Technologia Twin Roll Casting jest nowoczesną metodą otrzymywania taśm z aluminium oraz jego stopów, dzięki której istnieje możliwość wydatnego skrócenia linii produkcyjnej poprzez poddanie otrzymanych taśm bezpośrednio walcowaniu na zimno, z pominięciem walcowania na gorąco. W ramach niniejszej pracy dokonano analizy literaturowej oraz autorskiej analizy teoretycznej procesu. Dzięki nim możliwe było określenie zjawisk (krystalizacji oraz odkształcenia plastycznego) występujących w newralgicznym obszarze, a więc kotlinie procesu TRC. Przeprowadzona analiza koncentrowała się również wokół warunków wymiany ciepła w kontakcie ciekłego metalu z walcami- krystalizatorami oraz obciążenia mechanicznego walców- krystalizatorów podczas realizacji procesu. W ramach szeroko zakrojonych prac eksperymentalnych obejmujących próby walcowania na gorąco, rozciągania badanego materiału w podwyższonych temperaturach oraz odlewania, a także modelowych, przy wykorzystaniu autorskiego algorytmu szacowania zmiany prędkości odkształcenia oraz oporu plastycznego na długości kotliny, literaturowych zależności opisujących średni nacisk jednostkowy oraz siłę walcowania, w połączeniu z zaadaptowanym na potrzebę analizy niniejszego procesu modelu krzepnięcia płyty nieograniczonej wg. A.I. Wiejnika, określono zakres występowania obszarów krzepnięcia oraz odkształcenia plastycznego materiału w kotlinie badanego procesu. Przeprowadzono również weryfikację możliwości poddania materiału w stanie po odlewaniu (taśm z linii TRC) bezpośredniemu procesowi walcowania na zimno. W końcowym etanie badań dokonano pełnej charakteryzacji własności fizycznych, mechanicznych, elektrycznych oraz strukturalnych zarówno taśm z linii TRC jak i blach po procesie walcowania na zimno.
Experimental identification of crystallization and deformation conditions for aluminium and 8xxx aluminium alloys in roll gap of Twin Roll Casting process
The Twin Roll Casting technology is an innovative method for obtaining strips of aluminum and its alloys, whereby it is possible to significantly shorten the process line by subjecting the obtained strips directly to cold rolling, without typically used intermediate hot rolling. This study analyzes the literature and a theoretical studies of the process, carried out by the author. Thanks to the above, it was possible to determine the effects (crystallization and plastic deformation) occurring in the most important area which is in the gap between the rolls in TRC process. The analysis is also focused around the conditions of heat transfer during the contact of liquid metal with crystallizers, and mechanical load exerted on rolls-crystallizers during the process. During performed comprehensive experimental works, involving hot rolling trials, tensile tests at elevated temperatures, casting, modeling using an algorithm crated by the author to estimate changes in the strain rate and deformation resistance along the roll gap length, literature interdependencies describing average unit pressures and roll force, combined with the solidification process model of an unlimited plate, developed by A. I. Wiejnik, adapted for the needs of the analysis, the scope of occurrence of solidification areas and plastic deformation of the material in the was defined for the roll gap of the process. A verification of the possibility to subject the material after casting (strips from TRC line) to a direct cold rolling process was also carried out. In the final stage of the research, a complete characterization of physical, mechanical, electrical, and structural properties was developed, both on strips from the TRC line, and on sheets after a cold rolling process.
