[發明專利]一種模擬薄帶連鑄結晶器初始凝固的裝置及方法

有效

• 申請號: 201910056241.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109570464B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 王萬林;錢海瑞;呂培生;張凱旋;翟冰鈺;路程;朱晨陽
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D11/124;B22D11/22;G01N25/02;G01N25/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種模擬薄帶連鑄結晶器初始凝固的裝置和方法，該模擬裝置包括爐體、熔煉坩堝、冷卻基體以及升降機構，冷卻基體的底端內凹形成有用于模擬薄帶連鑄結晶輥輥縫的條形孔，條形孔兩長邊所在的側壁內埋設有與溫度采集系統連接的熱電偶以及通有冷卻介質的冷卻液管道，條形孔的底端通過密封件密封，條形孔內的氣壓被排空至低于爐體內的氣壓，密封件在冷卻基體插入坩堝后在鋼水高溫下能夠熔化揮發以使鋼水進入條形孔內。本發明鋼水在負壓吸附作用下被快速的壓入條形孔中并在冷卻介質的作用下快速凝固成殼，冷卻基體保留了薄帶連鑄激冷和擠壓兩個特征，能夠更加真實的模擬薄帶連鑄的工藝過程。

技術領域

本發明屬于金屬亞快速凝固技術領域，尤其涉及一種模擬薄帶連鑄結晶器初始凝固的裝置及方法。

背景技術

雙輥薄帶連鑄技術是冶金及材料領域內的一項前沿技術，是鋼鐵行業一項革命性的變化。它簡化了傳統冶金工業中薄型鋼材的生產過程，省去了傳統生產工藝的中間冷卻和再加熱工序，不僅有效節約了基建投資，還大大減少了能源消耗和環境污染。雙輥薄帶連鑄直接將鋼液注入由兩個同速且相向旋轉的結晶輥和一對側封板組成的三角熔池內，高溫鋼液在水冷結晶輥的表面快速冷卻，并形成凝固坯殼，在結晶輥作用下，兩片凝殼在kiss點處結合，再經過鑄軋直接形成1-5mm厚度的薄鑄帶。此工藝被譽為是20世紀冶金工業最偉大的技術進步，是一種具有流程短、成本低、能耗少等各項優勢的低碳經濟新技術。雙輥薄帶連鑄由于其特殊的工藝原理決定了薄帶連鑄工藝及其產品具有不同于傳統連鑄連軋技術的眾多優異特點,其將連續鑄造和熱軋工藝融為一體與傳統工藝相比具有工藝流程短、投資少、能耗低、生產成本低、環境負荷低等一系列優點。

薄帶連鑄的薄帶組織具有亞快速凝固的特點，如細化的凝固組織，合金元素固溶度增加，偏析形成傾向減少，平衡相析出被抑制等，這些特點可以極大改善鑄帶的組織性能，使鑄帶在微觀結構上發生顯著變化。除生產傳統材料，雙輥薄帶技術還可以用于非晶帶材的生產，在難以軋制的高合金薄帶鋼生產方面有著巨大潛力如國外正在開發的TWIP鋼、INVAR合金、鎂合金帶、耐熱鋼、鐵素體不銹鋼、高硅電工鋼、高速鋼等。

但薄帶連鑄工藝過程控制要求十分嚴格，鑄帶坯的質量受工藝過程影響極大，熔池結構、冷卻速率、結晶器條件等各種參數對薄帶表面質量及性能均有明顯的影響，攻克薄帶連鑄生產工藝的關鍵問題是如何穩定連續的生產合格及高質量的薄帶產品，因此需要研究分析各個因素的共同影響以確保鑄帶的質量。