带钢连铸的方法及装置制造方法及图纸

在带钢连铸过程中，钢水浇注熔池支持在激冷且运动的浇铸表面上，从而使钢水在浇铸表面上凝固。通过在浇铸表面上形成平行的波纹使其具有一定的纹理，其中波谷（１２）呈Ｖ形，波峰（１３）具有尖形周边（１４）。从峰顶到谷底的深度（ｄ）为５～５０μｍ，两波谷之间的间距为１００～２５０μｍ。浇铸表面可以是双辊连铸机的浇铸辊的圆周表面。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连铸带钢的方法及装置。众所周知，用双辊连铸机通过连铸法浇铸金属带。在此方法中，熔融金属注入到一对反向旋转且受到冷却的水平浇铸辊中，因此，熔融金属在运动辊的表面上形成凝固壳，并聚集在两辊之间的辊缝中，使凝固带坯向下运动离开两辊之间的辊缝。这里的术语“辊缝”通常是指浇铸辊最接近的区域。熔融金属可从浇注包注入较小的中间包中，再通过位于辊缝上方的金属浇注水口引导其流入两辊之间的辊缝中，因此就在辊缝之上形成了一个支持在辊子浇铸表面上的并沿辊缝长度方向伸展开的熔融金属浇注熔池。尽管有人建议采用诸如电磁挡板的其他装置，该浇注熔池通常限定在二个侧板或侧堰之间(侧板或侧堰与浇铸辊的端部表面滑动连接)，用其密封浇注熔池两端以防止熔融金属外流。虽然双辊连铸法已成功地用于浇铸某些冷却时能快速凝固的有色金属，但用于浇铸黑色金属时还有一些问题。一个特殊问题是金属如何在辊子浇铸表面上获得足够快速且均匀的冷却。尤其已经证明在浇铸辊光洁的浇铸表面上获得足够高的凝固速率是困难的，因此，有人建议使用这样的浇铸辊，即在其浇铸表面上通过预先形成具有规则间距的凸起部分使其纹理化来增加凝固过程中浇铸表面的传热及热通量值。当将黑色金属浇铸成薄带时，凝固时的热通量不是唯一的重要指标，但它对获得细的显微组织是很重要的，尤其是如果随后不对所得到的带钢进行热处理，而是在“铸态”情况下进行加工或使用。更准确地说，希望避免铸态带钢中生成粗晶组织，而理想地获得较细的奥氏体组织。我们已对黑色金属在有纹理的表面上的凝固进行了详细研究，这促使我们开发了一种较特殊的纹理浇铸表面，在双辊连铸机中这种浇铸表面使金属凝固时的热通量和所获得的显微组织最佳。理想的纹理是沿辊的浇铸表面的圆周方向上形成一系列波纹(grooveand ridge)。众所周知，为了消除最终金属带的表面缺陷，可以将双辊连铸机的浇铸辊做成具有圆周波谷(groove)的形式。在Ishikawajima-Harima重工业公司的日本公开专利91-128149号，Bartlett等人的美国专利4865117号以及Yukumoto等人的美国专利5010947号中能看到这种建议的实例。然而，所有这些公开专利中所给出的波纹在尺寸和间距上都要比根据本专利技术开发的波纹大得多。日本公开专利91-128149号提出为了使熔融金属盖住波谷而又不与波谷底部接触，以便在熔融金属与大部分波谷表面之间保留清洁的空间，波谷深度应约为0.2mm，间距为0.6mm。据说这样可降低初始凝固时的热传导，并可防止由于过大的热梯度而引起的纵裂。美国专利4865117号也建议采用波谷形表面，使液态金属在凝固过程中不会完全填满波谷。沿辊子表面轴向测得的每厘米布置有8～35个波谷，使其间距大于1mm。该要求考虑波谷深度最大达2mm，宽度大于0.15mm。采取这些措施形成的波谷形纹理要远远粗于本专利技术提供的细纹理。美国专利说明书5010947中也公开了具有波谷形表面的辊，其中一个辊的波谷与另一个辊的波谷相互错开。实际上，这就要求波谷的间距比波谷的宽度相应大得多，尽管说明书规定波谷的宽度、深度和间距具有很宽的范围，但其提出的波谷尺寸和间距与本专利技术开发的具有特定深度和间距的细波纹的纹理相比要粗得多。在双辊连铸机中，为使凝固时的热通量值高而使用的有纹理的浇铸表面会使浇铸的金属带中出现“鳄鱼皮”缺陷，这是由于在有纹理的浇铸表面上的特殊点的局部过冷和随后在金属带表面的一些点上的局部变形引起的。我们对黑色金属在有纹理的表面上凝固的仔细研究也表明通过控制加入到熔池中的硫可减轻这种缺陷。如本说明书下文所述，增加硫含量可推迟辊子氧化物开始熔化的时间，这是造成局部过冷的原因。尽管本专利技术开发的最佳浇铸表面纹理对双辊浇铸具有特殊的用途，但它也可以用在类似的浇铸方法中，即形成的钢水浇注熔池与运动的浇铸表面接触，因而熔池中的钢水凝固在运动的浇铸表面上。这种情况可发生在例如单辊连铸机或运动的带式连铸机上。本专利技术提供了一种连铸带钢的方法，它包括在一个或多个激冷浇铸表面上支持钢水浇注熔池，移动一个或多个激冷浇铸表面产生离开浇注熔池的凝固带坯，其中通过在每个浇铸表面上预先形成具有基本恒定深度和间距的平行波纹使其具有一定的纹理，从峰顶到谷底的深度为5～50μm，所述间距为100～250μm。浇注熔池可支持在一对激冷浇铸辊的圆周浇铸表面上，在两辊之间形成一辊缝，且两辊沿相反方向相对旋转以形成凝固带坯，并向下运动离开辊缝。在每个浇铸表面上形成的波纹可由一系列平行的环形波谷确定，这些波谷沿圆周环绕着浇铸表面，并沿浇铸表面的纵向以所述的间距规则分布。此外，在每个浇铸表面上形成的波纹可由浇铸表面上的一个或多个螺旋形波谷确定。形成的波谷最好基本上呈V形断面，形成的波峰具有尖形周边。为获得最佳效果，纹理的深度最好为15～25μm，间距最好为150～200μm。使用纹理深度为20μm，二相邻波谷之间的间距为180μm的辊已获得了最佳效果。为了控制鳄鱼皮缺陷，熔融金属可以是硫含量至少为0.02％的钢水。准确地说，钢水可以是硅/锰镇静钢，其中锰含量不小于0.20％(重量)，硅含量不小于0.10％(重量)，硫含量不小于0.03％(重量)。硫含量可在0.03～0.07％(重量)的范围内。本专利技术还提供了连铸金属带的装置，它包括一对浇铸辊(在两辊之间形成辊缝)，一金属浇注水口，用于将熔融金属注入到浇铸辊之间的辊缝中，在辊缝上方形成一个支持在浇铸辊表面上的熔融金属浇注熔池，以及辊子驱动装置，它使两浇铸辊沿反向旋转并使金属凝固带坯向下运动离开辊缝，其中通过在辊子浇铸表面上形成具有恒定深度和间距的沿圆周方向延伸的波纹使其具有一定的纹理，从峰顶到谷底的深度为5～50μm，所述的间距为100～250μm。为了更全面地了解本专利技术，将参照附图对双辊连铸机中薄带的浇铸过程进行描述，其中附图说明图1表示模拟双辊连铸机来确定金属凝固速率的试验装置；图2表示插入图1试验装置中的浸入叶片；图3表示具有最佳形式纹理表面的浇铸辊；图4表示最佳类型纹理的放大示意图；图5绘出了钢样在不同表面光洁度的基体上凝固时获得的热通量值的变化；图6表示在沿着凝固钢样的成核结点线测量时在不同的成核数量下获得的最大热通量值；图7表示沿着具有不同波峰间距的每一个波峰测得的成核数量的典型值；图8绘出了对于典型的钢样预测的和实测的热通量值与波峰间距的关系曲线；图9和图10表示将钢水浇铸在波峰形基体上时获得的晶粒组织的显微放大照片；图11表示凝固奥氏体不锈钢沿波峰形基体的横向和纵向预测的奥氏体晶粒大小与实测的晶粒大小；图12表示在奥氏体不锈钢钢样中，对于不同的波峰间距所预测的晶粒大小的变化值与实测值；图13表示在纹理深度范围内，计算的通过纹理波谷的热通量值；图14表示钢样在波峰高度为10μm和50μm的有纹理的基体上凝固时获得的热通量值以及与在光洁基体上凝固时的热通量值的比较；图15表示不同硫含量的钢水在有纹理的基体上凝固时的结果；图16是带钢连铸机的平面图；图17是图16所示的带钢连铸机的侧视图；图18是沿图16中的18-18线剖开的垂直剖面图19是沿图16中的19-19线剖开的垂直剖面图；图20是沿图16中的20-20线剖开的垂直剖面图。图1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸带钢的方法，包括在一个或多个激冷浇铸表面上支持钢水浇注熔池，移动一个或多个激冷浇铸表面使凝固带坯离开浇注熔池的表面，其中通过在每个浇铸表面上形成具有基本恒定深度和间距的平行波纹使其具有一定的纹理，从峰顶到谷底的深度为５～５０μｍ，所述间距为１００～２５０μｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉扎尔斯特里佐夫，拉梅B马哈帕特拉，弗雷德德西尔瓦，卡纳帕尔穆肯汉，
申请(专利权)人：卡斯特里普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]