284)는 금속 스트립(2210)의 두께를 핫 밴드(2212)에서 요구되는 최종 게이지까지 감소시키도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 핫 밴드(2212)는, 블록(2287)에서 표시된 바와 같이, 최종 게이지 및 템퍼일 수 있다. 그러한 경우에, 압연 스탠드(2284)는 금속 스트립(2210)의 두께를 핫 밴드(2212)에서 요구되는 최종 게이지까지 감소시키도록 구성될 수 있고, 희망 템퍼, 예를 들어 O 템퍼 또는 T4 템퍼를 달성하기 위해서, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)을 통해서 온도가 주의 깊게 제어될 수 있으나, 다른 템퍼도 이용될 수 있다. 일부 경우에, 핫 밴드(2212)가 저장될 수 있고, 중간 코일을 참조하여 전술한 바와 같이 선택적으로 재가열될 수 있고, 이어서 블록(2289)로 표시된 바와 같이, 마무리될 수 있고, 냉간 압연될 수 있고, 및/또는 열처리될 수 있다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)을 이용하여 생산된 핫 밴드(2212)는 냉간 압연에 보다 적합한 미세조직을 가질 수 있다. 예를 들어, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)을 이용하여 생산된 6xxx 계열 알루미늄 합금 핫 밴드는 더 작고 더 구형인 금속간 화합물을 가질 수 있고, 그러한 금속간 화합물은, 냉간 압연 시에 문제가 되는 공극 및 균열 개시부를 유발할 수 있는 표준 금속간 화합물보다, 냉간 압연에 보다 유리하게 응답한다.
일부 경우에, 핫 밴드(2212)는, 연속 주조 이후에 인라인으로, 50% 내지 70% 또는 약 50% 내지 70%의 두께 감소로 열간 또는 온간 압연되기에 앞서서 1.5분 또는 2분 또는 약 1.5분 또는 2분 동안 적어도 560℃ 또는 570℃ 또는 약 560℃ 또는 570℃의 피크 금속 온도에서, 금속 스트립(2210)을 소킹 퍼니스(2217) 내에서 소킹할 때, 6xxx 및 5xxx 계열 알루미늄 합금에서 바람직한 철 입자 분포(예를 들어, 철 성분 파괴 및 구상화)를 포함할 수 있다. 철 입자 분포는, 핫 밴드(2212)를 이용하여 제조된 금속 제품의 균열 개시 장소 및 변형 가능성에서 상당한 역할을 할 수 있다. 본 개시 내용의 특정 양태를 이용하면, 핫 밴드(2212)는 많이 파괴된 그리고 구상화된 철 성분을 갖도록 제조될 수 있고, 그에 따라 개선된 변형 가능성 및 낮은 균열 민감도를 초래할 수 있다.
일부 대안적 구현예에서, 압연 스탠드(2284)는 소킹 퍼니스(2217)의 상류(예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이, 좌측)에 배치될 수 있다. 그러한 위치가 바람직한 결과를 만들 수 있지만, 비교적 큰 두께 감소(예를 들어, 50% 내지 70%)의 결과로서의 금속 스트립(2210)의 속력 증가는 더 긴 소킹 퍼니스(2217)를 그리고 그에 따라 더 많은 설비 비용, 동작 비용, 및 물리적 풋프린트(footprint)를 초래할 수 있다. 일부 대안적 구현예에서, 부가적인 소킹 퍼니스가 압연 스탠드(2284)의 하류에 배치되어, 두께 감소 후에 금속 스트립(2210)의 온도를 더 제어할 수 있다. 그러나, 다시, 압연 후의 금속 스트립의 속력 증가는, 비교적 큰 풋프린트 및 더 많은 연관 비용을 갖는 부가적인 소킹 퍼니스를 초래할 수 있다.
도 23은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 열간 압연 및 급냉 중의 알루미늄 금속 스트립의 Mg2Si의 석출을 도시한 차트(2300)이다. 차트(2300)는 도 20의 차트(2000)와 유사하고, 알루미늄 합금, 예를 들어 6xxx 계열 알루미늄 합금에 대한 특정 온도에서의 체류 시간에 따른 Mg2Si의 예상 석출을 도시한다. 도 20의 석출이 많은 구역(2001)과 유사한, 석출이 많은 구역(2301)이 도시되어 있다.
선(2303)은 본 개시 내용의 특정 양태에 따라 프로세스된 금속 스트립의 온도를 도시하고, 금속 스트립은 온간 압연 온도까지 냉각되고, 더 냉각되는 동안 온간 압연되고, 이어서 그 후에 더 냉각된다. 더 냉각되는 동안의 온간 압연은 섹션(2307)에서 발생된다. 온도 선(2303)이 석출이 많은 구역(2301)의 외측에서 유지되도록 시간 및 금속 스트립의 온도를 제어함으로써, Mg2Si의 석출이 최소화될 수 있다.
일부 경우에, 금속 스트립은, 온간 압연되는, 동안 2개의 롤 스탠드들을 통과할 수 있다. 바람직하지 못한 금속간 화합물(예를 들어, Mg2Si)의 석출을 방지하기 위해서, (예를 들어, 제1 롤 스탠드의 롤러들 사이의) 제1 바이트(bite)에서, 금속 스트립이 충분히 낮은 온도까지 급냉될 수 있다. 제2 바이트에서, 금속 스트립은, 제2 바이트에 진입할 때의 금속 스트립의 온도에서 재결정시키기 위한 충분한 힘으로 두께 감소될 수 있다.
선(2305)은 본 개시 내용의 특정 양태에 따라 프로세스된 금속 스트립의 온도를 도시하고, 금속 스트립은 압연을 통해서 주조로부터의 높은 온도(예를 들어, 약 510℃, 515℃, 또는 517℃ 이상)에서 유지된다. 압연 후에, 금속 스트립은 신속 급냉될 수 있고, 그에 따라 금속 스트립의 온도 선(2305)이 석출이 많은 구역(2301) 내에서 유지되는 시간량을 최소화할 수 있다. 이러한 경우에, 금속 스트립은, 적어도 부분적으로, 압연 중의 높은 온도로 인해서, 가공 경화되지 않은 입자 조직을 유지할 수 있다.
도 24는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 핫 금속 밴드를 주조하기 위한 프로세스(2400)를 도시한 흐름도이다. 블록(2402)에서, 금속 스트립은 연속 주조 장치를 이용하여, 예를 들어 벨트 주조기를 이용하여 주조될 수 있다. 연속 주조 장치, 예를 들어 벨트 주조기의 이용은 빠른 응고율을 보장할 수 있다.
선택적 블록(2404)에서, 금속 스트립은, 벨트 주조기를 빠져 나간 후에, 플래시 균질화될 수 있다. 플래시 균질화는 선택적으로 금속 스트립을 소킹 온도(예를 들어, 400℃ 내지 580℃ 또는 약 400℃ 내지 580℃, 더 바람직하게 570℃ 내지 580℃, 또는 약 570℃ 내지 580℃)까지 재가열하는 것 그리고 금속 스트립을 소정 지속시간 동안 소킹 온도에서 유지하는 것을 포함할 수 있다. 지속 시간은 10 내지 300초, 60 내지 180초, 또는 120초, 또는 약 10 내지 300초, 60 내지 180초, 또는 120초일 수 있다.
플래시 균질화는, 큰 및/또는 블레이드와 유사한 금속간 화합물을 파괴 및/또는 구상화하는데 있어서 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, AA6111 및 AA6451 합금은 주조시에 비교적 큰 금속간 화합물을 가질 수 있고, 이는 본원에서 개시된 바와 같이 플래시 균질화를 통해서 상당히 개선될 수 있다. 그러나, AA5754 합금은 바늘 또는 블레이드와 유사한 금속간 화합물을 생성하지 않을 수 있고, 그에 따라 플래시 균질화가 AA5754 및 유사 합금에서 생략될 수 있다. 일부 경우에, 플래시 균질화를 이용할 때 그리고 플래시 균질화를 이용하지 않을 때를 결정하는 것이, 철 대 규소의 비율을 기초로 이루어질 수 있고, 규소 함량이 높은(예를 들어, 규소 대 철의 비율이 1:5 이상인) 합금은 플래시 균질화가 유리할 수 있다. 일부 경우에, 작은 규소 함량의(예를 들어, 규소 대 철의 비율이 1:5 이하인) 합금은 바람직하게 플래시 균질화가 없이 또는 낮은 온도(예를 들어, 500℃ 내지 520℃ 또는 약 500℃ 내지 520℃)에서의 플래시 균질화와 함께 주조될 수 있다.
일부 경우에, 플래시 균질화는 특정 합금에서 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 7xxx 계열 합금은 350℃ 내지 480℃ 또는 약 350℃ 내지 480℃의 온도에서 성공적으로 플래시 균질화될 수 있다.
선택적 블록(2406)에서, 금속 스트립이 열간 또는 온간 압연 전에 냉각될 수 있다. 일부 경우에, 특히 크롬의 석출이 제어되는 것이 바람직한 경우에, 열간 또는 온간 압연 전에 금속 스트립을 냉각하는 것이 유리할 수 있다. 블록(2406)에서의 냉각은 금속 스트립을 350℃ 내지 450℃ 또는 약 350℃ 내지 450℃의 온도까지 냉각하는 것을 포함할 수 있으나, 다른 온도도 이용될 수 있다.
블록(2408)에서, 금속 스트립은 적어도 약 30% 그리고 약 80% 미만의 두께 감소로 열간 또는 온간 압연될 수 있다. 일부 경우에, 두께 감소는 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75%일 수 있다. 일부 경우에, 블록(2408)에서의 열간 또는 온간 압연이 압연 중에(예를 들어, 롤 스탠드의 롤들 사이의 바이트 내에서) 금속 스트립을 급냉하는 것을 선택적으로 포함할 수 있으나, 반드시 그러할 필요는 없다. 일부 경우에, 금속 스트립을 500℃, 505℃, 510℃, 515℃, 520℃, 또는 525℃ 이상의 온도에서 유지하면서, 블록(2408)에서의 열간 또는 온간 압연을 수행한다.
블록(2410)에서, 금속 스트립은 열간 또는 온간 압연 후에 급냉될 수 있다. 블록(2410)에서의 급냉은 200℃/초와 같은 큰 레이트로 금속 스트립을 냉각하는 것을 포함할 수 있으나, 다른 레이트도 이용될 수 있다. 블록(2410)에서의 급냉은 금속 스트립의 온도를 50℃ 내지 400℃ 또는 약 50℃ 내지 400℃까지, 예를 들어 50℃ 내지 300℃까지 감소시킬 수 있으나, 다른 온도도 이용될 수 있다.
블록(2412)에서, 금속 스트립이 핫 밴드로 코일링될 수 있다. 핫 밴드는 최종 게이지 및 템퍼, 최종 게이지, 또는 중간 게이지일 수 있다. 최종 게이지 및 템퍼 또는 최종 게이지인 경우에, 코일링된 핫 밴드는 추가적인 의도된 이용을 위해서 고객에게 전달될 수 있다. 중간 게이지인 경우에, 핫 밴드는 재가열될 수 있고, 압연(예를 들어, 냉간 또는 열간 압연)될 수 있고, 열처리될 수 있고, 또는 고객에게 전달하기 위한 최종 제품으로 달리 프로세싱될 수 있다.
선택적 블록(2414)에서, 이하의 예에 포함되는, 본원에서 설명된 바와 같은, 야금학적 성질을 더 개선하기 위해서, 핫 밴드가 재가열될 수 있다.
도 25는 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)을 도시한 개략도이다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)은 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)과 동일하거나 유사할 수 있으나, 부가적인 공급 코일(2513)을 갖는다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)은 주조 모드 및 프로세싱 모드에서 동작될 수 있다. 주조 모드에서, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)이 연속 벨트 주조기(2508)를 이용하여 금속 스트립(2510)을 생산할 수 있고, 이어서 금속 스트립(2510)은, 금속 스트립(2510)이 압연 스탠드(2584)를 통과하는 것을 포함하여, 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)에 대해서 설명된 것과 같이, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)의 다양한 구성요소를 통해서 지향될 수 있다.
그러나, 프로세싱 모드에서, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)은 금속 스트립(2510)(예를 들어, 최종 게이지가 아닌 핫 밴드)을 부가적인 공급 코일(2513)로부터, 적어도 압연 스탠드(2584)를 포함하는, 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)의 하나 이상의 구성요소 내로 제공할 수 있다. 부가적인 공급 코일(2513)로부터의 금속 스트립(2510)은, 압연(예를 들어, 열간 또는 온간 압연)된 후에, 핫 밴드(2512)의 코일로 코일링될 수 있다.
따라서, 동일 압연 스탠드(2584)가, 방금 주조된 금속 스트립의 인라인 압연 및 이전에 주조되고 코일링된 금속 스트립(2510)의 압연 모두를 위해서 이용될 수 있다. 핫 밴드 연속 주조 시스템(2500)의 프로세싱 모드에서의 동작은, 연속 주조 장치의 보수가 필요할 때 또는 액체 금속(2536)이 준비되기를 기다리는 동안 특히 유용할 수 있다.
도 26은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른 연속 주조 시스템(2600)을 도시한 개략도이다. 연속 주조 시스템(2600)은 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)과 유사할 수 있으나, 금속 스트립을 주조하는 연속 주조기 대신, 압출 가능 금속 물품(2610)(예를 들어, 빌렛)을 주조하기 위해서 연속 주조 장치(2608)를 이용한다. 압출 가능 금속 물품(2610)은 도 22의 금속 스트립(2210)을 참조하여 전술한 것과 동일한 또는 유사한 장비를 이용한 동일한 또는 유사한 프로세스를 거칠 수 있으나, 압연 스탠드가 다이(2684)로 대체될 수 있다. 연속 주조 시스템(2600)은 코일링된 제품(2612)을 생산할 수 있다. 코일링된 제품(2612)은, 도 22의 핫 밴드(2212)와 유사하게, 최종 게이지, 최종 게이지 및 템퍼일 수 있거나, 추가적인 프로세싱을 위한 중간 게이지일 수 있다.
도 27은 본 개시 내용의 특정 양태에 따른, 압출된 금속 제품을 주조하기 위한 프로세스(2700)를 도시한 흐름도이다. 빌렛과 같은 압출 가능 금속 물품이 블록(2702)에서 연속 주조 장치를 이용하여 주조될 수 있다. 연속 주조 장치의 이용은 빠른 응고율을 보장할 수 있다.
선택적 블록(2704)에서, 압출 가능 금속 물품은, 주조 장치를 빠져 나간 후에, 플래시 균질화될 수 있다. 플래시 균질화는 선택적으로 압출 가능 금속 물품을 소킹 온도(예를 들어, 400℃ 내지 580℃ 또는 약 400℃ 내지 580℃, 더 바람직하게 570℃ 내지 580℃, 또는 약 570℃ 내지 580℃)까지 재가열하는 것 그리고 압출 가능 금속 물품을 소정 지속시간 동안 소킹 온도에서 유지하는 것을 포함할 수 있다. 지속 시간은 10 내지 300초, 60 내지 180초, 또는 120초, 또는 약 10 내지 300초, 60 내지 180초, 또는 120초일 수 있다.
플래시 균질화는, 큰 및/또는 블레이드와 유사한 금속간 화합물을 파괴 및/또는 구상화하는데 있어서 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, AA6111 및 AA6451 합금은 주조시에 비교적 큰 금속간 화합물을 가질 수 있고, 이는 본원에서 개시된 바와 같이 플래시 균질화를 통해서 상당히 개선될 수 있다. 그러나, AA5754 합금은 바늘 또는 블레이드와 유사한 금속간 화합물을 생성하지 않을 수 있고, 그에 따라 플래시 균질화가 AA5754 및 유사 합금에서 생략될 수 있다. 일부 경우에, 플래시 균질화를 이용할 때 그리고 플래시 균질화를 이용하지 않을 때를 결정하는 것이, 철 대 규소의 비율에 기초하여 이루어질 수 있고, 규소 함량이 높은(예를 들어, 규소 대 철의 비율이 1:5 이상인) 합금은 플래시 균질화가 유리할 수 있다. 일부 경우에, 작은 규소 함량의(예를 들어, 규소 대 철의 비율이 1:5 이하인) 합금은 바람직하게 플래시 균질화가 없이 또는 낮은 온도(예를 들어, 500℃ 내지 520℃ 또는 약 500℃ 내지 520℃)에서의 플래시 균질화와 함께 주조될 수 있다.
일부 경우에, 플래시 균질화는 특정 합금에서 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 7xxx 계열 합금은 350℃ 내지 480℃ 또는 약 350℃ 내지 480℃의 온도에서 성공적으로 플래시 균질화될 수 있다.
선택적 블록(2706)에서, 압출 가능 금속 물품은, 열간 또는 온간 압출 온도에서의 다이를 통한 압출에 앞서서 냉각될 수 있다. 열간 또는 온간 압출 온도에서의 압출은 열간 또는 온간 가공의 유형일 수 있다. 일부 경우에, 특히 크롬의 석출이 제어되는 것이 바람직한 경우에, 열간 또는 온간 압출 전에 압출 가능 금속 물품을 냉각하는 것이 유리할 수 있다. 블록(2706)에서의 냉각은 압출 가능 금속 물품을 350℃ 내지 450℃ 또는 약 350℃ 내지 450℃의 온도까지 냉각하는 것을 포함할 수 있으나, 다른 온도도 이용될 수 있다.
블록(2708)에서, 압출 가능 금속 물품은 적어도 약 30% 그리고 약 80% 미만의 두께 감소(예를 들어, 단면의 감소)로 열간 또는 온간 압출될 수 있다. 일부 경우에, 직경 감소는 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75%일 수 있다. 일부 경우에, 블록(2708)에서의 열간 또는 온간 압출이 압연 중에(예를 들어, 다이 내에서) 금속 물품을 급냉하는 것을 선택적으로 포함할 수 있으나, 반드시 그러할 필요는 없다. 일부 경우에, 금속 물품을 500℃, 505℃, 510℃, 515℃, 520℃, 또는 525℃ 이상의 온도에서 유지하면서, 블록(2708)에서의 열간 또는 온간 압출을 수행한다.
블록(2710)에서, 압출된 금속 물품(예를 들어, 압출 후의 압출 가능 금속 물품)이 열간 또는 온간 압출 후에 급냉될 수 있다. 블록(2710)에서의 급냉은 200℃/초와 같은 큰 레이트로 압출된 금속 물품을 냉각하는 것을 포함할 수 있으나, 다른 레이트도 이용될 수 있다. 블록(2710)에서의 급냉은 금속 물품의 온도를 50℃ 내지 400℃ 또는 약 50℃ 내지 400℃까지, 예를 들어 50℃ 내지 300℃까지 감소시킬 수 있으나, 다른 온도도 이용될 수 있다.
블록(2712)에서, 압출된 금속 물품이 코일링되거나 달리 저장될 수 있다. 압출된 금속 물품은 최종 게이지 및 템퍼, 최종 게이지, 또는 중간 게이지일 수 있다. 최종 게이지 및 템퍼 또는 최종 게이지인 경우에, 압출된 금속 물품은 추가적인 의도된 이용을 위해서 고객에게 전달될 수 있다. 중간 게이지인 경우에, 압출된 금속 물품이 재가열될 수 있고, 더 압출(예를 들어, 냉간 또는 열간 압출)될 수 있고, 열처리될 수 있고, 또는 고객에게 전달하기 위한 최종 제품으로 달리 프로세싱될 수 있다.
선택적 블록(2714)에서, 이하의 예에 포함되는, 핫 밴드와 관련하여 본원에서 설명된 바와 같은, 야금학적 성질을 더 개선하기 위해서, 압출된 금속 물품이 재가열될 수 있다.
예
이하의 예는 본 발명을 더 설명하는 역할을 할 것이나, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다. 역으로, 그러한 수단이, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도, 본원의 설명을 읽은 후의 당업자에게 제시될 수 있는 다양한 다른 구현예, 수정예, 및 균등물을 가질 수 있다는 것을 더 이해할 수 있을 것이다.
본 개시 내용의 특정 양태 및 특징을 이용하여 여러 합금이 테스트되었다. 알루미늄 합금은, 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율(중량%)로 그 원소 조성과 관련하여 설명된다. 각각의 합금의 특정 예에서, 나머지는 알루미늄이고, 최대 0.15 중량%의 불순물의 합을 갖는다. 표 1은, 대략적인 고상선 및 액상선 온도를 포함하여, 그러한 몇몇 합금을 기재한다.
표 1이 일반적인 5xxx, 6xxx, 및 7xxx 계열 합금의 몇몇 예를 도시하지만, 다른 중량%로 존재하는 성분(예를 들어, 합금 원소)과 함께, 나머지 알루미늄 및 선택적인 미량(예를 들어, 0.15% 이하)의 불순물을 갖는 다른 5xxx, 6xxx, 및 7xxx 계열의 합금이 존재할 수 있다. 입자 정제제 및 탈산제, 또는 다른 활성제와 같은 우발적 원소가 존재할 수 있다.
합금 AA6111 및 AA6451이 본원에서 설명된 방법에 따라 생산되었다. 합금 AA6111 및 AA6451은 11 mm 게이지의 슬라브로 연속 주조되었다. 합금 AA6111에 대해서, 표 2에 도시된 바와 같은 다양한 온도에서 그리고 다양한 시간 동안, 플래시 균질화 절차를 추가적으로 수행하였다:
도 28는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. 샘플 A는, 개시된 플래시 균질화 절차 또는 열간 압연되지 않은 주조된-그대로의 AA6111 합금이었다. 샘플 B는, 어떠한 추가적인 열간 압연도 없는, 개시된 플래시 균질화 절차를 거친 연속 주조된 AA6111 11 mm 슬라브였다. 샘플 C는, 개시된 플래시 균질화 절차를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6111 11 mm 슬라브였다. 샘플 D는, 개시된 플래시 균질화 절차를 거치고, 상온의 물로 350℃의 온도까지 열적으로 급냉된, 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6111 11 mm 슬라브였다. 샘플 E는, 선택적인 플래시 균질화(표 2 참조)를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6111 11 mm 슬라브였다. 샘플 F는, 선택적인 플래시 균질화(표 2 참조)를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6111 11 mm 슬라브였다. 샘플 A(주조된-그대로의 AA6111 슬라브)는 입자 크기의 넓은 분포 및 Fe-성분의 정제 부족을 나타내는 넓은 피크를 보여주었다. 샘플 C(11 mm 슬라브로 주조된, 개시된 플래시 균질화를 거친, 그리고 50% 감소로 열간 압연된 AA6111)는 Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. (샘플 D에 대해서 400℃ 및 샘플 E에 대해서 380℃의, 저온의 선택적 플래시 균질화를 거친) 샘플 D 및 E는, Fe-성분 입자의 적은 정제를 나타내는, 넓은 입자 크기 분포를 보여 주었다.
도 29는 본원에서 설명된 방법에 따른 프로세싱 후의, AA6111 합금 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 도 29의 패널 A, B, C, D, E, 및 F는 도 28의 샘플 A, B, C, D, E, 및 F와 각각 관련된다. 패널 A는 샘플 A 내의 큰 바늘-유사 Fe-성분 입자(2401)를 보여준다(표 2 참조). 패널 B는, AA6111 합금에 대해서, 열간 압연이 없이, 개시된 플래시 균질화를 수행한 후의, Fe-성분 입자의 정제(즉, 파괴)를 보여준다(샘플 B, 표 2). 패널 C는 샘플 C 내의 Fe-성분 입자의 추가적인 정제를 보여주며, 여기에서 AA6111 합금 연속 주조 11 mm 게이지 슬라브에 대해서 개시된 플래시 균질화를 수행하였고 추가적으로 50% 두께 감소까지 열간 압연을 수행하였다. 패널 C는, 도 28에서 샘플 C로서 도시된 로그-정규 분포 피트(log-normal distribution fit)에 의해서 입증될 때, 추가적인 정제를 보여준다. 패널 D는 샘플 C에서 보여진 정제와 유사한 샘플 D 내의 Fe-성분 입자의 추가적인 정제를 보여주며, 여기에서 AA6111 합금 연속 주조 11 mm 게이지 슬라브에 대해서 개시된 플래시 균질화를 수행하였고 추가적으로, 50% 두께 감소까지의 열간 압연 전에, 350℃까지 물 급냉을 수행하였다. 패널 E는 샘플 E 내에 존재하는 Fe-성분 입자 및 미용해 마그네슘 실리사이드(Mg2Si) 입자의 정제 부족을 도시하며, 여기에서 AA6111 합금 연속 주조 11 mm 슬라브는 400℃에서 1분 동안 플래시 균질화되었고 이어서 50% 두께 감소로 열간 압연되었다. 패널 F는 샘플 F 내에 존재하는 Fe-성분 입자 및 미용해 마그네슘 실리사이드(Mg2Si) 입자의 정제 부족을 도시하며, 여기에서 AA6111 합금 연속 주조 11 mm 슬라브는 380℃에서 체류시간이 없이 플래시 균질화되었고 이어서 50% 두께 감소로 열간 압연되었다.
도 30은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. 샘플 C, 샘플 D 및 샘플 E(표 2 참조)는, 추가적으로, 50% 두께 감소까지의 열간 압연 이후에 부가적으로 균질화되었다. 부가적인 균질화 절차가 표 3에 요약되어 있다:
개시된 플래시 균질화를 거치고 50% 감소로 열간 압연되고, 이어서 다양한 온도에서 부가적으로 균질화된 모든 샘플은, Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. 고온 플래시 균질화(예를 들어, 570℃, 샘플 C 및 D(실험 G, H, V, 및 W))의 계속은, 저온 플래시 균질화(예를 들어, 400℃ 이하, 샘플 E(실험 I, J, X, 및 Y))보다 더 많은 Fe-성분 입자 정제를 나타냈다.
도 31은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. 이러한 플래시 균질화 실험의 각각에서, 11 mm 금속 스트립이 2 mm로 열간 압연되었다. 일부 경우에, 초기 열간 압연(예를 들어, "Q1" 감소)이 50% 두께 감소에서 수행되었고, 이어서 68% 최종 두께 감소가 후속되어, 2 mm 스트립을 초래하였다. 일부 경우에, 초기 열간 압연이 70% 두께 감소에서 수행되었고, 이어서 40% 최종 두께 감소가 후속되어, 2 mm 스트립을 초래하였다. 부가적인 균질화 및 열간 압연 매개변수가 표 4에 요약되어 있다:
개시된 플래시 균질화를 거치고 적어도 50% 감소로 초기에 열간 압연되고, 이어서 부가적으로 균질화되고 희망 게이지(예를 들어, 2 mm)까지 열간 압연된 모든 샘플은, Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. 개시된 플래시 균질화(예를 들어, 570℃에서 5분 동안, 샘플 C 및 샘플 D, 실험 G, H, Z, AA, AB, 및 AC)를 거친 샘플은, 낮은 플래시 균질화(예를 들어, 400℃, 샘플 E, 실험 I, J, AD, 및 AE)보다, 미세 Fe-성분 입자의 좁은 분포를 나타냈고, 이는, 개시된 고온 플래시 균질화가 사용될 때, 추가적인 균질화가 불필요하다는 것을 제시한다.
도 32는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. 샘플 F(표 2 참조)에 대해서, 추가적으로, 부가적인 균질화 및 총 70% 두께 감소까지의 추가적인 열간 압연을 수행하였다(즉, 샘플 F는, 주조된-그대로의 AA6111 합금(샘플 A, 표 2 참조) 연속 주조 11 mm 슬라브에 비해서, 부가적으로 20% 두께 감소까지 열간 압연되었다). 주조된-그대로의 AA6111 합금에 대해서는 개시된 플래시 균질화를 수행하지 않았다. 주조된-그대로의 AA6111 합금에 대해서, 샘플 F와 유사한 부가적인 균질화 및 열간 압연을 수행하였고, 매개변수를 표 5에서 요약하였다:
개시된 플래시 균질화를 거치고 이어서 적어도 50% 감소로 열간 압연되고, 이어서 부가적으로 균질화되고 희망 게이지(예를 들어, 2 mm)까지 열간 압연된 모든 샘플은, Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. 개시된 플래시 균질화를 거치지 않은 샘플은 Fe-성분 입자의 적은 정제를 나타냈다.
합금 AA6451에 대해서, 표 6에 도시된 바와 같은 다양한 온도에서 그리고 다양한 시간 동안, 플래시 균질화 절차를 추가적으로 수행하였다:
도 33은 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. (실선의 청색선으로 표시된) 샘플 AAA는, 개시된 플래시 균질화 절차 또는 열간 압연되지 않은 주조된-그대로의 AA6451 합금이었다. (작은 쇄선의 녹색선으로 표시된) 샘플 CCC는, 개시된 플래시 균질화 절차를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6451 11 mm 슬라브였다. (쇄선-단일 점선의 보라색선에 의해서 표시된) 샘플 DDD는, 개시된 플래시 균질화 절차를 거치고, 상온의 물로 350℃의 온도까지 열적으로 급냉된, 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6451 11 mm 슬라브였다. (쇄선-이중 점선의 검은색선에 의해서 표시된) 샘플 EEE는, 선택적인 플래시 균질화(표 2 참조)를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6451 11 mm 슬라브였다. (실선의 오렌지색선에 의해서 표시된) 샘플 FFF는, 선택적인 플래시 균질화(표 2 참조)를 거친 그리고 50% 두께 감소(즉, 6.5 mm 게이지)로 열간 압연된, 연속 주조된 AA6451 11 mm 슬라브였다. 샘플 AAA(주조된-그대로의 AA6451 슬라브)는 입자 크기의 넓은 분포 및 Fe-성분의 정제 부족을 나타내는 넓은 피크를 보여주었다. 샘플 CCC(11 mm 슬라브로 주조된, 개시된 플래시 균질화를 거친, 그리고 50% 감소로 열간압연된 AA6451)는 Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. (샘플 DDD에 대해서 400℃ 및 샘플 EEE에 대해서 380℃의, 저온의 선택적 플래시 균질화를 거친) 샘플 DDD 및 EEE는, Fe-성분 입자의 적은 정제를 나타내는, 넓은 입자 크기 분포를 보여 주었다.
도 34는 본원에서 설명된 방법에 따라 생산된 합금에 대한 평방 미크론(㎛2)당 철(Fe)-성분 입자의 로그 정규수 밀도 분포 대 입자 크기를 도시한 그래프이다. 샘플 FFF(표 2 참조)에 대해서, 추가적으로, 부가적인 균질화 및 총 70% 두께 감소까지의 추가적인 열간 압연을 수행하였고(즉, 샘플 FFF는, 부가적인 20% 두께 감소만큼 초기에 열간 압연되었고), 주조된-그대로의 AA6451 합금(샘플 AAA, 표 2 참조) 연속 주조 11 mm 슬라브에 대해서 비교하였다. 주조된-그대로의 AA6451 합금에 대해서는 개시된 플래시 균질화를 수행하지 않았다. 주조된-그대로의 AA6451 합금에 대해서, 샘플 FFF와 유사한 부가적인 균질화 및 열간 압연을 수행하였고, 매개변수를 표 7에서 요약하였다:
개시된 플래시 균질화를 거치고 적어도 50%의 두께 감소로 열간 압연되고, 이어서 부가적으로 균질화되고 희망 게이지(예를 들어, 2 mm)까지 열간 압연된 모든 샘플(UU 제외)은, Fe-성분 입자의 정제를 나타내는 입자 크기의 좁은 분포를 보여주었다. 개시된 플래시 균질화를 거치지 않은 샘플은 Fe-성분 입자의 적은 정제를 나타냈다. 샘플 UU는 개시된 플래시 균질화(예를 들어, 570℃에서 5분 동안) 및 즉각적인 70% 두께 감소까지의 열간 압연을 거쳤고, 추가적인 균질화 및 부가적인 40% 열간 압연 후에, Fe-성분 입자의 우수한 정제를 나타냈다.
도 35, 도 36, 및 도 37은 AA6014 알루미늄 합금의 미세조직을 보여주는 현미경 사진이다. 도 35는, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 11 mm 두께로 열간 압연되고, 추가적으로 6 mm 두께로 열간 압연된, "R1"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금을 보여준다. 예열은, 냉각된 슬라브를 2가지 조건, (i) 550℃까지 1분 이내에 가열하는 조건 또는 (ii) 420℃까지 30초 이내에 가열하는 조건 하에서 가열하는 것에 의해서 수행되었다. 압연 방향이 화살표(3001)로 표시되었다. 도 35는 열간 압연 후에 입자 크기 및 재결정화 정도에 미치는 영향을 도시한다. 도 36은, 10 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 예열되고 5.5 mm 두께로 열간 압연된, "R2"로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금을 보여준다. 예열은, 냉각된 슬라브를 2가지 조건, (i) 550℃까지 1분 이내에 가열하는 조건 또는 (ii) 420℃까지 30초 이내에 가열하는 조건 하에서 가열하는 것에 의해서 수행되었다. 압연 방향이 화살표(3101)로 표시되었다. 도 36은 열간 압연 후에 입자 크기 및 재결정화 정도에 미치는 영향을 도시한다. 도 37은, 19 mm 게이지 두께를 갖는 슬라브로 연속 주조되고, 냉각 및 저장되고, 11 mm 두께로 냉간 압연되고, 예열되며, 6 mm 두께로 열간 압연된, "R3"으로서 지칭되는, AA6014 알루미늄 합금을 보여준다. 예열은, 냉각된 슬라브를 2가지 조건, (i) 550℃까지 1분 이내에 가열하는 조건 또는 (ii) 420℃까지 30초 이내에 가열하는 조건 하에서 가열하는 것에 의해서 수행되었다. 압연 방향이 화살표(3201)로 표시되었다. 도 37은 열간 압연 후에 입자 크기 및 재결정화 정도에 미치는 영향을 도시한다.
도 38은 AA6014 알루미늄 합금의 성형성에 미치는 예열의 영향을 보여주는 그래프이다. AA6014 알루미늄 합금에 대해서, "R1, R2, 및 R3"으로 각각 지칭되는, 도 30 내지 도 32에 대해서 전술한 바와 같은 가열 및 압연 절차를 수행하였다. 550℃의 온도에서 1분 동안("HO1"로 지칭됨, 각각의 그룹에서 좌측 히스토그램(histogram)) AA6014 알루미늄 합금을 예열하는 것은, 20°미만의 내부 굽힘 각도로 표시된, 우수한 성형성 성질을 갖는 알루미늄 합금을 제공하였다. 420℃의 온도에서 1분 동안("HO2"로 지칭됨, 각각의 그룹에서 우측 히스토그램) AA6014 알루미늄 합금을 예열하는 것은, 큰 내부 굽힘 각도(예를 들어, 20°초과)로 표시된, 매우 낮은 성형성을 갖는 알루미늄 합금을 제공하였다. 모든 샘플에 대해서, 열간 압연("WQ"로 지칭됨) 후에 물로 급냉하였고 굽힘 테스팅 전에 10% 예비-변형하였다.
도 39는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α1, α2, α3, α5, 및 α6은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 패널 α1은, 큰 바늘-유사 Fe-성분 입자를 갖는, 주조된-그대로의 금속을 보여준다. 패널 α4는, 비교적 큰 Fe-성분 입자를 갖는, 직접 냉각 주조 시스템으로부터의 금속의 동일 단편을 보여준다. 패널 α2, α3, α5, 및 α6은 모두가 2분 동안 540℃, 550℃, 560℃, 및 570℃ 각각의 피크 금속 온도에서 주조 후에 소킹 퍼니스(예를 들어, 도 22의 소킹 퍼니스(2217)) 내에서 가열되었다. 작은 Fe-성분이 각각의 패널 α2, α3, α5, 및 α6에서 확인되었고, 패널 α6에서 가장 작았다. 또한, α6을 제외한 모든 패널에서 구상화가 거의 확인되지 않았다.
도 40은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경(ECD)을 도시하는 그래프이다. 도 40의 그래프는 로그 정규 가능성 밀도 함수에 기초한다. 본원에서 사용된 바와 같은, 등가 원 직경은, 입자(예를 들어, Fe-성분 입자)의 면적을 측정하는 것 그리고 동일한 전체 면적을 가질 수 있는 원의 직경을 결정하는 것에 의해서 계산될 수 있다. 다시말해서, 
이다.
도 41은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비를 도시하는 그래프이다. 도 41의 그래프는 로그 정규 가능성 밀도 함수에 기초한다. 제1 방향을 따른 입자의 길이를 수직 방향을 따른 입자의 폭으로 나누는 것에 의해서 종횡비가 결정될 수 있다. 종횡비는 입자에서 발생된 구상화의 양을 나타낼 수 있다.
도 42는, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 43은, 도 39를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 39 내지 도 43은, 더 작은 Fe-성분이, 특히 570℃ 또는 약 570℃의 온도에서, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화를 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 플래시 균질화 중의 더 높은 피크 금속 온도가 더 미세한 입자를 나타내는 것으로 보인다. 마지막으로, 570℃ 또는 약 570℃의 피크 금속 온도에 도달될 때, 상당한 구상화(예를 들어, 더 작은 종횡비)가 명확해지고, 낮은 온도에서는 구상화가 거의 이루어지지 않는다.
도 44는 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α7, α8, α9, 및 α11은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 패널 α7은, 큰 바늘-유사 Fe-성분 입자를 갖는, 주조된-그대로의 금속을 보여준다. 패널 α10은, 비교적 큰 Fe-성분 입자를 갖는, 직접 냉각 주조 시스템으로부터의 금속의 동일 단편을 보여준다. 패널 α11은 570℃의 피크 금속 온도에서 2분의 균질화를 거친 후의 직접 냉각 주조 시스템으로부터의 금속의 동일 단편을 도시한다. 패널 α8, α9, 및 α12는 모두가 주조 후에 소킹 퍼니스(예를 들어, 도 22의 소킹 퍼니스(2217)) 내에서 각각 1분, 2분, 및 3분 동안 570℃의 피크 금속 온도까지 가열되었다. 작은 Fe-성분이 각각의 패널 α8, α9, 및 α11에서 확인되었고, 패널 α11에서 가장 작았다. 더 긴 소크 시간은 더 많은 구상화를 보여주었고, 바람직한 구상화는 2분 및 3분에서 달성되었다. 직접 냉각 주조 잉곳에 대한 2분의 소크는 미세조직의 어떠한 현저한 변화도 보여주지 않았다.
도 45는, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 46은, 도 44를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 45 및 도 46은, 더 작은 Fe-성분이, 적어도 1분 또는 2분, 또는 약 1분 또는 2분의 소크 시간에서, 특히 570℃ 또는 약 570℃의 온도에서, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화를 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다.
도 47은 AA6111 금속의 11.3 mm 게이지 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α13은, (예를 들어, 도 22의 소킹 퍼니스(2217)를 이용하여) 5분 동안 565℃에서 플래시 균질화된, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된, 그러나 열간 압연되지 않은, 금속을 도시한다. 패널 α14, α15, α16, α17, α18, 및 α19는, (예를 들어, 도 22의 소킹 퍼니스(2217)를 이용하여) 5분 동안 565℃에서 플래시 균질화된, 이어서 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 각각 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 및 70%의 두께 감소에서 열간 압연된, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 플래시 균질화 및 이어지는 더 큰 열간 감소 후에 더 작은 Fe-성분 입자가 나타났으나, 편평부(plateau)가 존재하는 것으로 보이고, 그 후에 더 큰 두께 감소는 작은 장점에 기여한다.
도 48은, 도 47을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 49는, 도 47를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 48 및 도 49은, 더 작은 Fe-성분이, 특히 40% 내지 70%, 또는 약 40% 내지 70%의 두께 감소에서, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 큰 열간 감소가 Fe-성분 입자의 더 많은 파괴를 보여주나, 50% 내지 70%의 열간 감소는 비교적 유사한 양의 파괴를 제공하는 것으로 보여진다.
도 50은 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α20은, 약 3.7 내지 6 mm 게이지까지 재압연된 직접 냉각 주조 금속을 도시한다. 패널 α21, α22, α23, α24, α25, 및 α26은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조되고 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 약간의 양으로 열간 압연된 금속을 도시한다. 패널 α21, α22, 및 α23은 플래시 균질화되지 않은 반면, 패널 α24, α25, 및 α26은 플래시 균질화되었다. 패널 α21 및 α24는 45% 두께 감소되었고, 패널 α22 및 α25는 45% 두께 감소되었고 530℃까지 2시간 동안 재가열되었으며, 패널 α23 및 α26은 60% 두께 감소되었다. 플래시 균질화 및 그 이후의 더 큰 열간 감소 이후에, 더 작은 Fe-성분 입자가 확인되었다. 또한, 열간 압연 후의 재가열은 구상화를 촉진하는 것으로 보였다.
도 51은, 도 50을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 52는, 도 50를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 51 및 도 52는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 플래시 균질화가 없는 열간 압연 보다 우수하게, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 열간 압연 후의 재가열은 구상화를 개선하는 것으로 보였다.
도 53은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α27은 2.0 mm의 최종 게이지까지 압연된 직접 냉각 주조 금속을 도시한다. 패널 α28, α29, α30, α31, α32, α33, 및 α34는, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 패널 α31은 연속 주조되었고 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다. 패널 α28, α29, α30, α32, α33, 및 α34는 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 약간의 양으로 열간 압연되었다. 패널 α28, α29, 및 α30은 플래시 균질화되지 않은 반면, 패널 α32, α33, 및 α34는 플래시 균질화되었다. 패널 α28 및 α32은 열간 압연하에서 45% 두께 감소되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다. 패널 α29 및 α33은 열간 압연하에서 45% 두께 감소되었고, 530℃까지 2시간 동안 재가열되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 온간 압연되었다. 패널 α30 및 α34는 열간 압연하에서 60% 두께 감소되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다.
도 54는, 도 53을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 55는, 도 53를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 54 및 도 55는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 단순한 열간 압연 및 냉간 압연과 비교할 때, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연 및 재가열을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 열간 압연 후의 재가열은 개선된 Fe-성분 입자 구상화를 보여주었다. 연속 주조 후의 냉간 압연이 약간의 양의 Fe-성분 입자 파괴를 보여주었지만, 이는 바람직한 구상화를 달성하지 못하였다.
또한, 굽힘 테스트의 수행을 위한 독일 자동차 산업 협회(German Association of the Automotive Industry)(VDA)의 238-100 사양 및 2.0 mm에 대한 테스트를 정규화하기 위한 232-200 사양에 따라, 굽힘 테스트를 도 53의 샘플에 대해서 수행하였다. 패널 α27, α28, α29, α30, α31, α32, α33, 및 α34로부터의 샘플은 80°, 79°, 75°, 67°, 66°, 96°, 102°, 및 95°의 알파 (외부) 굽힘 각도를 각각 달성하였다.
도 56은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6111 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 α35, α36, α37, 및 α38은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조되고, (예를 들어, 도 22의 소킹 퍼니스(2217)를 이용하여) 플래시 균질화되고, (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 45%의 두께 감소로 열간 압연된 금속을 도시한다. 패널 α35, α36, 및 α37은 그 후에 530℃의 온도에서 2시간 동안 재가열된 반면, 패널 α38은 2.0 mm의 최종 게이지까지 즉각적으로 냉간 압연되었다. 재가열 후에, 패널 α35은 2.0 mm의 최종 게이지까지 온간 압연되었다. 재가열 후에, 패널 α36은 다시 50% 두께 감소에서 열간 압연되었고, 이어서 급냉 되었고, 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다. 재가열 후에, 패널 α37은 급냉 되었고 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다.
도 57은, 도 56을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 58은, 도 56를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 57 및 도 58는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 단순한 열간 압연 및 냉간 압연과 비교할 때, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연 및 재가열을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 열간 압연 후의 재가열은 개선된 Fe-성분 입자 구상화를 보여주었다. 연속 주조 후의 냉간 압연이 약간의 양의 Fe-성분 입자 파괴를 보여주었지만, 이는 바람직한 구상화를 달성하지 못하였다.
또한, 굽힘 테스트의 수행을 위한 독일 자동차 산업 협회(VDA)의 238-100 사양 및 2.0 mm에 대한 테스트를 정규화하기 위한 232-200 사양에 따라, 굽힘 테스트를 도 56의 샘플에 대해서 수행하였다. 패널 α35, α36, α37, 및 α38로부터의 샘플은 각각 96°, 95°, 104°, 및 93°의 알파 (외부) 굽힘 각도를 달성하였다.
도 59는 3.7 내지 6 mm 게이지 밴드를 달성하기 위한 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 β1은, 약 3.7 내지 6 mm 게이지까지 재압연된 직접 냉각 주조 금속을 도시한다. 패널 β2, β3, β4, β5, β6, β7, 및 β8은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 패널 β2는 주조된 6mm 스트립을 보여준다. 패널 β2, β3, β4, β6, β7, 및 β8은 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 약간의 양으로 열간 압연되었다. 패널 β2, β3, 및 β4는 플래시 균질화되지 않은 반면, 패널 β6, β7, 및 β8은 플래시 균질화되었다. 패널 β2 및 β6은 재가열이 없이 45% 두께 감소되었다. 패널 β3 및 β6은 45% 두께 감소되었고 530℃까지 2시간 동안 재가열되었다. 패널 β4 및 β8은 재가열이 없이 60% 두께 감소되었다. 플래시 균질화 및 그 이후의 더 큰 열간 감소 이후에, 더 작은 Fe-성분 입자가 확인되었다. 또한, 열간 압연 후의 재가열은 구상화를 촉진하는 것으로 보였다. 중요하게, 패널 β3에서 보이는 어두운 스폿은 추가적인 테스트에 기초하여 비정상적인 것으로 결정되었다.
도 60은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 61은, 도 59를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 60 및 도 61은, 더 작은 Fe-성분이, 특히 플래시 균질화가 없는 열간 압연 보다 우수하게, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 열간 압연 후의 재가열은 구상화를 개선하는 것으로 보였다.
도 62는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 β9는 2.0 mm의 최종 게이지까지 압연된 직접 냉각 주조 금속을 도시한다. 패널 β10, β11, β12, β13, β14, β15, 및 β16은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조된 금속을 도시한다. 패널 β13은 연속 주조되었고 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다. 패널 β10, β11, β12, β14, β15, 및 β16는 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 약간의 양으로 열간 압연되었다. 패널 β10, β11, 및 β12는 플래시 균질화되지 않은 반면, 패널 β14, β15, 및 β16은 플래시 균질화되었다. 패널 β10 및 β14는 열간 압연하에서 45% 두께 감소되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다. 패널 β11 및 β15는 열간 압연하에서 45% 두께 감소되었고, 530℃ 또는 약 530℃까지 2시간 동안 재가열되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 온간 압연되었다. 패널 β12 및 β16은 열간 압연하에서 60% 두께 감소되었고, 이어서 2.0 mm의 최종 게이지까지 냉간 압연되었다.
도 63은, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 64는, 도 62를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 63 및 도 64는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 단순한 열간 압연 및 냉간 압연과 비교할 때, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연 및 재가열을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 열간 압연 후의 재가열은 개선된 Fe-성분 입자 구상화를 보여주었다. 연속 주조 후의 냉간 압연이 약간의 양의 Fe-성분 입자 파괴를 보여주었지만, 이는 바람직한 구상화를 달성하지 못하였다.
또한, 굽힘 테스트의 수행을 위한 독일 자동차 산업 협회(VDA)의 238-100 사양 및 2.0 mm에 대한 테스트를 정규화하기 위한 232-200 사양에 따라, 굽힘 테스트를 도 62의 샘플에 대해서 수행하였다. 패널 β9, β10, β11, β12, β13, β14, β15, 및 β16으로부터의 샘플은 70°, 67°, 88°, 75°, 65°, 75°, 80°, 및 81°의 알파 (외부) 굽힘 각도를 각각 달성하였다.
도 65는 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 주조 및 냉간 압연된 AA6451 금속의 섹션 내의 Mg2Si 용융 및 공극화를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진 및 광학 현미경 사진의 세트이다. 패널 β17, β18, β21, 및 β22는 SEM 현미경 사진인 반면, 패널 β19, β20, β23, 및 β24는 광학적 현미경 사진이다. 본 개시 내용의 프로세스를 거치지 않고, 각각의 샘플이 연속 주조되었고, 이어서 냉간 압연되었다. 패널 β17, β18, β19, 및 β20은 F 템퍼 하의(예를 들어, 용체화 열처리가 없는) 금속을 기초로 하는 한편, 패널 β21, β22, β23, 및 β24는 T4 템퍼 하의(예를 들어, 부가적으로 용체화 열처리된) 금속을 기초로 한다. 결과는, 냉간 압연된 샘플의 용체화 열처리가 수많은 공극을 나타낸다는 것을 보여주고, 이는, 적어도 부분적으로, F 템퍼 내의 조대한 주조된-그대로의 Mg2Si의 존재에 기인할 수 있다. 따라서, 금속간 화합물 미세조직의 개선이 바람직한 T4 템퍼 제품의 획득에 있어서 유리할 수 있다는 것이 분명하다.
도 66은 2.0 mm 게이지 스트립을 달성하기 위해서 다양한 프로세싱 루트를 거친 후의, AA6451 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 β25, β26, β27, 및 β28은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조되고 그 후에 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 45% 두께 감소로 열간 압연된 금속을 도시한다. 이어서, 패널 β25는 530℃에서 2시간 동안 재가열되었고, 그 후에 최종 게이지로 온간 압연되었다. 이어서, 패널 β26은 530℃에서 2시간 동안 재가열되었고, 그 후에 부가적으로 50% 두께 감소로 열간 압연되었고, 그 후에 물 급냉되었고, 이어서 최종 게이지로 냉간 압연되었다. 이어서, 패널 β27은 530℃에서 2시간 동안 재가열되었고, 그 후에 물 급냉되었고, 이어서 최종 게이지로 냉간 압연되었다. 이어서, 패널 β28이 냉간 압연되었다. 금속 스트립이 플래시 균질화되고, 열간 또는 온간 압연되고, 이어서 재가열되고, 이어서 최종 게이지로의 냉간 압연 전에 물 급냉되었을 때, 최종 게이지 내의 가장 개선된 Fe-성분 구상화가 확인되었다.
도 67은, 도 66를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 68은, 도 66을 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 67 및 도 68는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 후속 물 급냉 및 최종 게이지로의 냉간 압연과 조합될 때, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연 및 재가열을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 균질화(예를 들어, 재가열)가 구상화에 유리할 수 있고 균질화 후의 급냉이 입자 분포에 유리할 수 있다는 것이 결정되었다.
또한, 굽힘 테스트의 수행을 위한 독일 자동차 산업 협회(VDA)의 238-100 사양 및 2.0 mm에 대한 테스트를 정규화하기 위한 232-200 사양에 따라, 굽힘 테스트를 도 66의 샘플에 대해서 수행하였다. 패널 β25, β26, β27, 및 β28로부터의 샘플은 각각 75°, 67°, 78°, 및 71°의 알파 (외부) 굽힘 각도를 달성하였다.
도 69는 AA5754 금속의 섹션 내의 Fe-성분 입자를 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 현미경 사진의 세트이다. 패널 γ4는, 직접 냉각 주조되고 최종 게이지로 감소된 금속을 도시한다. 패널 γ1, γ2, γ3, γ5, 및 γ6은, 연속 주조 장치, 예를 들어 도 22의 핫 밴드 연속 주조 시스템(2200)의 연속 벨트 주조기(2208)를 이용하여 주조되고 (예를 들어, 도 22의 압연 스탠드(2284)를 이용하여) 다양한 두께 감소로 열간 압연된 금속을 도시한다. 패널 γ1, γ2, γ5, 및 γ6은 열간 압연 전에 플래시 균질화되지 않은 반면, 패널 γ3 및 γ7은 열간 압연 전에 플래시 균질화되었다. 패널 γ1은 최종 게이지까지 50% 열간 압연되었다. 패널 γ2는 최종 게이지까지 70% 열간 압연되었다. 패널 γ3은 최종 게이지까지 70% 열간 압연되었다. 패널 γ5는 50% 열간 압연되었고, 이어서 최종 게이지까지 부가적으로 냉간 압연되었다. 패널 γ6은 70% 열간 압연되었고, 이어서 최종 게이지까지 부가적으로 냉간 압연되었다. 패널 γ7은 70% 열간 압연되었고, 이어서 최종 게이지까지 부가적으로 냉간 압연되었다. 대부분의 개선된 Fe-성분 입자 파괴 및/또는 구상화가, 금속 스트립이 연속 주조되고, 플래시 균질화되고, 이어서 열간 압연되었을 때 발견되었다는 것이 확인되었다.
도 70은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 등가 원 직경에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 71은, 도 69를 참조하여 도시되고 설명된 금속 단편 내의 Fe-성분 입자에 대한 종횡비에 대한 중앙값 및 분포 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 70 및 도 71는, 더 작은 Fe-성분이, 특히 플래시 균질화가 없는 열간 압연과 비교할 때, 연속 주조된 금속 물품의 플래시 균질화 및 이어지는 열간 압연을 통해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다.
또한, 굽힘 테스트의 수행을 위한 독일 자동차 산업 협회(VDA)의 238-100 사양 및 2.0 mm에 대한 테스트를 정규화하기 위한 232-200 사양에 따라, 도 69의 선택된 샘플에 대해서 굽힘 테스트를 수행하였다. 패널 γ5 및 γ7로부터의 샘플은 각각 160°및 171°의 알파 (외부) 굽힘 각도를 달성하였다.
도시된 구현예를 포함하는 구현예에 대한 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로만 주어진 것이며 포괄적이거나 혹은 개시된 정확한 형태를 제한하지는 않는다. 이에 대한 많은 수정, 변경, 및 사용이 당업자에게는 자명할 것이다.
아래에 사용될 때, 일련의 예에 대한 어떠한 참고도 그 예 각각에 대해 개별적인 참고로 이해되어야 한다(예를 들어, "예 1-4"는 "예 1, 2, 3, 또는 4"로 이해되어야 한다).
예 1은 금속 주조 및 프로세싱 시스템으로서: 제1 속력으로 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치; 및 제1 속력과 디커플링된 제2 속력으로 동작되는 열간 압연 스탠드를 포함하는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템이다.
예 2는 예 1의 시스템으로서, 금속 스트립을 중간 코일로 코일링하기 위해서 연속 주조 장치에 동작 가능하게 커플링된 코일링 장치; 및 중간 코일을 수용하기 위한 그리고 열간 압연 스탠드에 동작 가능하게 커플링되어 금속 스트립을 열간 압연 스탠드의 바이트에 제공하기 위한 언코일링 장치를 더 포함하는, 시스템이다.
예 3은 예 2의 시스템으로서, 중간 코일을 수용하기 위한 예열 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 4는 예 2 또는 예 3의 시스템으로서, 중간 코일을 수직 배향으로 저장하기 위한 저장 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 5는 예 2 내지 예 4의 시스템으로서, 중간 코일을 저장하기 위한 저장 시스템을 더 포함하고, 저장 시스템은 중간 코일을 회전시키기 위한 모터를 포함하는 시스템이다.
예 6는 예 1 내지 예 5의 시스템으로서: 열간 압연 스탠드의 하류에 위치된 열원; 및 열원의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 7은 예 1 내지 예 6의 시스템으로서: 열간 압연 스탠드의 상류에 위치된 예열 열원; 및 예열 열원과 열간 압연 스탠드 사이에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 8은 예 1 또는 예 6 및 예 7의 시스템으로서, 제1 속력과 제2 속력 사이의 차이를 수용하기 위해서 연속 주조 장치와 열간 압연 스탠드 사이에 동작 가능하게 위치되는 축적기를 더 포함하는 시스템이다.
예 9는 예 1 내지 예 8의 시스템으로서, 연속 주조 장치의 바로 하류에 위치된 주조-후 급냉 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 10은 예 1 내지 예 9의 시스템으로서, 연속 주조 장치가 벨트 주조 장치인, 시스템이다.
예 11은 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 벨트 주조 장치; 금속 스트립을 중간 코일로 코일링하기 위한, 연속 주조 장치와 연관된 코일링 장치; 및 중간 코일을 수용하기 위한 언코일링 장치를 포함하고, 상기 언코일링 장치는 금속 스트립의 두께를 희망 두께로 감소시키기 위해서 적어도 하나의 열간 압연 스탠드에 동작 가능하게 커플링되는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템이다.
예 12는 예 11의 시스템으로서, 중간 코일을 수용하기 위한 예열 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 13은 예 11 또는 예 12의 시스템으로서, 중간 코일을 수직 배향으로 저장하기 위한 저장 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 14는 예 11 내지 예 13의 시스템으로서, 중간 코일을 저장하기 위한 저장 시스템을 더 포함하고, 저장 시스템은 중간 코일을 회전시키기 위한 모터를 포함하는, 시스템이다.
예 15는 예 11 내지 예 14의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드의 하류에 위치된 열원; 및 열원의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 16은 예 11 내지 예 15의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드의 상류에 위치된 예열 열원; 및 예열 열원과 열간 압연 스탠드 사이에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하는 시스템이다.
예 17은 예 11 내지 예 16의 시스템으로서, 연속 주조 장치의 바로 하류에 위치된 주조-후 급냉 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 17.5는 예 11 내지 예 17의 시스템으로서, 연속 벨트 주조 장치가 금속 스트립을 주조하지 않을 때 금속 스트립의 두께를 감소시키기 위해서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드가 연속 벨트 주조 장치와 코일링 장치 사이에 위치되는, 시스템이다.
예 18은 주조 및 압연 방법이며: 금속 스트립을 제1 속력으로 연속 주조하는 단계; 및 금속 스트립을 제2 속력으로 열간 압연하는 단계를 포함하고, 제1 속력은 제2 속력으로부터 디커플링되는, 주조 및 압연 방법이다.
예 19는 예 18의 방법으로서, 주조된 금속 스트립을 중간 코일로 코일링하는 단계를 더 포함하고, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계는 중간 코일을 언코일링하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 20은 예 19의 방법으로서, 중간 코일을 예열하는 단계를 더 포함하는 방법이다.
예 21은 예 19 또는 예 20의 방법으로서, 중간 코일을 수직 배향으로 저장하는 단계를 더 포함하는 방법이다.
예 22는 예 19 내지 예 21의 방법으로서, 중간 코일을 저장하는 단계를 더 포함하고, 중간 코일을 저장하는 단계가 중간 코일을 주기적으로 또는 연속적으로 회전시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 23은 예 18 내지 예 22의 방법으로서, 금속 스트립의 열간 압연 후에 금속 스트립을 열처리하는 단계를 더 포함하고, 금속 스트립을 열처리하는 단계는 금속 스트립에 열을 가하는 단계 및 직후에 금속 스트립을 급냉하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 24는 예 18 내지 예 23의 방법으로서, 금속 스트립의 열간 압연에 앞서서 금속 스트립을 재가열하는 단계를 더 포함하고, 금속 스트립을 재가열하는 단계는 금속 스트립을 열간 압연 온도 초과의 온도로 가열하는 단계 및 금속 스트립을 열간 압연 온도까지 급냉하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 25는 예 18 또는 예 23 및 제24의 방법으로서, 금속 스트립을 축적기를 통해서 라우팅시키는(routing) 단계를 더 포함하고, 축적기는 제1 속력과 제2 속력 사이의 차이를 보상하는, 방법이다.
예 26은 예 18 내지 예 25의 방법으로서, 금속 스트립을 연속 주조하는 단계가, 액체 금속으로부터 열을 추출하고 액체 금속을 응고시키기 위해서, 롤러의 쌍을 통해서 액체 금속을 통과시키는 단계를 포함한다.
예 27은 7 mm 내지 50 mm의 스트립 두께로, 연속 주조 장치에서 액체 금속을 냉각시킴으로써 형성된 고체 알루미늄의 일차 상; 및 합금 원소를 포함하는 이차 상을 포함하고, 합금 원소는, 새롭게-응고된 금속을 용체화 온도 미만의 온도까지 신속 냉각함으로써 일차 상 내에 과포화, 중간 금속 제품이다.
예 28은 예 27의 금속 제품으로서, 금속 제품은 중간 코일로 코일링되는 금속 스트립의 형상으로 형성되는, 금속 제품이다.
예 30은 예 27 및 예 28의 중간 금속 제품을 가열하는 것으로부터 유도된 금속 스트립으로서, 금속 스트립이 일차 상 전체를 통해서 균일하게 분포된 분산질을 포함하고, 분산질은 10 nm 내지 500 nm의 평균 크기를 갖는, 금속 스트립이다.
예 30은 금속 주조 시스템으로서, 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치; 및 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져 나갈 때 금속 스트립을 신속 냉각하기에 충분한 냉각제를 금속 스트립에 전달하기 위한, 연속 주조 장치에 인접 배치되는 적어도 하나의 노즐을 포함하는, 금속 주조 시스템이다.
예 31은 예 30의 시스템으로서, 연속 주조 장치가 7 mm 내지 50 mm 두께로 금속 스트립을 주조하도록 배열되는 시스템이다.
예 32는 예 30 또는 예 31의 시스템으로서, 적어도 하나의 노즐은, 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져나갈 때 10초 이내에 금속 스트립을 100℃ 이하의 온도까지 신속 냉각하도록 배열되는, 시스템이다.
예 33은 예 30 내지 예 32의 시스템으로서, 금속 스트립을 용체화 온도 이상의 온도까지 가열하기 위해서, 적어도 하나의 노즐의 하류에 위치되는 재가열기를 더 포함하는 시스템이다.
예 34는 예 33의 시스템으로서, 용체화 온도는 금속 스트립 내의 금속의 고상선 온도보다 약 30℃ 더 낮은 시스템이다. 일부 경우에, 용체화 온도는 금속 스트립 내의 금속의 고상선 온도보다 약 25℃ 내지 35℃ 더 낮다.
예 34.5는 예 33 또는 예 34의 시스템으로서, 용체화 온도는 450℃ 이상인 시스템이다.
예 35는 예 33 또는 예 34의 시스템으로서, 금속 스트립을 용체화 온도 미만의 온도까지 신속 냉각하기 위해서, 재가열기의 하류에 배치되는 급냉 장치를 더 포함하고, 급냉 장치는, 금속 스트립이 2시간 이하의 지속시간 동안 용체화 온도 이상에서 유지될 수 있게 하기에 적절한, 재가열기로부터의 거리에 위치되는, 시스템이다.
예 36은 예 35의 시스템으로서, 급냉 장치와 재가열기 사이의 거리는, 금속 스트립을 1시간 이하의 지속시간 동안 용체화 온도 이상에서 유지할 수 있게 하는데 적합한, 시스템이다.
예 37은 예 35의 시스템으로서, 급냉 장치와 재가열기 사이의 거리는, 금속 스트립을 5분 이하의 지속시간 동안 용체화 온도 이상에서 유지할 수 있게 하는데 적합한, 시스템이다.
예 38은 예 30 내지 예 37의 시스템으로서, 연속 주조 장치가 벨트 주조기인, 시스템이다.
예 39는 예 30 내지 예 38의 시스템으로서, 금속 스트립을 중간 코일로 코일링하기 위한, 적어도 하나의 노즐의 하류에 위치되는 코일링 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 40은 연속 주조 장치를 이용하여 금속 스트립을 연속 주조하는 단계; 및 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져 나갈 때 금속 스트립을 신속 급냉하는 단계를 포함하는, 방법이다.
예 41은 예 40의 방법으로서, 금속 스트립을 연속 주조하는 단계가 금속 스트립을 7 mm 내지 50 mm의 두께로 연속 주조하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 42는 예 40 또는 예 41의 방법이며, 금속 스트립을 신속 급냉하는 단계가, 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져 나갈 때, 10초 이내에 금속 스트립을 100℃ 이하의 온도까지 냉각하기에 충분한 냉각제를 금속 스트립에 제공하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 43은 예 40 내지 예 42의 방법으로서, 금속 스트립의 신속 급냉 후에 금속 스트립을 재가열하는 단계를 더 포함하고, 금속 스트립을 재가열하는 단계는 금속 스트립을 용체화 온도까지 가열하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 44는 예 43의 방법으로서, 용체화 온도는 480℃ 이상인, 방법이다.
예 45는 예 43 또는 예 44의 방법으로서, 금속 스트립을 용체화 온도 미만으로 냉각하기 위해서, 금속 스트립을 재가열 한 후에 금속 스트립을 급냉하는 단계를 더 포함하고, 급냉하는 단계는, 금속 스트립이 2시간 이하의 지속시간 동안 용체화 온도 이상에서 유지될 수 있게 한 후에, 이루어지는 방법이다.
예 46은 예 45의 방법으로서, 지속시간은 1시간 이하인, 방법이다.
예 47은 예 45의 방법으로서, 지속시간은 1분 이하인 방법이다.
예 48은 예 40 내지 예 47의 방법으로서, 금속 스트립을 연속 주조하는 단계가, 액체 금속으로부터 열을 추출하고 액체 금속을 응고시키기 위해서, 롤러의 쌍을 통해서 액체 금속을 통과시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 49는 예 40 내지 예 48의 방법으로서, 금속 스트립의 신속 급냉 후에 금속 스트립을 중간 코일로 코일링하는 단계를 더 포함하는 방법이다.
예 50은 예 1 내지 예 5 또는 예 8 내지 예 10 중 임의의 예의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하고, 열간 압연 스탠드는, 열간 압연 중에 금속 스트립을 동적으로 재결정화하기 위해서, 재결정 온도 초과의 온도에서 금속 스트립을 수용하도록 위치되는, 시스템이다.
예 50.5는 예 1 내지 예 5 또는 예 8 내지 예 10 중 임의의 예의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하고, 열간 압연 스탠드는, 압연 온도에서 금속 스트립을 수용하도록 배치되고, 압연 온도에서 금속 스트립의 두께를 감소시키기에 그리고 금속 스트립을 재결정화하기에 충분한 힘을 금속 스트립에 인가하도록 구성되는 시스템이다.
예 51은 예 50의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드에서 금속 스트립의 재결정 온도 초과의 온도까지 금속 스트립을 가열하기 위해서, 열간 압연 스탠드의 상류에 위치되는 열원을 더 포함하는 시스템이다.
예 51.5는 예 50.5의 시스템으로서, 금속 스트립을 압연 온도까지 가열하기 위해서, 열간 압연 스탠드의 상류에 위치되는 열원을 더 포함하는 시스템이다.
예 52는 예 50 내지 예 51.5의 시스템으로서, 열간 압연 스탠드 및 급냉 시스템은, 열간 압연 스탠드 직전으로부터 급냉 시스템 직후까지, 금속 스트립의 온도를 단조롭게 감소시키도록 배열되는 시스템이다.
예 53은 예 11 내지 예 14 또는 예 17의 시스템으로서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하고, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드는, 금속 스트립이 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 중 가장 먼 하류의 열간 압연 스탠드를 통과할 때, 금속 스트립을 동적으로 재결정화하기 위해서 재결정 온도 초과의 온도에서 금속 스트립을 수용하도록 위치되는, 시스템이다.
예 53.5는 예 11 내지 예 14 또는 예 17의 시스템으로서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드의 바로 하류에 위치된 급냉 시스템을 더 포함하고, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 중 가장 하류의 열간 압연 스탠드는, 압연 온도에서 금속 스트립을 수용하도록 위치되고, 압연 온도에서 금속 스트립의 두께를 감소시키기에 그리고 금속 스트립을 재결정화하기에 충분한 힘을 금속 스트립에 인가하도록 구성되는 시스템이다.
예 54는 예 53의 시스템으로서, 가장 하류의 열간 압연 스탠드에서 금속 스트립의 재결정 온도 초과의 온도까지 금속 스트립을 가열하기 위해서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 모두의 상류에 위치되는 열원을 더 포함하는 시스템이다.
예 54.5는 예 53.5의 시스템으로서, 금속 스트립을 압연 온도 이상까지 가열하기 위해서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 모두의 상류에 위치되는 열원을 더 포함하는 시스템이다.
예 55는 예 53 또는 예 54의 시스템으로서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 및 급냉 시스템은, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드 모두의 직전으로부터 급냉 시스템 직후까지, 금속 스트립의 온도를 단조롭게 감소시키도록 배열되는 시스템이다.
예 56은 예 18 내지 예 22 또는 예 25 및 제 26의 방법으로서, 금속 스트립의 열간 압연 직후에 금속 스트립을 급냉하는 단계를 더 포함하고, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계는 재결정 온도를 초과하는 온도에서 최종 열간 압연 스탠드를 통해서 금속 스트립을 통과시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 57은 예 56의 방법으로서, 금속 스트립의 열간 압연 직전에 금속 스트립을 예열하는 단계를 더 포함하는, 방법이다.
예 58은 예 56 또는 예 57의 방법으로서, 금속 스트립의 온도가, 금속 스트립의 열간 압연 및 금속 스트립의 급냉 전체를 통해서 재결정 온도 초과의 온도로부터 단조롭게 감소되는 방법이다.
예 59는 금속 스트립을 재결정 온도 초과의 온도까지 예열하는 단계; 금속 스트립을 압연하는 단계로서, 금속 스트립을 압연하는 단계가 재결정 온도 초과의 온도에서 최종 열간 압연 스탠드를 통해서 금속 스트립을 통과시키는 것을 포함하는, 단계; 및 금속 스트립을 급냉하는 단계로서, 금속 스트립을 급냉하는 단계가 금속 스트립을 열간 압연하는 단계 직후에 수행되는, 단계를 포함하는 방법이다.
예 59.5는 금속 스트립을 압연 온도 이상으로 예열하는 단계; 금속 스트립을 열간 압연하는 단계로서, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계가, 압연 온도에서 금속 스트립의 두께를 감소시키기에 그리고 금속 스트립을 재결정화하기에 충분한 힘을 금속 스트립에 인가하면서, 압연 온도에서 최종 열간 압연 스탠드를 통해서 금속 스트립을 통과시키는 것을 포함하는, 단계; 및 금속 스트립을 급냉하는 단계로서, 금속 스트립을 급냉하는 단계가 금속 스트립의 열간 압연 직후에 이루어지는 단계를 포함하는 방법이다.
예 60은 예 59 또는 59.5의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계가, 금속 스트립이 제1 열간 압연 스탠드를 진입하는 때로부터 금속 스트립이 최종 열간 압연 스탠드를 빠져 나갈 때까지, 금속 스트립의 온도를 단조롭게 감소시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 61은 예 59 또는 59.5의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계가, 금속 스트립을 열간 압연하는 동안 금속 스트립이 제1 열간 압연 스탠드를 진입하는 때로부터 금속 스트립의 급냉 직후까지, 금속 스트립의 온도를 단조롭게 감소시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 62는 예 59 내지 예 61의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계가, 하나 이상의 선행 열간 압연 스탠드보다, 최종 열간 압연 스탠드에서 더 큰 백분율의 두께 감소를 제공하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 63은 예 59 내지 예 62의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 압연하는 단계가, 복수의 작업 롤을 이용하여 금속 스트립으로부터 열을 추출하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 64는 예 63의 방법으로서, 금속 스트립으로부터 열을 추출하는 단계는, 금속 스트립이 최종 열간 압연 스탠드를 통과할 때, 금속 스트립의 온도가 희망 온도가 되게 하기에 충분한 열을 추출하는 단계를 포함하고, 희망 온도는 최종 열간 압연 스탠드를 이용하여 금속 스트립의 두께를 감소시키는 것과 연관된 변형율에 기초하여 결정되는 방법이다.
예 64.5는 예 63의 방법으로서, 금속 스트립으로부터 열을 추출하는 단계는 금속 스트립의 온도가 압연 온도가 되게 하기에 충분한 열을 추출하는 단계를 포함하고, 압연 온도는 최종 열간 압연 스탠드를 이용하여 금속 스트립의 두께를 감소시키는 것과 연관된 변형율을 기초로 결정되는, 방법이다.
예 65는 예 63의 방법으로서, 최종 열간 압연 스탠드는, 미리 설정된 두께 감소 백분율만큼 금속 스트립의 두께를 감소시키도록 배열되고, 미리 설정된 두께 감소 백분율 및 희망 온도는 금속 스트립 내에서 석출물이 형성되는 시간의 지속시간을 최소화하도록 결정되는, 방법이다.
예 66은 예 63의 방법으로서, 최종 열간 압연 스탠드는, 미리 설정된 두께 감소 백분율만큼 금속 스트립의 두께를 감소시키도록 배열되고, 미리 설정된 두께 감소 백분율 및 압연 온도는, 금속 스트립이 희망하는 양의 석출물을 형성하도록, 결정되는, 방법이다.
예 67은 예 65 또는 예 66의 방법으로서, 석출물은 Mg2Si인, 방법이다.
예 68은 예 59 내지 예 67의 방법을 이용하여 준비된 야금 제품으로서, 야금 제품이 T4 사양으로 템퍼링되고 4.0% 이하의 Mg2Si 석출물의 부피 분율을 포함하는, 야금 제품이다.
예 69은 예 59 내지 예 67의 방법을 이용하여 준비된 야금 제품으로서, 야금 제품이 T4 사양으로 템퍼링되고 3.0 % 이하의 Mg2Si 석출물의 부피 분율을 포함하는, 야금 제품이다.
예 70은 예 59 내지 예 67의 방법을 이용하여 준비된 야금 제품으로서, 야금 제품이 T4 사양으로 템퍼링되고 2.0 % 이하의 Mg2Si 석출물의 부피 분율을 포함하는, 야금 제품이다.
예 71은 예 59 내지 예 67의 방법을 이용하여 준비된 야금 제품으로서, 야금 제품이 T4 사양으로 템퍼링되고 1.0 % 이하의 Mg2Si 석출물의 부피 분율을 포함하는, 야금 제품이다.
예 72는 예 11 내지 예 17의 시스템으로서, 연속 벨트 주조 장치가 금속 스트립을 주조하지 않을 때 금속 스트립의 두께를 감소시키기 위해서, 적어도 하나의 열간 압연 스탠드가 연속 벨트 주조 장치와 코일링 장치 사이에 위치되는, 시스템이다.
예 73은 7 mm 내지 50 mm의 스트립 두께로, 연속 주조 장치에서 액체 금속을 냉각시킴으로써 형성된 고체 알루미늄의 일차 상; 및 합금 원소를 포함하는 이차 상으로서, 이차 상은 약 30% 내지 80%의 단면 감소로 일차 상 및 이차 상을 열간 또는 온간 가공하는 것에 의해서 구상화되는, 이차 상을 포함하는, 중간 금속 제품이다. 일부 경우에, 단면 감소가 약 50% 내지 70%이다.
예 73.5는 예 73의 중간 금속 제품으로서, 열간 또는 온간 가공이 열간 또는 온간 압연을 포함하고, 단면의 감소는 두께의 감소인, 중간 금속 제품이다.
예 74는 예 73 또는 예 73.5의 금속 제품으로서, 금속 제품은 코일로 코일링되는 금속 스트립의 형상으로 형성되는, 금속 제품이다.
예 75는 예 73 및 예 74의 금속 제품으로서, 이차 상은, 열간 또는 온간 가공에 앞서서 약 1 내지 3분의 지속시간 동안 일차 상 및 이차 상에서 약 450℃ 내지 580℃의 피크 금속 온도를 유지함으로써 더 구상화되는, 금속 제품이다.
예 75.5는 예 73 및 예 74의 금속 제품으로서, 이차 상은, 금속 제품의 고상선 온도보다 약 15℃ 내지 45℃ 더 낮은 피크 금속 온도를 일차 상 및 이차 상에서 유지하는 것에 의해서 더 구상화되며, 피크 금속 온도는 열간 또는 온간 가공에 앞서서 약 1 내지 3분의 지속시간 동안 유지되는, 금속 제품이다.
예 76은 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치; 및 금속 스트립을 수용하고 열간 또는 온간 압연 온도 하에서 금속 스트립의 두께를 약 50% 내지 70%만큼 감소시키기 위해서, 연속 주조 장치의 하류에 위치되는 하나 이상의 압연 스탠드를 포함하는, 금속 주조 시스템이다.
예 77은 예 76의 시스템으로서, 연속 주조 장치가 7 mm 내지 90 mm 두께로 금속 스트립을 주조하도록 배열되는, 시스템이다.
예 78은 예 76 또는 예 77의 시스템으로서, 열간 또는 온간 압연 온도가 적어도 약 400℃인, 시스템이다.
예 79는 예 76 내지 예 78의 시스템으로서, 약 1 내지 3분의 지속시간 동안 금속 스트립의 고상선 온도보다 약 15℃ 내지 45℃ 더 낮은 피크 금속 온도에서 금속 스트립을 유지하기 위해서, 연속 주조 장치와 압연 스탠드 사이에서 인라인으로 배치되는 소킹 퍼니스를 더 포함하는, 시스템이다. 일부 경우에, 피크 금속 온도가 약 450℃ 내지 580℃에서 유지되는, 시스템이다.
예 80은 예 76 내지 예 79의 시스템으로서, 하나 이상의 압연 스탠드가, 금속 스트립의 50% 내지 70%의 두께 감소를 달성할 수 있는 단일 압연 스탠드를 포함하는, 시스템이다.
예 81은 예 76 내지 예 80의 시스템으로서, 연속 주조 장치가 벨트 주조기인, 시스템이다.
예 82는 예 76 내지 예 81의 시스템으로서, 금속 스트립을 코일로 코일링하기 위한, 하나 이상의 압연 스탠드의 하류에 위치되는 코일링 장치를 더 포함하는 시스템이다.
예 83은 연속 주조 장치를 이용하여 금속 스트립을 연속 주조하는 단계; 및 금속 스트립이 연속 주조 장치를 빠져 나간 후에 금속 스트립을 약 50% 내지 70%의 두께 감소로 열간 또는 온간 압연하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 84는 예 83의 방법으로서, 금속 스트립을 연속 주조하는 단계가 금속 스트립을 7 mm 내지 50 mm의 두께로 연속 주조하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 85는 예 83 또는 예 84의 방법으로서, 열간 또는 온간 압연하는 단계가 적어도 약 400℃의 온도에서 열간 압연하는 단계를 포함하는 방법이다.
예 86은 예 83 내지 예 85의 방법으로서, 금속 스트립을 주조하는 단계와 금속 스트립을 압연하는 단계 사이에서, 약 1 내지 3분의 지속시간 동안 금속 스트립의 고상선 온도보다 약 15℃ 내지 45℃ 더 낮은 피크 금속 온도를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법이다. 일부 경우에, 피크 금속 온도가 약 450℃ 내지 580℃에서 유지된다.
예 87은 예 86의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 또는 온간 압연하는 단계가 단일 압연 스탠드를 이용하여 금속 스트립의 두께를 약 50% 내지 70%만큼 감소시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 88은 예 83 내지 예 87의 방법으로서, 금속 스트립을 연속 주조하는 단계가, 액체 금속으로부터 열을 추출하고 액체 금속을 응고시키기 위해서, 롤러의 쌍을 통해서 액체 금속을 통과시키는 단계를 포함하는 방법이다.
예 89는 예 83 내지 예 88의 방법으로서, 금속 스트립의 온간 또는 열간 압연 후에, 금속 스트립을 코일로 코일링하는 단계를 더 포함하는 방법이다.
예 90은 예 83 내지 예 89의 방법으로서, 금속 스트립을 열간 또는 온간 압연하는 단계가: 압연 스탠드의 바이트 내에서 금속 스트립으로부터 열을 추출하는 단계; 금속 스트립의 두께 감소를 위해서 힘을 금속 스트립에 인가하는 단계로서, 인가되는 힘은, 힘이 인가될 때 금속 스트립의 온도에서 금속 스트립을 재결정화하기에 충분한, 단계를 포함하는 방법이다.
예 91은 예 90의 방법으로서, 열을 추출하는 단계 및 힘을 인가하는 단계가 단일 압연 스탠드에서 이루어지는 방법이다.
예 92는 예 90의 방법으로서, 열을 추출하는 단계가 제1 압연 스탠드에서 이루어지고, 힘을 인가하는 단계가 후속 압연 스탠드에서 이루어지는 방법이다.
예 93은 약 35 mm 이하의 두께까지 두께가 감소된 연속 주조된 알루미늄 합금을 포함하고, 연속 주조된 알루미늄 합금이 적어도 0.2 중량%의 양으로 존재하는 철을 포함하고, 철-계 금속간 화합물 입자의 중앙값 등가 원 직경이 약 0.8 ㎛ 미만인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 94는 예 93의 알루미늄 금속 제품으로서, 철-계 금속간 화합물 입자의 중앙값 등가 원 직경이 약 0.75 ㎛인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 95는 예 93의 알루미늄 금속 제품으로서, 철-계 금속간 화합물 입자의 중앙값 등가 원 직경이 약 0.65 ㎛인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 96은 예 93 내지 예 95의 알루미늄 금속 제품으로서, 철-계 금속간 화합물 입자의 중앙값 종횡비가 약 4 미만인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 97은 예 93 내지 예 96의 알루미늄 금속 제품으로서, 연속 주조된 알루미늄 합금이 최종 게이지인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 98은 예 93 내지 예 97의 알루미늄 금속 제품으로서, 알루미늄 합금이 약 2.0 mm의 게이지인, 알루미늄 금속 제품이다.
예 99는 예 93 내지 예 98의 알루미늄 금속 제품으로서, 알루미늄 합금이 6xxx 계열 알루미늄 합금인, 알루미늄 금속 제품이다.
Claims (17)
- 금속 주조 및 프로세싱 시스템으로서,
제1 속력으로 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치; 및
상기 제1 속력으로부터 디커플링된 제2 속력으로 동작되는 열간 압연 스탠드를 포함하고,
상기 열간 압연 스탠드는 상기 연속 주조 장치로부터 하류에 있는 상기 금속 주조 및 프로세싱 시스템의 제1 압연 스탠드인, 금속 주조 및 프로세싱 시스템. - 주조 및 압연 방법으로서,
연속 주조 장치에서 제1 속력으로 금속 스트립을 연속 주조하는 단계; 및
상기 연속 주조 장치로부터 하류에 있는 제1 압연 스탠드인 열간 압연 스탠드에서 제2 속력으로 상기 금속 스트립을 열간 압연하는 단계를 포함하며,
상기 제1 속력이 상기 제2 속력으로부터 디커플링되는, 방법. - 중간 금속 제품으로서,
7 mm 내지 50 mm의 스트립 두께로, 연속 주조 장치에서 액체 금속을 냉각시켜 형성된 고체 알루미늄의 일차 상; 및
합금 원소를 포함하는 이차 상을 포함하되, 상기 합금 원소는, 새롭게-응고된 금속이 연속 주조 장치를 빠져나갈 때 연속 주조 장치의 하류에서 새롭게-응고된 금속을 용체화 온도 미만의 온도까지 신속 냉각함으로써 상기 일차 상 내에 과포화되는, 중간 금속 제품. - 알루미늄 금속 제품으로서,
35 mm 이하의 스트립 두께까지 두께가 감소된 연속 주조된 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 연속 주조된 알루미늄 합금이 적어도 0.2 중량%의 양으로 존재하는 철을 포함하고, 철-계 금속간 화합물 입자의 중앙값 등가 원 직경이 0.8 ㎛ 미만이고,
상기 금속 제품의 고상선 온도보다 15℃ 내지 45℃ 더 낮은 피크 금속 온도를 유지함으로써 상기 금속 제품의 철-계 금속간 화합물 입자가 구상화되고, 상기 피크 금속 온도는 열간 또는 온간 가공에 앞서서 1 내지 3분의 지속시간 동안 유지되는 것인, 알루미늄 금속 제품. - 제1항에 있어서,
상기 연속 주조 장치와 상기 열간 압연 스탠드 사이에 금속 저장 시스템을 더 포함하고,
상기 금속 저장 시스템은 상기 연속 주조 장치와 상기 열간 압연 스탠드 사이에서 상기 금속 스트립을 저장하도록 구성되는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 금속 저장 시스템은 축적기를 포함하는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 금속 저장 시스템은 코일기를 포함하는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 연속 주조 장치 이후와 상기 열간 압연 스탠드 이전에 급냉 시스템을 더 포함하고, 상기 급냉 시스템은 상기 연속 주조 장치 이후와 상기 열간 압연 스탠드 이전에 상기 금속 스트립을 냉각하도록 구성되는, 금속 주조 및 프로세싱 시스템. - 제2항에 있어서,
연속 주조하는 단계 이후와 열간 압연하는 단계 이전에 금속 저장 시스템으로 상기 금속 스트립을 저장하는 단계를 더 포함하는, 주조 및 압연 방법. - 제2항에 있어서,
연속 주조하는 단계 이후와 열간 압연하는 단계 이전에 급냉 시스템으로 상기 금속 스트립을 급냉하는 단계를 더 포함하는, 주조 및 압연 방법. - 금속 주조 시스템으로서,
금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치;
상기 금속 스트립을 수용하고 열간 또는 온간 압연 온도 하에서 금속 스트립의 두께를 50% 내지 70%만큼 감소시키기 위해, 상기 연속 주조 장치의 하류에 위치되는 하나 이상의 압연 스탠드; 및
상기 금속 스트립이 언코일링되고 프로레스의 하류 방향으로 이동하는 동안 상기 금속 스트립을 가열하기 위해, 상기 연속 주조 장치와 상기 하나 이상의 압연 스탠드 사이에 인라인으로 위치되는 소킹 퍼니스를 포함하는, 금속 주조 시스템. - 제11항에 있어서, 상기 연속 주조 장치는 금속 스트립을 7 mm 내지 50 mm 두께로 주조하도록 배열되는, 금속 주조 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 열간 또는 온간 압연 온도는 적어도 400℃인, 금속 주조 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 소킹 퍼니스는 1 내지 3분의 지속시간 동안 상기 금속 스트립의 고상선 온도보다 15℃ 내지 45℃ 더 낮은 피크 금속 온도에서 상기 금속 스트립을 유지하도록 구성되는, 금속 주조 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 압연 스탠드가, 상기 금속 스트립의 50% 내지 70%의 두께 감소를 달성할 수 있는 단일 압연 스탠드를 포함하는, 금속 주조 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 연속 주조 장치가 벨트 주조기인, 금속 주조 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 금속 스트립을 코일로 코일링하기 위한 코일링 장치로서, 하나 이상의 압연 스탠드의 하류에 위치되는 코일링 장치를 더 포함하는, 금속 주조 시스템.
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