鋼帶的澆鑄方法技術

一種連續金屬帶的方法，其中熔融金屬通過澆注水口（１９）注入到一對平行澆鑄輥（１６）之間的輥縫中，在輥縫之上形成一個支持在輥子澆鑄表面（１６Ａ）上的熔融金屬澆注熔池（３０），當澆鑄輥（１６）旋轉時，凝固金屬帶（２０）向下運動離開輥縫。澆鑄表面（１６ａＡ）是光潔的，其粗糙度的算術平均值小于５μｍ，澆注熔池中含有形成在每個澆鑄表面上的材料，金屬凝固過程中在澆鑄表面和澆注熔池之間有一薄層材料，并且在金屬凝固時此材料層的大部分為液態，該液層在澆鑄表面上的浸潤角小于４０°。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及金屬的澆鑄，尤其但不是唯一涉及黑色金屬鋼的澆鑄。眾所周知，用雙輥連鑄機通過連鑄法澆鑄金屬帶。在此方法中，熔融金屬注入到一對反向旋轉且受到冷卻的水平澆鑄輥中，因此，熔融金屬在運動輥的表面上凝固，并且凝固殼聚集在兩輥之間的輥縫中，使凝固帶坯向下運動離開兩輥之間的輥縫。這里的術語“輥縫”通常是指澆鑄輥最接近的區域。熔融金屬可從澆注包注入較小的中間包中，再通過位于輥縫以上的金屬澆注水口直接流入兩輥之間的輥縫中，因此就在輥縫之上形成了一個支持在輥子澆鑄表面上的并沿輥縫長度方向的熔融金屬澆注溶池。該澆注熔池通常限定在二個側板或側堰之間(側板或側堰與澆鑄輥的端部表面滑動連接)，用其密封澆注熔池兩端防止熔融金屬外流，盡管也有人建議用其他部件(例如電磁擋板)。盡管雙輥連鑄法已成功地用于澆鑄某些冷卻時能快速凝固的有色金屬，但用于澆鑄黑色金屬時還有一些問題。一個特殊問題是金屬如何在輥子澆鑄表面上獲得快速且均勻的冷卻。國際專利申請PCT/AU 93/00593號描述了一改進技術，通過采取措施保證澆鑄表面具有一定的光潔度同時使澆注熔池的熔融金屬和輥子澆鑄表面之間產生相對振動，可顯著改善金屬在輥子澆鑄表面上的冷卻。該申請特別揭示了選擇振動頻率和振幅可使金屬凝固過程獲得更好的效果，從而大大改善正在凝固的熔融金屬的傳熱，因此，所獲得的改進就是在某一特定注速下澆鑄的金屬帶厚度顯著增加，或者澆鑄某一特定厚度的金屬帶時，注速可顯著增加。改進傳熱有助于澆鑄金屬的表面組織細化。澳大利亞專利申請17896/95號描述了其進一步發展，通過把聲波作用于澆注熔池的熔融金屬上，可使澆注熔池的熔融金屬和澆鑄表面之間產生有效的相對振動，因此，通過用相當低的功率產生音速范圍內的聲波即能達到增加傳熱和細化凝固組織的效果。目前，我們已對澆鑄表面和澆注熔池的熔融金屬之間的界面產生的傳熱機理進行了大量的研究，并且已確定凝固時的熱通量能夠控制，通過在每個澆鑄表面上覆蓋一層材料(這種材料在金屬凝固溫度時至少部分為液態)可使熱通量增加。因此，根據本專利技術可增加傳熱，在澆注熔池和澆鑄輥之間不需要產生相對振動時也可達到此效果。根據本專利技術，如果在光潔的澆鑄表面上增加傳熱，那么也可獲得細化的澆鑄金屬的表面組織。在以下描述中將要涉及澆鑄輥表面光潔度的定量測量。在試驗過程中使用的并且對確定本專利技術的范圍有用的一個專門測定法是標準測定法，通稱為粗糙度的算術平均值，通常用符號Ra表示。該值規定為在測定長度Lm內各粗糙形外緣距其中心線的絕對距離之和的算術平均值。粗糙形中心線是指在其周圍測定的粗糙度的直線，并且是一根平行于粗糙形總方向的直線，置于沿粗糙形寬度截取的截線內，因此，在其與其兩側的粗糙形的其他部分之間所包圍的面積是相等的。粗糙度的算術平均值可表示為Ra=11m∫x=0x=1m|y|dx]]>本專利技術提供了一種澆鑄金屬帶的方法，即熔融金屬在與澆鑄表面接觸時凝固，其中澆鑄表面粗糙度的算術平均值(Ra)小于5μm，在金屬凝固過程中，在澆鑄表面和熔融金屬之間有一層材料，在金屬凝固時此層材料的大部分為液態，并且此液層在所述澆鑄表面上的浸潤角小于40°。所述材料層的厚度最好小于5μm。本專利技術還提供了一種連鑄金屬帶的方法，即形成的熔融金屬澆注熔池與運動的澆鑄表面相接觸，因此熔池中的金屬凝固到運動的澆鑄表面上，其中澆鑄表面粗糙度的算術平均值(Ra)小于5μm，在所述的金屬凝固過程中，在澆鑄表面和澆注熔池之間有一層材料，在金屬凝固時此層材料大部分為液態。所述的此層材料可完全來自于澆注熔池。另外，它也可以是在澆鑄表面與澆注熔池接觸之前布于澆鑄表面上的材料。金屬可以是鋼，在此情況下，澆注熔池中含有氧化鐵、氧化錳和二氧化硅，而此層材料可以是氧化鐵、氧化錳和二氧化硅的混合物，其比例為在金屬凝固時保證混合物至少部分為液態。熔池中還包括氧化鋁，因此，此層材料可以是氧化鐵、氧化錳、二氧化硅和氧化鋁的混合物。本專利技術的方法可以在雙輥連鑄機上進行。本專利技術還提供了一種連鑄金屬帶的方法，即將熔融金屬通過位于輥縫之上的金屬澆注水口注入一對平行澆鑄輥之間的輥縫中，從而恰在輥縫之上形成一個支持在輥子澆鑄表面上的熔融金屬澆注熔池，當澆鑄輥旋轉時凝固的金屬帶向下運動離開輥縫，其中在所述的金屬凝固時在輥子的每個澆鑄表面和熔池之間有一層材料，在金屬凝固過程中此層材料大部分為液態。在此層中液態部分最好至少為0.75。澆注熔池中最好包含這種材料，即當輥子與熔池旋轉接觸時，其在輥子的每個澆鑄表面上形成一層連續膜。澆鑄輥可以是鍍鉻的，因此，澆鑄表面是鍍鉻表面。金屬可以是鋼，在此情況下，熔池中可有包括氧化鐵、氧化錳和二氧化硅的渣，并且此層材料可以由氧化鐵、氧化錳和二氧化硅組成，它來自渣且附著在澆鑄輥上。渣中還可包括氧化鋁，因此，所述的材料可以是氧化鐵、氧化錳、二氧化硅和氧化鋁的混合物。為了更全面地了解本專利技術，將參照附圖對迄今已進行的試驗研究所獲得的數據結果進行描述，其中附圖說明圖1表示模擬雙輥連鑄機來確定金屬凝固速率的試驗裝置；圖2表示插入圖1試驗裝置中的浸入葉片；圖3表示典型鋼樣在試驗裝置中凝固時獲得的熱阻值；圖4表示界面層的浸潤性、熱通量測量值和界面阻力之間的關系；圖5、5A和圖6表示將碲加入到不銹鋼熔池中所獲得的熱通量的變化值；圖7表示加氧和不加氧的電解鐵凝固時所獲得的典型熱通量值；圖8和圖9表示試驗結果，其中在連續的氧化物浸漬過程中，使氧化膜逐漸形成；圖10表示MnO與SiO2混合物的相圖；圖11表示對于各種氧化錳和二氧化硅的混合物浸潤角的大小；圖12表示氧化錳、二氧化硅和氧化鋁混合物的三元相圖；圖13和圖14表示鋁含量的變化對鋼液凝固的影響；圖15表示游離氧對熔池的渣的液相線溫度的影響；圖16表示鋼樣凝固過程中的總熱通量與鋼的脫氧產物的液相線溫度的關系；圖17表示鋼樣凝固時的總熱通量與凝固過程中變成液態的鋼的脫氧產物的比例之間的主要關系；圖18表示CaO與Al2O3混合物的相圖；圖19和圖20表示AOb鋼樣凝固時加鈣的效果；圖21表示在變化表面層厚度時模型計算的結果。圖22是本專利技術使用的帶鋼連鑄機的平面圖；圖23是圖22所示的帶鋼連鑄機的側視圖；圖24是沿圖22中的24-24線剖開的垂直剖面圖；圖25是沿圖22中的25-25線剖開的垂直剖面圖；圖26是沿圖22中的26-26線剖開的垂直剖面圖；圖27表示在錳/硅鎮靜鋼熔池中存在的氧化物相。圖1和圖2表示金屬凝固試驗裝置，其中把40mm×40mm的激冷試塊放入到鋼水熔池中，并且放入速度接近所模擬的雙輥連鑄機的澆鑄表面條件。當激冷試塊通過熔池時，鋼水就凝固在激冷試塊上，從而在試塊表面上形成一凝固層。在試塊整個區域的許多測點上可測定該凝固層的厚度，以繪制各點的凝固速率和有效的傳熱速率。因此，可得到總的凝固速率和總的熱通量值。也可用于檢查帶鋼表面的微觀組織，使凝固微觀組織的變化與觀測的凝固速率和傳熱值的變化相關聯。圖1和圖2中所示的試驗裝置包括在氬氣惰性氣氛下盛有熔融金屬2的感應爐1。總的用數字3表示的浸入葉片安裝在滑桿4上，滑桿可通過計算機控制馬達5以選定的速度進入熔融金屬2和從其中抽回。浸入葉片3包括一鋼塊6，鋼塊6上有一直徑為46本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種澆鑄金屬帶的方法，其中熔融金屬與澆鑄表面（１６Ａ）接觸時凝固，其特征在于，澆鑄表面（１６Ａ）粗糙度的算術平均值（Ｒａ）小于５μｍ，在金屬凝固過程中，在澆鑄表面（１６Ａ）和熔融金屬之間有一材料層，在金屬凝固時此材料層的大部分為液態，并且此液層在所述澆鑄表面上的浸潤角小于４０°。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：拉扎爾斯特里佐夫，
申請(專利權)人：卡斯特里普公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]