[發(fā)明專利]一種用于雙輥薄帶工藝的結(jié)晶輥運(yùn)動(dòng)方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310074710.8
• 申請(qǐng)日: 2023-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN116099997A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐綿廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D11/16
• 分類號(hào): B22D11/16;B22D11/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙都創(chuàng)云天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43274
• 代理人: 夏軒

本申請(qǐng)文件提出一種用于雙輥薄帶工藝的結(jié)晶輥運(yùn)動(dòng)方法和裝置，屬于雙輥鑄軋技術(shù)領(lǐng)域。在輥縫浮動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)輥的運(yùn)動(dòng)軌跡與基準(zhǔn)平面斜交。與傳統(tǒng)方法和裝置相比，本發(fā)明能更加有效地促使熔池中長(zhǎng)程剪切變稀界面提前崩潰，以降低熔池壓力峰值，防止因熔池壓力峰值過(guò)高產(chǎn)生的側(cè)封板漏液、側(cè)封板損壞、卡帶、斷帶、裂紋等多樣化的工藝穩(wěn)定性問(wèn)題，并能提高鑄帶厚度均勻性和降低結(jié)晶輥?lái)斁o力的波動(dòng)幅度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙輥鑄軋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于雙輥薄帶工藝的結(jié)晶輥運(yùn)動(dòng)方法和裝置。

背景技術(shù)

雙輥薄帶概念的提出距今已經(jīng)超過(guò)一個(gè)半世紀(jì)，但基本技術(shù)特征并沒(méi)有變化，也在有色金屬領(lǐng)域取得了巨大的成功，是制備鋁及其合金薄帶的標(biāo)準(zhǔn)方法。在鋼鐵領(lǐng)域，各主要經(jīng)濟(jì)體均對(duì)雙輥薄帶工藝進(jìn)行了密集的研發(fā)，美國(guó)Nucor在2000年前后率先實(shí)現(xiàn)鋼鐵薄帶的商業(yè)化生產(chǎn)。Nucor將雙輥薄帶的商業(yè)化的取得歸功于時(shí)代進(jìn)步下的工業(yè)整體實(shí)力的增強(qiáng)，具體包括四個(gè)方面：控制（High?speed?computing?and?process?control）；材料（Advanced?ceramics?and?materials）；傳感器（Sensing?technology）；數(shù)學(xué)模型（Mathematical?modeling?of?physical?phenomena）。盡管Nucor取得了商業(yè)化成功，但有一名叫Luiten的博士生，在他的博士研究生階段，廣泛采訪了國(guó)際上從事雙輥薄帶研究的相關(guān)人員，最終認(rèn)為雙輥薄帶自誕生以來(lái)并無(wú)決定性、影響深遠(yuǎn)的進(jìn)展。Luiten博士在他的博士學(xué)位論文中，詳細(xì)闡述了他的采訪過(guò)程和結(jié)論。目前，世界上四條商業(yè)化運(yùn)行的雙輥薄帶生產(chǎn)線（美國(guó)、墨西哥、中國(guó)），都建立在Nucor最初的基礎(chǔ)之上。Nucor成功的原因至今沒(méi)有公開，但是，Nucor的工藝路線在可制備的鋼種成分上具有一定的局限性。相比與有色金屬，雙輥薄帶工藝在鋼鐵領(lǐng)域的發(fā)展是緩慢的。各研究機(jī)構(gòu)反映的失敗原因有很多，根本在于研究人員無(wú)法對(duì)熔池傳輸行為進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，而熔池傳輸行為是工藝穩(wěn)定性和鑄帶質(zhì)量控制的基石。

由于雙輥鑄機(jī)構(gòu)造獨(dú)特，在發(fā)明人提出示蹤方法（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?021101226378；發(fā)明名稱：一種表征雙輥鑄軋過(guò)程中熔池內(nèi)傳輸行為的方法）和Kiss角測(cè)量方法（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?021112909655；發(fā)明名稱：一種測(cè)量雙輥鑄軋Kiss角的方法）之前，世界上并無(wú)直接研究熔池中傳輸過(guò)程的實(shí)驗(yàn)手段。示蹤方法的技術(shù)基礎(chǔ)是發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)的熔池內(nèi)湍流分區(qū)現(xiàn)象。關(guān)于熔池內(nèi)湍流分區(qū)現(xiàn)象，可參考文獻(xiàn)：《Physical?andcomputational?study?of?a?novel?submerged?entry?nozzle?design?for?twin-rollcasting?process》（Journal?of?Iron?and?Steel?Research?International,?2021,P1390-1399）。Kiss角測(cè)量方法利用凝固過(guò)程中元素濃度分布差異來(lái)捕捉坯殼穿越兩相區(qū)時(shí)的發(fā)展過(guò)程，Kiss角測(cè)量方法沒(méi)有利用熔池錠的組織特征，是因?yàn)榧蓖７椒ǐ@得的熔池鑄錠的相變過(guò)程是復(fù)雜的，急停瞬間所得的組織特征仍然在變化。

在缺乏實(shí)驗(yàn)手段的情況下，研究人員認(rèn)為熔池內(nèi)的凝固坯殼生長(zhǎng)規(guī)律像附圖1中所描述的那樣。附圖1是領(lǐng)域內(nèi)的常識(shí)，但從未被實(shí)際實(shí)驗(yàn)證實(shí)。附圖1可參考文獻(xiàn)：《Progress?in?twin?roll?casting?of?magnesium?alloys,?A?review》(Journal?ofMagnesium?and?Alloys,?2021,P362-391);《Simulation?of?microstructures?insolidification?of?aluminum?twin-roll?casting》(Transactions?of?NonferrousMetals?Society?of?China,?2012,?P1452-1456)。

根據(jù)附圖1，領(lǐng)域內(nèi)人員提出用輥縫浮動(dòng)方法來(lái)增強(qiáng)工藝穩(wěn)定性和改善鑄帶質(zhì)量。