[发明专利]连续浇注金属带的方法

说明书

                        技术领域

本发明涉及金属带铸造。其特别但不排他地用于铁基金属带的铸造。本发明特别涉及连续浇注金属带的方法。

                        背景技术

公知通过双辊连铸机连铸可铸造出金属带。该技术中熔融金属被引导到一对反向旋转的水平浇注辊之间，浇注辊被冷却，以便在移动的辊子表面凝固形成金属壳，金属壳在辊缝之间聚集产生凝固带。带产品从辊缝之间向下输送。“辊缝”一词这里指辊子靠得最近的大致区域。熔融金属可从浇包注入小的中间包或一系列中间包，从此金属液通过位于辊缝上的金属输送嘴引入辊缝中，在紧挨辊缝之上的辊子浇注表面上形成熔融金属浇注熔池，该熔池沿辊缝的长度方向延伸。该浇注熔池通常被限定在与辊子的端面滑动配合的侧板或侧堰之间，侧板可防止熔池的两端逸出金属液，当然也可用其它装置，例如电磁挡件。

尽管双辊浇注已较成功地应用于有色金属，因有色金属在冷却时凝固快，该技术应用于铁类金属的浇注时存在一些问题。一个具体的问题是在辊子的浇注表面上获得足够迅速和均匀的金属液冷却。

我们的美国专利5,520,243(国际专利申请PCT/AU93/00593)描述了一种技术，通过保证浇注辊表面具有一定的光滑特性，并应用熔融金属熔池与浇注辊浇注表面之间的相对振动，使得金属在辊子的浇注表面的冷却显著提高。具体说，该专利公开了应用选定频率和振幅的振动以实现金属凝固过程的完全新的效果，这样的凝固过程显著改善了从凝固熔融金属中的热传导，该改进使得以一定速度浇注的金属厚度可显著增加，或使得一定厚度的金属带的浇注速度显著提高。改进的热传导还使得浇注金属的表面结构显著细化。

我们的美国专利5,584,338描述了另一技术，浇注熔池的熔融金属与浇注表面之间的有效的相对振动可通过应用声波于浇注熔池的熔融金属上而产生，从而提高热传导，并通过利用非常低的功率水平声波范围的声波使得凝固结构细化。

我们的另一美国专利5,720,336描述了对发生于浇注表面和浇注熔池的熔融金属界面处的热传导机理的研究结果，并指出了凝固时的热通量可通过保证每个浇注表面被一层在金属的凝固温度下至少部分地为液体的材料所覆盖来控制和增强，从而在不必在浇注熔池和辊子之间产生相对振动的情况下实现热传导的改善。

下面有必要涉及浇注表面光滑性的定量计量。在我们的实验中使用的、在限定本发明的范围时有用的一种特定的计量方法是一种称为算术平均粗糙度，其由符号R_a表示。该值定义为在测量长度l_m内距粗糙表面轮廓的中心线的所有粗糙轮廓的绝对距离的算术平均值。该轮廓的中心线是粗糙度测量的基准线，是平行于粗糙表面的宽度方向界限内轮廓的总体方向的线，使得该线与轮廓部分之间在线的每一侧形成的面积之和相等。该算术平均粗糙度值可定义为： R a = 1 / l m ∫ x = 0 x = l m | y | dx ]]>

尽管上述技术可实现铁类金属带浇注的高的凝固速度，但是生产出的金属带往往具有称为“鳄鱼皮”的表面缺陷。该缺陷发生在通过凝固壳的热通量存在变化的情况下，在双辊连铸机的辊子的浇注表面上的凝固壳中同时发生δ和γ铁相凝固时。δ和γ铁相具有不同的热强度特性，热通量的变化会使得在浇注辊缝处汇集的凝固壳中产生局部变形，导致在带产品的表面产生鳄鱼皮缺陷。以前这一问题的解决办法是通过复杂的浇注辊清洁装置努力使得浇注辊上的氧化物的积累保持在严格的范围内。