用于连续铸造的方法技术

对于一种用于在二辊工艺中连续铸造薄金属带（１）的方法，将金属熔液（７）在形成一个熔池（６）的条件下浇铸到一个由两个铸造辊（２）以待浇铸的金属带（１）的厚度构成的浇铸缝隙（３）中。为了在浇铸的金属带中形成一定的组织和／或为了影响金属带的几何形状以描述形成一种确定的金属组织和／或形成金属带几何形状的计算模型为基础，在线计算情况下实现连续铸造，其中在线动态地、即在连续铸造期间调整连续铸造方法的影响组织形成或几何形状的变量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在二辊工艺中连续铸造薄金属带、尤其是一种钢带的方法，钢带厚度最好小于10mm，其中金属熔液在形成一个熔池的条件下浇铸在一个由两个铸造辊以待浇铸的金属带厚度形成的浇铸缝隙中。
技术介绍
在WO 95/15233和EP-B1 0 813 700以及在AT-B 408.198中描述了这种方法。前两个文献涉及到用于二辊工艺调节方法的过程模式，但是它们具有缺陷，只有在调节值偏离所传送的实际值时才可能修正地施加影响，因此首先使金属带或多或少地偏离所期望的在市场上必需具有的状态，例如在厚度、组织等方面，尽管接着进行过程模式的修正，如同在EP-B1 0 813 700中所描述的那样。
技术实现思路
本专利技术的目的是避免这些缺陷和困难并提出实现一种上述类型的连续铸造方法的任务，对于金属带，也就是说，对于不同化学组分的金属，即对于大量待浇铸的钢坯质量或钢坯品质来说，可以实现给定的质量特征，例如尤其是一种所期望的金属组织结构或一种给定的几何形状可靠性。本专利技术尤其提出这个任务，避免金属带质量从一开始就持续偏差，也就是说，通过在加工步骤中建立影响方法，在加工步骤中，还不能轻而易举地断定一个确定质量的要达到的金属带的实际值或者说不能以直接的方式确定。按照本专利技术这个任务由此实现，为了在浇铸的金属带中形成一种确定的组织和/或为了影响金属带的几何形状，以描述形成一定的金属组织和/或形成金属带的几何形状的计算模型为基础，在线计算情况下进行连续铸造，其中在线动态地即在连续铸造期间调整连续铸造方法的影响组织形成或几何形状的变量。在钢带浇铸过程中，在凝固或形成组织时，铸造辊表面的结构构成一个重要的因素。这种结构被液体金属只仿型到一定程度，即，对应于铸造辊表面结构在某个的表面范围里导致较迅速地凝固而在其它的表面范围里导致延迟的凝固。按照本专利技术最好检测铸造辊表面结构，优选在线检测，并在考虑到由此引起的凝固和偏析条件、尤其是在初生凝固的情况下组合到计算模型中。对于金属在铸造辊表面上凝固重要的是，对这个表面进行处理，例如通过清理、喷射、覆层、尤其是通过气体或气体混合物进行冲洗。这些气体或气体混合物使熔液或已经凝固的金属的热量传导到铸造辊，因此按照一个优选的实施例，最好在线地检测气体或气体混合物的化学组分以及份量并在必要时检测在铸造辊长度上的分布，并在考虑到由此引起的凝固和偏析条件、尤其是在初生凝固的情况下，将气体或气体混合物的化学组分以及份量及必要时在铸造辊长度上的分布组合到计算模型中。在此按照本专利技术的一个优选的实施例，通过一个导热方程的解和一个描述相变动力学的方程或方程组的解，通过计算模型持续地同时计算出整个钢带的热力学状态变化，如温度的变化，并且根据所计算出的至少一个热力学状态参数调整金属带的以及在必要时铸造辊的温度调整，其中，为了仿真，要考虑到钢带的厚度、金属的化学分析以及浇铸速度，其数值最好在浇铸期间重复地检测，尤其是持续地检测厚度。通过按照本专利技术的使连铸坯温度计算与计算模型耦联，该计算模型包括形成某种与时间和温度有关的金属组织，能够实现适配于影响到连续铸造的连续铸造工艺的、金属的化学分析的以及连铸坯局部温度层的变化。由此保证在金属带的其它方面(晶粒度、成相、析出)达到所期望的组织结构。还要指出，按照本专利技术可以使用非常简化形式的导热方程，尽管如此，也能够在解决按照本专利技术的技术问题时保证足够高的精度。作为简化的导热方程满足热力学的第一主要定律。边缘条件的确定具有重要意义。最好将一个金属的连续相变模型组合到计算模型中，尤其是按照阿夫拉米方程(Avrami)。阿夫拉米方程以其一般形式描述了在等温条件下对于那个温度的所有扩散控制的变换过程。通过在计算模型中考虑这个方程可以完全有针对性地在钢材连续铸造时调整铁素体、珠光体和贝氏体的份量，也就是说，也考虑对于一定的温度保持时间。有利的是，本方法的特征在于，通过一个导热方程的解和一个描述凝固期间和/或凝固之后的析出动力学、尤其是非金属和惰性金属的析出的方程或方程组的解，通过计算模型持续地同时计算出整个金属带的热力学状态变化，如温度变化，并且根据所计算出的至少一个热力学状态参数调整金属带的以及在必要时铸造辊的温度调整，其中，为了仿真，要考虑到钢带的厚度、金属的化学分析以及浇铸速度，其数值最好在浇铸期间重复地检测，尤其是持续地检测厚度。在此有利的是，将基于自由相态能和晶核形成并使用热力学基本参数、尤其是哥珀施能(Gibb’schen Energie)的析出动力学和按照齐纳原理(Zener)的晶核生长组合到计算模型中。按照多材料系-曲线图、如按照Fe-C-曲线图，将组织份量比例组合到计算模型中是适宜的。将晶粒生长特性和/或晶粒形成特性组合到计算模型中是有利的，必要时在考虑金属再结晶的条件下。在此可以在计算模型中考虑一个动态的和/或延迟的和/或一个后再结晶、即以后在炉子中发生的再结晶。作为同样影响组织形成的连续铸造的变量，将一个在输送金属带期间发生的一级或多级热轧制和/或冷轧制组合到计算模型中是有利的，由此也可以在连铸坯温度高于AC3时考虑到在连续铸造期间进行的热力学轧制、例如高温-热力学轧制。按照本专利技术，在钢带卷绕之后并且在低温区(如200-300℃)的减薄被视为轧制，减薄可以在线地进行，即没有事先卷绕。此外最好也通过另一模型方程的解、尤其是通过用于粘滞-弹性-塑性材料特性的连续力学基本方程的解，通过计算模型还持续地同时计算出机械状态，如变形特性。一个优选的实施例特征在于，通过在线计算出的引起组织再结晶的连铸坯变形，对根据份量定义的组织进行调整。此外，在在线检测铸造辊冷却的条件下，通过铸造辊，将金属熔液和已经凝固的金属的一种热影响组合到计算模型中是适宜的。如果将金属带的一种热影响，如冷却和/或加热组合到计算模型中也是具有优点的。在此要注意金属带边缘与中间部位之间可能存在的差别。按照本专利技术的方法的一个有利变化的特征在于，将一个轧制工艺模型，最好是热轧工艺模型组合到计算模型中，其中轧制工艺模型包括轧制力计算和/或轧制弯曲力计算和/或用于专用的型材轧辊的轧制滑移计算和/或轧辊变形计算和/或用于由热引起的轧制几何尺寸变形的变形计算是适宜的。按照本专利技术通过计算模型能够事先计算金属带的机械特性，如屈服点、抗拉强度、延伸率等，使得能够在确定这个预计算值与给定目标值的偏差的条件下及时地进行修正，也就是说，处于那些最佳适合的生产步骤中，即在凝固和接着的热影响或在接着的轧制、再结晶等步骤。附图说明下面借助于一个在附图中所示的实施例详细描述本专利技术，其中所示附图以示意图表示一个上述形式的连续铸造设备。具体实施例方式为了浇铸一条薄钢带1、尤其是一条厚度在1至10mm之间的钢带，使用一个由两个相互平行且并排设置的铸造辊2构成的连铸结晶器。铸造辊2形成一个浇铸缝隙3，即所谓的“浇口点(Kissing-point)”，在该点上钢带1从连铸结晶器中排出。在浇铸缝隙3上部构成一个空间4，它由一个构成遮盖的盖板5向上屏蔽，并且该空间用于容纳一个熔池6。金属熔液7通过盖板的一个开孔8输送，一个浸入式水口穿过开孔伸入到熔池6是一直到熔池液位9的下面。铸造辊2配有一个未示出的内部冷却装置。在铸造辊2的侧面设有一个侧板，用于密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在二辊工艺中连续铸造薄金属带（１）、尤其是厚度最好小于１０ｍｍ的钢带的方法，其中，金属熔液（７）在形成一个熔池（６）的条件下浇铸到一个由两个铸造辊（２）以待浇铸的金属带（１）的厚度构成的浇铸缝隙（３）中，其特征在于，为了在浇铸的金属带中形成一种确定的组织和／或为了影响金属带的几何形状，以描述形成一定的金属组织和／或形成金属带的几何形状的计算模型为基础，在在线计算情况下进行连续铸造，其中在线动态地即在连续铸造期间调整连续铸造方法的影响组织形成或几何形状的变量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特埃策尔斯多费尔，杰拉尔德霍恩比希勒，克里斯蒂安奇马尼，格哈德F胡布默尔，迪特马尔奥津格，
申请(专利权)人：奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]