连续浇注金属带的装置和其中的辊子及其生产的铸钢带制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种连续浇注金属带的装置，包括：浇注辊，其具有浇注表面与熔融金属的浇注熔池接触；和冷却浇注辊的浇注表面的装置，以使得金属凝固于浇注辊上，其特征在于，辊子表面由一层附于辊子的一热导体上的固体提供，该附层由两种金属的大致非晶态合金构成。本发明专利技术还提供用于该装置的辊子和由其生产的铸钢带。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属带铸造。其特别但不排他地用于铁基金属带的铸造。本专利技术具体涉及连续浇注金属带的装置和其中的辊子及其生产的铸钢带。
技术介绍
公知通过双辊连铸机连铸可铸造出金属带。该技术中熔融金属被引导到一对反向旋转的水平浇注辊之间，浇注辊被冷却，以便在移动的辊子表面凝固形成金属壳，金属壳在辊缝之间聚集产生凝固带。带产品从辊缝之间向下输送。“辊缝”一词这里指辊子靠得最近的大致区域。熔融金属可从浇包注入小的中间包或一系列中间包，从此金属液通过位于辊缝上的金属输送嘴引入辊缝中，在紧挨辊缝之上的辊子浇注表面上形成熔融金属浇注熔池，该熔池沿辊缝的长度方向延伸。该浇注熔池通常被限定在与辊子的端面滑动配合的侧板或侧堰之间，侧板可防止熔池的两端逸出金属液，当然也可用其它装置，例如电磁挡件。尽管双辊浇注已较成功地应用于有色金属，因有色金属在冷却时凝固快，该技术应用于铁类金属的浇注时存在一些问题。一个具体的问题是在辊子的浇注表面上获得足够迅速和均匀的金属液冷却。我们的美国专利5,520,243(国际专利申请PCT/AU93/00593)描述了一种技术，通过保证浇注辊表面具有一定的光滑特性，并应用熔融金属熔池与浇注辊浇注表面之间的相对振动，使得金属在辊子的浇注表面的冷却显著提高。具体说，该专利公开了应用选定频率和振幅的振动以实现金属凝固过程的完全新的效果，这样的凝固过程显著改善了从凝固熔融金属中的热传导，该改进使得以一定速度浇注的金属厚度可显著增加，或使得一定厚度的金属带的浇注速度显著提高。改进的热传导还使得浇注金属的表面结构显著细化。我们的美国专利5,584,338描述了另一技术，浇注熔池的熔融金属与浇注表面之间的有效的相对振动可通过应用声波于浇注熔池的熔融金属上而产生，从而提高热传导，并通过利用非常低的功率水平声波范围的声波使得凝固结构细化。我们的另一美国专利5,720,336描述了对发生于浇注表面和浇注熔池的熔融金属界面处的热传导机理的研究结果，并指出了凝固时的热通量可通过保证每个浇注表面被一层在金属的凝固温度下至少部分地为液体的材料所覆盖来控制和增强，从而在不必在浇注熔池和辊子之间产生相对振动的情况下实现热传导的改善。下面有必要涉及浇注表面光滑性的定量计量。在我们的实验中使用的、在限定本专利技术的范围时有用的一种特定的计量方法是一种称为算术平均粗糙度，其由符号Ra表示。该值定义为在测量长度lm内距粗糙表面轮廓的中心线的所有粗糙轮廓的绝对距离的算术平均值。该轮廓的中心线是粗糙度测量的基准线，是平行于粗糙表面的宽度方向界限内轮廓的总体方向的线，使得该线与轮廓部分之间在线的每一侧形成的面积之和相等。该算术平均粗糙度值可定义为Ra=1/lm∫x=0x=lm|y|dx]]>尽管上述技术可实现铁类金属带浇注的高的凝固速度，但是生产出的金属带往往具有称为“鳄鱼皮”的表面缺陷。该缺陷发生在通过凝固壳的热通量存在变化的情况下，在双辊连铸机的辊子的浇注表面上的凝固壳中同时发生δ和γ铁相凝固时。δ和γ铁相具有不同的热强度特性，热通量的变化会使得在浇注辊缝处汇集的凝固壳中产生局部变形，导致在带产品的表面产生鳄鱼皮缺陷。以前这一问题的解决办法是通过复杂的浇注辊清洁装置努力使得浇注辊上的氧化物的积累保持在严格的范围内。少量的氧化物的沉积有利于保证金属凝固于浇注辊表面时受控制的均匀的热通量。在辊子表面进入熔融金属熔池中时氧化物沉积会熔化，有助于在浇注表面和浇注熔池的熔融金属之间形成一薄的液体界面层，从而提高热通量。但是，如果氧化物沉积太多，氧化物的熔化会产生很高的初始热通量，但是随着氧化物重凝固，热通量迅速降低。凝固壳中的热通量变化产生局部变形，导致鳄鱼皮表面缺陷。现在已确定金属氧化物的有害作用可避免，如果辊子的浇注表面由一层与浇注熔池的熔融金属有很强的亲和力的材料构成，从而使得浇注表面被熔融金属很好地润湿，就可产生非常高的凝固速度。如果被熔融金属足够好地润湿，凝固就可能进行得非常快，而没有足够的时间产生大量的氧化物。在钢金属液的情况下，也可能实现钢水快速凝固成单一相固体结构，从而有效地避免任何鳄鱼皮缺陷产生的可能。
技术实现思路
根据本专利技术提供一种连续浇注金属带的方法，其中熔融金属浇注熔池与移动的浇注表面接触，使得金属从熔池凝固到移动的浇注表面，浇注表面由一层附于一热导体上的固体提供，该附层的材料选择应使得所述熔融金属在浇注表面的润湿角小于40°，该材料的熔化温度应大于金属凝固时浇注表面的温度。另外优选该附层的材料使得熔融金属在浇注表面上的润湿角小于20°。优选附层表面的算术平均粗糙度(Ra)小于10微米。附层材料应当在熔融金属凝固时在浇注表面的温度下不熔化或溶解在所述熔融金属中。优选附层材料至少部分地为非晶态。例如，它可包括两种组分的非晶态合金。这些组分中的一个为磷。更具体地说，附层材料可包括含有大约10％磷的非晶态镍-磷合金。热传导体可以是铜或铜合金。熔融金属可以是铁类合金。更具体说，熔融金属可为熔融的钢。在这种情况下，选择熔融金属在其上有较小的润湿角的附层材料可使得钢在浇注表面凝固成单一相固体结构。相应地，本专利技术还提供一种连续浇注钢带的方法，其中熔融钢的浇注熔池与移动的浇注表面接触，使得钢从熔池凝固到移动的浇注表面，浇注表面由一层附于一热导体上的固体提供，该附层的材料选择应使得所述熔融钢在浇注表面的润湿角小于40°，该材料的熔化温度大于金属凝固时浇注表面的温度，钢在浇注表面凝固成单一相固体结构，该相在带离开浇注表面之前不转变。本专利技术的方法可用于双辊铸机中。根据本专利技术还提供一种连续浇注金属带的方法，其中熔融金属通过一金属输送嘴被引入到一对平行的浇注辊之间的辊缝中，该输送嘴位于辊缝之上，产生支承在紧挨辊缝之上的辊子的浇注表面上的熔融金属浇注熔池，浇注辊旋转以将凝固的金属带从辊缝向下输送，辊子的浇注表面由一层附于导热辊子体上的固体提供，该附层的材料选择使得所述熔融金属在辊子的浇注表面的润湿角小于40°，该材料的熔化温度大于金属凝固时浇注表面的温度。附图说明为了更好地解释本专利技术，下面将参照附图描述目前所完成的实验结果，其中图1为模拟双辊铸机条件下，确定金属凝固速度的实验装置；图2为图1的实验装置中使用的浸润垫；图3为在该实验装置中典型的钢样的凝固期间获得的热阻值；图4是界面层的润湿性和测量的热通量与界面阻力之间的关系；图5是润湿性对形核阻力的作用；图6是在铬基底上沉积钢壳时壳表面温度；图7是沉积在镍-磷基底和铬基底上的钢壳的热通量值结果的曲线图；图8是使用镍-磷合金和铬基底进行浸润实验时沉积的钢壳的K值结果的曲线图；图9和图10是图8所述的浸润实验中沉积的钢壳的显微金相照片；图11是使用不同的基底和钢水成分进行进一步的浸润实验时沉积的钢壳的K值结果曲线图；图12至16是图11所述的浸润实验期间沉积的钢壳的显微金相照片；图17是根据本专利技术工作的带坯连铸机的平面图； 图18是图17所示的带坯连铸机的侧立视图；图19是沿图17的19-19线的垂直横截面图；图20是沿图17的20-20线的垂直横截面图；图21是沿图17的21-21线的垂直横截面图。具体实施例方式图1和2是一金属凝固实验装置，其中一40mm×40m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续浇注金属带的装置，包括：浇注辊，其具有浇注表面与熔融金属的浇注熔池接触；和冷却浇注辊的浇注表面的装置，以使得金属凝固于浇注辊上，其特征在于，辊子表面由一层附于辊子的一热导体上的固体提供，该附层由两种金属的大致非晶态合金构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉扎尔斯特雷佐夫，
申请(专利权)人：卡斯特里普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]