[發(fā)明專利]一種連鑄輥式結晶器

有效

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• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105543551B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 張穎
• 申請（專利權）人: 陳玲婷
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C25D3/12;B22D11/06
• 代理公司: 臺州藍天知識產(chǎn)權代理有限公司33229
• 代理人: 羅佩芝

技術領域

本發(fā)明涉及電鍍技術領域，尤其涉及一種連鑄輥式結晶器。

背景技術

薄帶連鑄技術是冶金及材料研究領域內的一項前沿技術，它改變了傳統(tǒng)冶金工業(yè)中薄型鋼材的生產(chǎn)過程。采用薄帶連鑄技術，將連續(xù)鑄造、軋制、甚至熱處理等整合為一體，使生產(chǎn)的薄帶坯稍經(jīng)冷軋就一次性形成工業(yè)成品，簡化了生產(chǎn)工序，縮短了生產(chǎn)周期，其工藝線長度僅60m。它的出現(xiàn)正為鋼鐵工業(yè)帶來一場革命。

薄帶連鑄技術工藝方案因結晶器的不同分為帶式、輥式、輥帶式等，其中雙輥薄帶連鑄技術最具有發(fā)展前途。其工藝原理是將金屬液注入一對反向旋轉且內部通水冷卻的結晶輥之間，使金屬液在兩輥間凝固形成薄帶。在連續(xù)鑄造過程中，接觸鋼液的結晶輥表面溫度約為600℃，當結晶輥軋制出金屬薄帶的同時，原來接觸鋼液的結晶輥表面部分也旋轉離開液態(tài)金屬，暴露于空氣中，其表面溫度驟降至約200℃。由此可見，連鑄過程中結晶輥表面所處的環(huán)境十分惡劣，結晶輥表面要承受著冷熱疲勞與應力變形、高溫氧化、鋼液和保護渣導致的化學腐蝕、以及軋制拉坯對其產(chǎn)生的摩擦與磨損。因而，連鑄結晶輥表面應具有良好的抗冷熱疲勞性能、良好的導熱性能、較高的機械強度以及較好的耐磨性和耐腐蝕性能。

為了提高結晶輥使用壽命、提高薄帶連鑄生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的方坯、板坯連鑄結晶器一樣，可以在結晶輥表面鍍覆一層金屬鎳鍍層。該金屬鍍層一方面可以調節(jié)結晶輥的熱傳遞系數(shù)，以使輥面上的熱交換過程更加均勻高效，另一方面還可以對結晶輥本體進行保護，減輕澆鑄時產(chǎn)生的熱應力和機械應力對結晶輥的損傷，避免軋制拉坯對結晶輥的磨損。表面性能得到改善的結晶輥，其使用壽命延長，從而降低了薄帶連鑄生產(chǎn)成本、提高了薄帶連鑄的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。

中國專利ZL200510020466.9介紹了一種雙輥薄帶連鑄機輥面的涂鍍金屬的方法。該專利介紹了采用刷鍍的方法在輥面獲得含有納米顆粒的復合鍍層，該鍍層具有硬度高、耐磨損的優(yōu)點，由于可以采用高電流進行刷鍍，因此鍍層沉積速率快，鍍覆時間短。該專利所介紹的刷鍍方法，與電鍍方法的鍍層沉積機理不盡相同，所得鍍層的結構與性能也不相同。相對于刷鍍方法，電鍍方法是在比較低的電流密度下進行的，因而其鍍速相對較低，但也正是因為在這種相對較低的電流密度下，可使得沉積出的晶體內部位錯和缺陷減少，獲得低內應力、高延展性的鍍層，這樣的鍍層與結晶輥基體結合力強，不易發(fā)生剝落、裂紋，抗冷熱疲勞性能優(yōu)異。雖然相對于刷鍍方法，電鍍方法所獲得的鍍層硬度相對較低，耐磨損性能可能有所減弱，但就結晶輥的使用工況而言，對鍍層與基體的結合強度、抗冷熱疲勞性能的要求更加側重。

公開號為CN101126169A的中國專利申請公開了一種薄帶連鑄結晶輥表面電鍍方法及其電鍍液，雖然其鍍層額內應力較小，抗熱疲勞性能也比較優(yōu)異，但經(jīng)實踐檢驗表明，其抗腐蝕性能不甚理想，對于部分自身腐蝕性較高的鋼種不適用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出一種連鑄輥式結晶器，該結晶器對輥面銅合金的組分進行了調整，使得強度更高，導熱性能更好，同時在表面電鍍鎳處理，該電鍍處理使得結晶器輥面在使用時除了具有較小的內應力以及優(yōu)異的抗疲勞性能外，其還具有較好的抗腐蝕性能。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種連鑄輥式結晶器，包括輥芯和輥面，輥芯中空，通冷卻水冷卻，輥面的基材為銅合金，銅合金的外面電鍍鎳鍍層，其中，銅合金的組成按質量百分比為：Ni：3-5％；Be：0.05-0.2％；Al：1-2％，Zr：0.5-1％；Mn：0.2-0.4％；Mg：1-3％；Sn：0.05-0.1％；其余為Cu；所述的電鍍鎳鍍層厚度為0.8-1.6mm；電鍍工藝包括如下工藝步驟：

1)預處理：對連鑄結晶輥表面進行有機溶劑清洗、堿脫脂、電解脫脂、酸浸蝕及活化處理；

2)電鍍金屬鎳：電鍍液的組成為：氨基磺酸鎳180-220g/l，硫酸鎳30-50g/l，氯化鎳20-30g/l，氯化錫20-30g/L，硼酸45-55g/l，十二烷基磺酸鈉0.05-0.1g/l，檸檬酸鈉10-14g/l，鄰苯甲酰磺酰亞胺0.1-0.5g/l，丙酸0.2-0.6g/L；電鍍工藝條件為：鍍液溫度40-46℃，pH 2.8-4.5，初始電流密度0.8-1.6A/dm²，正常電鍍時電流密度2.0-4.0A/dm²，輥子轉速12-20轉/min，采用空氣攪拌；直至電鍍金屬鎳層的厚度為0.8-1.6mm為止。

本發(fā)明具有如下有益效果：