專利名稱：一種逆重力線金屬帶連鑄機(jī)及其薄金屬帶連鑄工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄金屬帶的連鑄工藝和設(shè)備。
背景技術(shù)：
用連鑄機(jī)直接澆注厚度為1～10mm帶鋼的工藝稱為帶鋼連鑄或直接帶鋼連鑄。這種帶鋼連鑄技術(shù)的想法始于140多年前，即1856年由英國的貝塞麥(Bessmer)提出。從那時以來，為了達(dá)到這一目的在世界范圍內(nèi)進(jìn)行了各種各樣的實驗研究，然而沒有成功。其技術(shù)障礙是注入鋼水液面控制和冷卻輥的轉(zhuǎn)動控制以及兩輥之間的間隙控制等。20世紀(jì)70年代，世界上是大力發(fā)展傳統(tǒng)連鑄的時期；隨著傳統(tǒng)連鑄的成熟，20年代80年代，世界的大量研究力量投向帶鋼連鑄，經(jīng)過10多年的開發(fā)研究，在帶鋼連鑄技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，從事這一技術(shù)的有日本、美國、德國、意大利、法國、英國、韓國、中國等國，共研制20多臺不同的類型的連鑄機(jī)進(jìn)行試驗研究和半工業(yè)性規(guī)模生產(chǎn)試驗。
最初生產(chǎn)冷帶鋼至少要經(jīng)過4大步驟，即模鑄、開坯、熱扎和冷軋；連鑄的出現(xiàn)，減少掉開坯工序，剩下連鑄、熱扎、冷軋；連鑄連軋的出現(xiàn)，可以說是鋼鐵工業(yè)的革命，只省掉加熱一個小步驟，帶鋼連鑄的出現(xiàn)，直接省掉連鑄連軋工序，要生產(chǎn)厚度1mm以下的帶鋼，采用傳統(tǒng)(150～250mm)厚板坯或薄板坯(50～70mm)來生產(chǎn)，設(shè)備投資減少40～50％，生產(chǎn)成本減少10～20％，節(jié)約能源0.628GJ/噸鋼。這也是世界上大量研究力量、試驗力量投向帶鋼連鑄的根本原因所在。
薄帶鋼連鑄是現(xiàn)在生產(chǎn)帶鋼最節(jié)能的一種生產(chǎn)方式，具有一次設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，到目前為止，數(shù)量最多的形式最典型的最成熟的帶鋼連鑄機(jī)是雙輥式帶鋼連鑄機(jī)，但此類帶鋼連鑄機(jī)依然還存在不少技術(shù)問題沒有解決，如金屬液流入及控制難的問題，側(cè)擋板與輥子之間的密封問題，阻礙著此類連鑄推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種新型薄金屬帶，特別是薄帶鋼的連鑄工藝及設(shè)備——逆重力線金屬帶鋼連鑄機(jī)及其薄金屬帶連鑄工藝，以克服現(xiàn)有薄金屬帶連鑄技術(shù)存在的問題，進(jìn)一步降低薄金屬帶的生產(chǎn)成本和設(shè)備投資成本，一次鑄出更薄的優(yōu)質(zhì)薄金屬帶。
本發(fā)明是在分析各國的帶鋼連鑄機(jī)的基礎(chǔ)上提出一種新的金屬帶連鑄機(jī)以及應(yīng)用這種連鑄機(jī)的薄金屬帶連鑄工藝，本發(fā)明所設(shè)計的逆重力線金屬帶連鑄機(jī)采用下述技術(shù)結(jié)構(gòu)方案它包括由耐熱材料制成的液態(tài)金屬池、兩條冷卻鑄輥、引帶輥和金屬帶卷取機(jī)，兩條冷卻鑄輥由驅(qū)動裝置驅(qū)動，以相反方向勻速轉(zhuǎn)動，形成雙輥對滾向上擠壓結(jié)構(gòu)，其相鄰輥面之間留有擠壓縫，可于1～10mm范圍之間調(diào)整，雙輥的底部置于液態(tài)金屬池中，有伺服系統(tǒng)控制雙輥在液態(tài)金屬池中的位置，用以牽引成形金屬帶的引帶輥位于兩冷卻鑄輥擠壓縫的正上方，金屬帶卷取機(jī)位于引帶輥的一側(cè)用以將成形金屬帶卷成帶卷，兩冷卻鑄輥的內(nèi)部具有冷卻腔。
本發(fā)明的逆重力線金屬帶連鑄機(jī)中的冷卻鑄輥的直徑可為200～5000mm，長度可為100～5000mm。
應(yīng)用本逆重力線金屬帶連鑄機(jī)按以下的薄金屬帶連鑄工藝生產(chǎn)薄金屬帶在保護(hù)氣體的保護(hù)下，向液態(tài)金屬池注入液態(tài)金屬；將兩條冷卻鑄輥的下部浸入液態(tài)金屬池中液態(tài)金屬里，并保持恒定的浸入深度；向兩冷卻鑄輥內(nèi)的冷卻腔通入冷卻水對冷卻鑄輥強(qiáng)制冷卻；調(diào)整兩冷卻鑄輥的擠壓縫至所生產(chǎn)的品種規(guī)格的大??；當(dāng)液態(tài)金屬在兩條冷卻鑄輥上凝固了一層薄金屬后，使兩條冷卻鑄輥按相反方向勻速旋轉(zhuǎn)，帶著金屬薄層離開液態(tài)金屬池，兩條冷卻鑄輥上的金屬薄帶層在擠壓縫被冷卻鑄輥擠壓成一條金屬帶；被擠壓成而的金屬帶脫離冷卻鑄輥后，由引帶輥引出，再引入金屬帶卷取機(jī)卷成帶卷。
在生產(chǎn)中，兩條冷卻鑄輥的底部浸入液態(tài)金屬池的液態(tài)金屬中的深度要達(dá)到1～10mm，并在生產(chǎn)中保持恒定。
通入兩條冷卻鑄輥內(nèi)的冷卻腔的冷卻水的流速要達(dá)到6～12m/s。
本發(fā)明的連鑄機(jī)及其工藝形式的名稱取于金屬帶的運(yùn)動方向與重力線相反工作方式而命名，其工作原理是金屬液體在接觸到冷卻輥時，由于輥壁的強(qiáng)烈冷卻作用，與輥面接觸的液態(tài)金屬凝固成激冷層，激冷層與鑄輥粘接一起，激冷層隨著鑄輥的轉(zhuǎn)動逐漸增厚而形成薄鑄坯；同時薄坯層由于冷卻收縮會輥壁脫離，隨著薄坯層脫離輥面，會減弱坯殼成長；薄坯層在已形成帶鋼牽引力、黏結(jié)力、鋼水靜壓力、離心力的共同作用下離開鋼水；隨著輥子轉(zhuǎn)動，兩條薄坯層進(jìn)入擠壓區(qū)，受到擠壓，產(chǎn)生大量變形——類似軋制，坯殼產(chǎn)生前滑和后滑而脫離鑄輥，形成帶鋼；形成的帶鋼由引帶裝置牽引，進(jìn)入卷取機(jī)，卷成薄帶卷。
本發(fā)明的金屬帶連鑄技術(shù)與現(xiàn)有帶鋼的連鑄比較，具有①簡化液面控制，②簡化原料進(jìn)口系統(tǒng)；③去掉側(cè)封板及密封問題，④減少生產(chǎn)事故，有效生產(chǎn)機(jī)時增加，產(chǎn)量增加，⑤節(jié)約耐火材料，⑥生產(chǎn)成本進(jìn)一步減少21.3％以上，⑦可生產(chǎn)更薄的金屬帶等的優(yōu)點(diǎn)。
用這種連鑄機(jī)來生產(chǎn)需求量少、難變形的鋼種的優(yōu)點(diǎn)猶為突出，如超薄熱軋硅鋼帶、不銹鋼；對有色金屬銅鋁的鑄造也有巨大的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的薄帶鋼連鑄機(jī)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種逆重力線帶鋼連鑄機(jī)實施例如附圖所示，1為耐熱材料造成液態(tài)金屬池；2為兩條鑄造金屬帶的冷卻鑄輥；3為引帶輥，為一套金屬帶引出裝置；4為金屬帶卷取機(jī)。
本連鑄機(jī)的兩條冷卻鑄輥直徑為1000mm，長度為2000mm。兩條冷卻鑄輥安裝有驅(qū)動裝置以驅(qū)動雙輥反向勻速轉(zhuǎn)動，并有伺服系統(tǒng)控制雙輥在液態(tài)金屬池中的位置。
用本連鑄機(jī)生產(chǎn)厚度為1mm的鋼帶的連鑄工藝如下在保護(hù)氣體的保護(hù)下，向液態(tài)金屬池1注入鋼水；將兩條冷卻鑄輥2的下部浸入液態(tài)金屬池中鋼水里，浸入深度為10mm；向兩冷卻鑄輥內(nèi)的冷卻腔通入冷卻水對冷卻鑄輥強(qiáng)制冷卻；調(diào)整兩冷卻鑄輥的擠壓縫至稍大于1mm；當(dāng)液態(tài)金屬在兩條冷卻鑄輥上凝固了一層薄鑄坯后，使兩條冷卻鑄輥按相反方向勻速旋轉(zhuǎn)，帶著薄鑄坯帶層離開液態(tài)金屬池，兩條冷卻鑄輥上的薄帶層在擠壓縫被冷卻鑄輥擠壓成一條薄鋼帶；被擠壓成而的薄鋼帶脫離冷卻鑄輥后，由引帶輥3引出，再引入金屬帶卷取機(jī)4卷成帶卷。在鋼帶連鑄過程中，通過伺服系統(tǒng)控制兩條冷卻鑄輥的底部在液態(tài)金屬池的鋼水中的浸入深度保持恒定。
權(quán)利要求
1.一種逆重力線金屬帶連鑄機(jī)，其特征在于包括由耐熱材料制成的液態(tài)金屬池(1)、兩條冷卻鑄輥(2a、2b)、引帶輥(3)和金屬帶卷取機(jī)(4)構(gòu)成，兩條冷卻鑄輥(2a、2b)由驅(qū)動裝置驅(qū)動，以相反方向勻速轉(zhuǎn)動，形成雙輥對滾向上擠壓結(jié)構(gòu)，其相鄰輥面之間留有擠壓縫，可于1～10mm范圍之間調(diào)整，雙輥的底部置于液態(tài)金屬池(1)中，有伺服系統(tǒng)控制雙輥在液態(tài)金屬池(1)中的位置，用以牽引成形金屬帶的引帶輥(3)位于兩冷卻鑄輥擠壓縫的正上方，金屬帶卷取機(jī)(4)位于引帶輥(3)的一側(cè)用以將成形金屬帶卷成帶卷，兩冷卻鑄輥的內(nèi)部具有冷卻腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆重力線金屬帶連鑄機(jī)，其特征在于所說的冷卻鑄輥(2a、2b)的直徑為200～5000mm，長度為100～5000mm。
3.采用權(quán)利要求1所述的逆重力線金屬帶連鑄機(jī)的薄金屬帶連鑄工藝，其特征在于在保護(hù)氣體的保護(hù)下，向液態(tài)金屬池(1)注入液態(tài)金屬；將兩條冷卻鑄輥(2a、2b)的下部浸入液態(tài)金屬池(1)中液態(tài)金屬里，并保持恒定的浸入深度；向兩冷卻鑄輥內(nèi)的冷卻腔通入冷卻水對冷卻鑄輥強(qiáng)制冷卻；調(diào)整兩冷卻鑄輥的擠壓縫至所生產(chǎn)的品種規(guī)格的大?。划?dāng)液態(tài)金屬在兩條冷卻鑄輥上凝固了一層薄金屬后，使兩條冷卻鑄輥(2a、2b)按相反方向勻速旋轉(zhuǎn)，帶著金屬薄層離開液態(tài)金屬池，兩條冷卻鑄輥上的金屬薄帶層在擠壓縫被冷卻鑄輥(2a、2b)擠壓成一條金屬帶；被擠壓成而的金屬帶脫離冷卻鑄輥后，由引帶輥(3)引出，再引入金屬帶卷取機(jī)(4)卷成帶卷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄金屬帶連鑄工藝，其特征在于兩條冷卻鑄輥(2a、2b)的底部浸入液態(tài)金屬池(1)的液態(tài)金屬中的深度為1～10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄金屬帶連鑄工藝，其特征在于通入兩條冷卻鑄輥(2a、2b)內(nèi)的冷卻腔的冷卻水的流速為6～12m/s。
全文摘要
本發(fā)明提供一種逆重力線金屬帶連鑄機(jī)及其薄金屬帶連鑄工藝，所述的逆重力線金屬帶連鑄機(jī)包括由耐熱材料制成的液態(tài)金屬池、兩條冷卻鑄輥、引帶輥和金屬帶卷取機(jī)。兩條冷卻鑄輥由驅(qū)動裝置驅(qū)動，以相反方向勻速轉(zhuǎn)動，形成雙輥對滾向上擠壓結(jié)構(gòu)。進(jìn)行金屬帶連鑄生產(chǎn)時，將雙輥浸入液態(tài)金屬中，當(dāng)液態(tài)金屬在雙輥上凝固了一層薄金屬后，使雙輥按相反方向勻速旋轉(zhuǎn)，帶著金屬薄層離開液態(tài)金屬池，雙輥上的金屬薄帶層在擠壓縫被冷卻鑄輥擠壓成一條金屬帶，被擠壓成而的金屬帶脫離冷卻鑄輥后，由位于雙輥上方的引帶輥引出，再引入金屬帶卷取機(jī)卷成帶卷。
文檔編號B22D11/14GK1872454SQ200510034888
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者張祝得, 李烈軍, 莊漢洲, 陳學(xué)文 申請人:廣州鋼鐵企業(yè)集團(tuán)有限公司