[發明專利]一種改善鑄帶表面質量的方法及裝置

有效

• 申請號: 200910053805.1
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101927324A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 于艷;方園;梁高飛;張衛;王成全;吳建春
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明是薄帶連鑄工藝技術領域，特別涉及一種改善鑄帶表面質量的方法及裝置。

背景技術

近幾十年來，隨著連鑄技術的進步和在線計算機控制程度的提高，世界上各個國家的冶金行業一直希望能夠降低鋼鐵工業的能耗和生產成本，所以能夠將鋼水直接澆鑄出成品成為研究者們孜孜不倦追求的目標。薄帶連鑄主要形式之一是鋼水經過高速旋轉的結晶輥，并在軋制力的作用下凝固成2-5mm鑄帶。

目前薄帶連鑄生產的基本工藝過程是：薄帶連鑄機(雙輥、單輥、輪帶式)-密閉室-活套-夾送輥-熱軋(單機架或兩機架或無)-控冷-卷取。鋼水從鋼包經過長水口、中間包和浸入式水口進入旋轉的水冷結晶輥與側封板形成的熔池內，經過水冷結晶輥的冷卻形成鑄帶，通過擺動導板、夾送輥將鑄帶送至輸送輥道，經過熱軋機，噴淋冷卻，飛剪直至卷取機。薄帶連鑄技術由于具有節約成本、縮小廠房面積、降低能耗、提高生產效率等優點，這項技術現在正成為各個國家的研究者研究的熱點，同時也被稱作是冶金行業的革命性技術。

對連鑄過程，無論是傳統板坯連鑄，還是薄板坯或薄帶連鑄過程，影響鑄帶凝固狀態的主要因素是拉坯的阻力，即凝固坯殼與結晶輥(結晶器)之間相對運動時的摩擦力。薄帶連鑄工藝由于缺少了傳統連鑄結晶器振動臺的振動和保護渣的潤滑，因此更容易產生粘輥。當鑄帶局部粘輥發生時，會出現裂紋、鑄帶撕裂等缺陷；當粘輥嚴重時，即鑄帶粘輥的面積較大，鑄帶粘到輥面會將結晶輥包住，造成結晶輥堵轉，使結晶輥設備損傷。結晶輥是薄帶連鑄的核心設備，提高結晶輥的壽命是薄帶連鑄降低成本的關鍵。在冶金中常用的方法是在結晶輥表面鍍層，如鍍鎳、鈷等元素，提高結晶輥的耐磨性，但該方法不能改善結晶輥表面的潤滑。

美國專利US2004045696公布了將氬氣或者氮氣引入到結晶輥表面形成一層氣膜，該氣膜起到潤滑凝固鋼坯殼，提高表面質量的作用。

拉佐.斯特雷夫在《Metallurgical?and?Materials?Transaction?B》，Vol.31B(October?2000)，pp.1023-1030)上發表了題為：“薄帶連鑄熔體與基體界面傳熱機制”的文章。該文章提出了利用結晶輥表面形成的自然沉積膜可以提高結晶輥與鋼水之間的傳熱。美國專利US5720336、US6059014、US5934359、US6059014以及歐洲專利申請EP0800881、日本發明申請JP10029047以及中國專利CN1263804A等都公布了不同的自然沉積膜的控制方法。上述這些公開的技術主要是通過控制鋼水的成分以及夾雜物可以控制自然沉積膜的組成，達到控制傳熱同時潤滑結晶輥表面的作用。

美國專利US6145581以及US620792B都是一種對結晶輥端面以及側封板的潤滑方法。兩項專利的共同點都是在端面加入固體的潤滑劑，如：石墨，二硫化鉬等，兩個專利的加入方法和加入工藝不同。US620792B是將顆粒與快干粘結劑混和，噴到側封板槽內；而US6145581是通過一個擠壓裝置，加入潤滑劑。

發明內容

對薄帶連鑄技術而言，由于凝固速度快，凝固的鑄帶經常會黏結在結晶輥表面。當鑄帶局部粘輥發生時，會出現裂紋、鑄帶撕裂等缺陷；當粘輥嚴重時，即鑄帶粘輥的面積較大，鑄帶粘到輥面會將結晶輥包裹住，造成結晶輥堵轉。另一方面，由于凝固速度快，傳熱容易不均勻，導致鑄帶表面容易出現裂紋等缺陷。

在已有的技術中，一類是通過控制鋼水的成分以及夾雜物使結晶輥表面生成自然沉積膜。該方法的優點是不需要特殊設備，是鋼水凝固過程產生的。但缺點是自然沉積膜可控性差，尤其在澆鑄前期膜少，后期膜多，這對生產過程有很大影響，尤其是生產不同產品時，不易控制。

另一類是通過引入氣體在結晶輥表面形成氣膜，達到潤滑的效果。這個方法最大的問題是容易使鋼水吸氣，對產品的質量有影響。

本發明的目的是提供一種改善鑄帶表面質量的方法及裝置，通過結晶輥表面處理，一方面使結晶輥表面得到潤滑，避免粘輥缺陷發生，另一方能夠在凝固界面影響傳熱，使界面傳熱更均勻，提高鑄帶的表面質量。

本發明的技術方案是：

一種改善鑄帶表面質量的方法，鋼水通過浸入式水口或布流器進入兩個高速旋轉的結晶輥之間形成熔池，經過結晶輥的冷卻和輕微軋制形成鑄帶，再經熱軋、控制冷卻直至卷?。黄涮卣魇牵诮Y晶輥的外表面通過具有壓力的惰性氣體作為載體在向結晶輥表面噴射粉狀顆粒，所述的粉狀顆粒為石墨、氮化硼、或二硫化鉬，結晶輥表面形成一層薄膜。

又，所述的薄膜的厚度5～100μm。