專利名稱：薄型金屬產(chǎn)品的連鑄方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由熔融金屬直接生產(chǎn)金屬帶材或板材，特別涉及采用一種稱作連鑄的技術(shù)在輥筒上生產(chǎn)較薄或非常薄的、特別是鋼的帶材或板材。
該已知技術(shù)包括將熔融金屬澆注在一被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輥筒的被冷卻的側(cè)壁上，當(dāng)熔融金屬與所述的側(cè)壁接觸時(shí)金屬凝固，所形成的帶材與輥筒的一部分圓周側(cè)壁繼續(xù)保持接觸以使它繼續(xù)冷卻。熔融金屬一般是通過一端部與輥筒側(cè)壁同高的耐火開式通道實(shí)現(xiàn)與所述的側(cè)壁的接觸的。旋轉(zhuǎn)的輥筒攜帶著金屬移動，使金屬在與之接觸時(shí)逐步凝固。
此外，必須將熔融金屬保持在輸送通道的頂部，這可以通過增加一固定在通道上的頂部耐火壁來實(shí)現(xiàn)，如文件US4274471所述。
該文件還提到了采用一與所述頂壁末端相鄰的冷卻的輥?zhàn)樱糜谝l(fā)產(chǎn)品頂部表皮的凝固和限制產(chǎn)品的厚度。
文件EP0198669也揭示了一用于這種目的輥?zhàn)?，該輥?zhàn)硬糠纸肴廴诮饘俨⒈或?qū)動旋轉(zhuǎn)。
然而，人們發(fā)現(xiàn)用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的表面狀態(tài)質(zhì)量不佳。如果凝固僅僅在主鑄造輥上發(fā)生的話，產(chǎn)品表面有粒狀斑點(diǎn)，而采用第二個(gè)輥?zhàn)踊蜉^小直徑的輥筒時(shí)會使產(chǎn)品出現(xiàn)鱗狀表面。
本發(fā)明尋求采用上述類型的方法來提供一種沒有這些表面缺陷的產(chǎn)品。
考慮到這個(gè)目的，本發(fā)明的目的是提供一種連鑄造生產(chǎn)板材或帶材之類薄型產(chǎn)品的方法，此法使熔融金屬與一被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輥筒的被冷卻的側(cè)壁相接觸，此外，熔融金屬被一被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)铀鶕踝?攔住)，該輥?zhàn)又睆叫∮谥鬏佂驳闹睆?，并與主輥筒側(cè)壁離開一大體上等于鑄造產(chǎn)品的厚度的距離。
按照本發(fā)明該輥?zhàn)有D(zhuǎn)的圓周線速度高于主輥筒的圓周線速度。
按照本發(fā)明所進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)是，輥?zhàn)拥乃俣瘸^主輥筒速度的2-20%，最好是6-10%。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用本發(fā)明，所得產(chǎn)品的表面缺陷，如凹凸不平或鱗狀之類均被消除或至少大大減少。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)上述的表面缺陷是由于對緊接著主輥筒與輥?zhàn)又g的“頸部”的下游的帶材或板材的軌跡控制得比較差所致，由于控制較差，產(chǎn)品趨于與主輥筒脫離接觸，而它本來是應(yīng)該從所述的頸部起繼續(xù)與主輥筒在一定的圓周距離內(nèi)保持接觸，以確保產(chǎn)品的底面與輥筒之間接觸的均勻性。本發(fā)明人所面臨的問題是對鑄造產(chǎn)品從頸部開始的軌跡進(jìn)行精確的控制，以達(dá)到與主輥筒所希望的密切接觸。
應(yīng)該理解，采用一第二輥?zhàn)踊蛞幌盗休佔(zhàn)觼硪龑?dǎo)產(chǎn)品，如前述文件US4274471所示，并不能解決這個(gè)問題，因?yàn)榧词惯@些輥?zhàn)踊ハ嗑o靠，在第一和第二輥?zhàn)拥慕佑|點(diǎn)之間仍必然存在一定距離，在這段距離上就無法使產(chǎn)品與主輥筒保持最佳接觸。
通過鑄造薄鋼帶的實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)帶材從頸部起就有從主輥筒壁離開的自然傾向，即使采用適當(dāng)?shù)难b置對頸部下游的帶材加以引導(dǎo)，這種脫離傾向仍然存在，脫離的程度視連鑄的情況而或大或小。
事實(shí)是，在頸部的下游，產(chǎn)品的上部表皮基本上趨于與頂部輥?zhàn)颖３纸佑|，因此下部表皮趨于與輥筒相互脫離。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以與主輥筒相反的轉(zhuǎn)向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的、且圓周線速度比主輥筒高的輥?zhàn)涌梢允巩a(chǎn)品的下部表面與主輥筒之間實(shí)現(xiàn)實(shí)際所希望的最佳接觸。
大家知道，在這種類型的鑄造里，在兩片凝固著的表皮之間含有一個(gè)液池(液相穴)。下部表皮是在主輥筒上形成的，其厚度從熔融金屬與主輥筒初始接觸點(diǎn)起逐漸增加，而上部表皮以同樣方式在與輥?zhàn)咏佑|時(shí)形成。人們知道，應(yīng)該設(shè)法使液池的底部基本上位于頸部，這樣，一方面可以避免當(dāng)液池底部位于頸部上游時(shí)會出現(xiàn)的產(chǎn)品的滾壓和在輥筒及輥?zhàn)由袭a(chǎn)生相應(yīng)的相當(dāng)大的應(yīng)力，另一方面可以避免當(dāng)液池底部位于頸部下游時(shí)會出現(xiàn)的拉漏的危險(xiǎn)。
發(fā)明人在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輥?zhàn)拥膱A周速度超過主輥筒的圓周速度的部分小于約2%時(shí)，這一微小的速度的超過不足以使上部表皮獲得具有比下部表皮速度高的趨勢，而這種高速度趨勢對于通過在液池底部處的兩表皮之間產(chǎn)生的機(jī)械耦合作用使產(chǎn)品降低到緊靠主輥筒來說是必須的。
相反地，對于同樣速度的輥筒和同樣厚度的產(chǎn)品而言，盡管可以獲得一相當(dāng)大的速度的超過(如果確實(shí)必需的話)，但如果該超過的速度高于約20%，液池的底部可能就會移位，距頸部的下游過遠(yuǎn);這有可能是由于在頂部輥?zhàn)由闲纬傻谋砥み^薄引起的。這樣，這兩表皮就不再能互相良好地接觸，而且將不遵循共同的軌跡。
可以理解，輥?zhàn)铀俣雀哂谥鬏佂驳乃俣炔⒉荒苁巩a(chǎn)品的上部表皮獲得等量的高于下部表皮的速度。事實(shí)上，輥?zhàn)釉谏喜勘砥ど嫌幸粋€(gè)滑動作用，使上部表皮沿著產(chǎn)品的引出方向“推動”。當(dāng)速度的超過量提高時(shí)，該滑動作用也將增大，因而對上部表皮的推動作用也同時(shí)增大。然而，很明顯，頂部輥?zhàn)雍驮陧敳枯佔(zhàn)由闲纬傻谋砥ぶg的速度差不僅僅取決于超過的速度，它還取決于影響輥?zhàn)雍彤a(chǎn)品的上部表皮之間的機(jī)械“耦合”的其他參數(shù)，例如輥?zhàn)拥谋砻鏍顟B(tài)，輥?zhàn)拥拇植诔潭燃捌淝鍧嵆潭鹊鹊取?br> 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備。一種連鑄生產(chǎn)這類薄型產(chǎn)品的設(shè)備包括一側(cè)壁被冷卻的、被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輥筒，一將熔融金屬送到輥筒側(cè)壁上的通道，和一冷卻的輥?zhàn)樱撦佔(zhàn)悠叫杏谥鬏佂舶惭b，且相距主輥筒的距離大體上與產(chǎn)品的所需厚度相等，該輥?zhàn)又辽俨糠值胤庾≥斔屯ǖ酪欢说捻敳繀^(qū)域。
按照本發(fā)明，該設(shè)備還包括一驅(qū)動輥?zhàn)硬⑹蛊淇瑟?dú)立于主輥筒地調(diào)節(jié)速度的裝置，目的是將輥?zhàn)拥膱A周線速度調(diào)節(jié)到高于主輥筒的圓周線速度的一個(gè)速度值。
通過詳細(xì)閱讀下列對本發(fā)明的方法和設(shè)備的例子的說明，將會更清楚地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。
參見附

圖1，該附圖示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的一薄鋼帶的連鑄設(shè)備。
該設(shè)備包括一主輥筒1，它由馬達(dá)2驅(qū)動以箭頭F1的方向旋轉(zhuǎn)。主輥筒的旋轉(zhuǎn)速度是可調(diào)的，以適應(yīng)不同的鑄造條件。主輥筒1的側(cè)壁11以常用的方法，例如冷卻液的內(nèi)循環(huán)方法冷卻。
一輥?zhàn)?平行于主輥筒1安裝，它相對于主輥筒1的距離基本上與金屬帶材10的所需厚度相同。所述的輥?zhàn)拥膫?cè)壁也是被冷卻的。該輥?zhàn)?由馬達(dá)4驅(qū)動以箭頭F2的方向旋轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速可由調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)。
輥?zhàn)?的位置相對于主輥筒1處于相對于垂直線為0-45°的α角的范圍內(nèi)。
一由耐火材料制成的熔融金屬輸送通道6安裝在主輥筒1的旁邊。為了避免主輥筒的壁磨損，在避免熔融金屬泄漏的前提下，在所述的通道的一端61與主輥筒壁之間設(shè)有極小的間隙。
類似地，在輥?zhàn)?的旁邊設(shè)有一頂壁62。不過，如果能將熔融金屬7的表面位置控制到不使其超過所述輥?zhàn)拥纳戏?，也可以不需要頂?2。
在主輥筒1的近旁，在凝固的帶材10移離主輥筒的部位裝有一刮板8，用以引導(dǎo)所述的帶材。
舉例而言，用一實(shí)驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)的帶材10的厚度大約為1毫米。主輥筒1的直徑是660毫米而輥?zhàn)?的直徑是200毫米。這些數(shù)據(jù)是以舉例的性質(zhì)給出的，很清楚直徑完全可以不同于上面指出的數(shù)據(jù)。主輥筒和輥?zhàn)拥闹睆降谋嚷室彩强梢愿淖兊?。但是，輥?zhàn)拥闹睆阶詈靡戎鬏佂驳男　?br> 在鑄造過程中，主輥筒和輥?zhàn)佣急或?qū)動旋轉(zhuǎn)。熔融金屬7送入通道6，其高度最好保持在比輥?zhàn)拥妮S線略低的位置上。
將輥?zhàn)?的圓周線速度調(diào)節(jié)得比主輥筒1的圓周線速度高。兩者的速度差可以在2-20%之間，最好在6-10%之間。
當(dāng)熔融金屬7與主輥筒1和輥?zhàn)?的冷卻的表面接觸時(shí)，熔融金屬7發(fā)生凝固并在各個(gè)冷的表面上形成凝固的表皮，這些表皮的厚度沿著鑄造方向增厚。就上述例子而言，輥?zhàn)?的直徑比主輥筒1的小。主輥筒和輥?zhàn)拥膫?cè)壁具有相同的特性(銅壁)，這些側(cè)壁的冷卻狀況是這些側(cè)壁的表面上的熱交換的條件是相似的。因此，在本例子中，因?yàn)樵谥令i部的距離范圍內(nèi)，鑄造金屬與輥?zhàn)?相接觸的圓弧長度比它與主輥筒2相接觸的相應(yīng)的長度短，而且因?yàn)檩佔(zhàn)?的圓周線速度比主輥筒1的高，所以，鑄造金屬與輥?zhàn)酉嘟佑|的持續(xù)時(shí)間比它與主輥筒1相接觸的持續(xù)時(shí)間短。結(jié)果，在主輥筒1上形成的表皮10′的厚度比在輥?zhàn)?上形成的表皮10″的厚度大。這兩個(gè)表皮10′和10″大體上在主輥筒和輥?zhàn)又g的頸部相遇。
然而，應(yīng)該清楚地理解，當(dāng)金屬由液態(tài)經(jīng)糊狀區(qū)域逐漸過渡到固態(tài)時(shí)，在液態(tài)金屬與表皮之間沒有明確的界線。只要通過調(diào)整主輥筒和輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速或調(diào)整主輥筒和輥?zhàn)觽?cè)壁的冷卻程度就可以改變糊狀區(qū)域的位置。調(diào)節(jié)的目的是使頸部下游部分全部成為凝固的產(chǎn)品。
按照本發(fā)明的設(shè)備和方法，可以獲得板材或帶材之類的產(chǎn)品，它們具有良好的表面狀態(tài)，而且沒有前述的各種缺陷。
本發(fā)明并不局限于上述以舉例的形式描述的設(shè)備和方法。
例如，可以采用一個(gè)馬達(dá)來驅(qū)動主輥筒和輥?zhàn)?，在主輥筒和輥?zhàn)又g裝入一變速器，鑄造速度可以例如從每分鐘幾十米調(diào)整到幾百米。
輥?zhàn)酉鄬τ谥鬏佂驳奈恢靡部梢愿淖?，α角可以是任意值?br> 類似地，根據(jù)不同的鑄造條件，主輥筒和輥?zhàn)拥母髯缘睦鋮s程度，主輥筒和輥?zhàn)拥奶匦约氨砻鏍顟B(tài)，以及它們的潤滑情況，如果必要的話，可以采用不同的速度超過值。
很顯然，本發(fā)明的方法還可應(yīng)用于除鋼以外的其他金屬的連鑄生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種連鑄生產(chǎn)板材或帶材之類薄型產(chǎn)品的方法，其中使熔融金屬與一被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輥筒的被冷卻的側(cè)壁相接觸，熔融金屬還被一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)铀鶕踝。撦佔(zhàn)拥闹睆奖戎鬏佂驳男。惭b在距主輥筒的側(cè)壁的距離大體上等于鑄造產(chǎn)品厚度的距離處，通過調(diào)節(jié)主輥筒1和輥?zhàn)?的速度使液池(液相穴)的底部大體位于主輥筒和輥?zhàn)又g的頸部，所述的方法的特征在于，將輥?zhàn)?驅(qū)動得使其圓周線速度高于主輥筒1的圓周線速度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輥?zhàn)?的圓周線速度高出主輥筒1的圓周線速度大約2-20%。
3.一種連鑄生產(chǎn)薄型產(chǎn)品的設(shè)備，包括一其側(cè)壁被冷卻的被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輥筒，一將熔融金屬輸送到主輥筒所述的側(cè)壁上的輸送通道，和一平行于主輥筒安裝、且與主輥筒的距離大體上等于產(chǎn)品所需厚度的被冷卻的輥?zhàn)?，該輥?zhàn)又辽俨糠值胤庾∷龅妮斔屯ǖ蓝瞬康捻敳繀^(qū)域，所述的設(shè)備的特征在于，它裝有驅(qū)動輥?zhàn)?并使其可以獨(dú)立于主輥筒地調(diào)整速度的裝置4、5。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述的輥?zhàn)?相對于主輥筒1安裝在相對于垂直線為0-45°的α角度范圍內(nèi)。
全文摘要
一種連鑄生產(chǎn)板材或帶材之類薄型產(chǎn)品的方法，其中，使熔融金屬7與一被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輥簡1的被冷卻的側(cè)壁相接觸，熔融金屬7還被一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?所擋住，該輥?zhàn)拥闹睆奖戎鬏佂驳男?，它與主輥筒的側(cè)壁的距離大體上等于鑄造產(chǎn)品10的厚度。將輥?zhàn)?驅(qū)動得使其圓周線速度高于主輥筒1的圓周線速度。，實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備裝有驅(qū)動輥?zhàn)?、并使其可獨(dú)立于主輥筒地調(diào)節(jié)速度的裝置4和5。
文檔編號B22D11/06GK1039547SQ8910456
公開日1990年2月14日 申請日期1989年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月6日
發(fā)明者厄爾托·塞爾日 申請人:法國鋼鐵冶金研究所