專利名稱：連續(xù)直接鑄造金屬帶的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的連續(xù)鑄造(連鑄)。它尤其涉及使用雙輥鑄造方法或通大體在冷卻式移動(dòng)壁之間直接從液態(tài)金屬來(lái)連續(xù)鑄造小厚度的金屬帶。
背景技術(shù)：
雙輥鑄造方法包括通過(guò)在沿相反方向旋轉(zhuǎn)并在內(nèi)部被冷卻的雙輥的圓柱形側(cè)壁上使液態(tài)金屬固化來(lái)鑄造金屬帶，所述金屬帶由例如碳鋼或不銹鋼、Fe-Ni或Fe-Si合金或其它的鐵合金或非鐵合金構(gòu)成。兩層固化的“表皮”在這些壁上形成，并且它們?cè)凇敖Y(jié)合頸”處大致被連接在一起，“結(jié)合頸”即所述各壁之間的間距最窄并且大致等于希望鑄造的帶厚(在1至10mm的量級(jí)，通常為3至5mm)之處的那一點(diǎn)。
在很多情況下，離開(kāi)鑄造輥的已固化金屬帶隨后在與鑄造輥成直線排列的一個(gè)或多個(gè)輥軋臺(tái)中經(jīng)歷一道或多道熱軋。僅在該熱軋后(和可選擇的其它冶金處理如再加熱和/或受控冷卻)，金屬帶被卷成卷筒形狀并被運(yùn)送給用戶或運(yùn)送到其它的處理平臺(tái)如冷軋生產(chǎn)線。
在線熱軋使獲得卷繞的薄帶鋼(更一般地，薄帶鐵合金)成為可能，其的厚度接近該制品的希望成品厚度而不必在離開(kāi)鑄造輥后(其中難以實(shí)現(xiàn)小于大約3mm厚度的金屬帶)必須直接獲得如此小的厚度。這也使精煉和均質(zhì)化該金屬帶的微結(jié)構(gòu)成為可能。
有利的是熱軋中的壓縮比(rate of reduction)應(yīng)當(dāng)盡可能高。但是，實(shí)際上在此方面特別是由于在金屬帶離開(kāi)鑄造輥和進(jìn)入軋機(jī)之間的時(shí)間內(nèi)形成在金屬帶的表面上的碳堆積而存在限制，這是因?yàn)榻饘賻П砻嬖诖髿鈿夥障碌难趸?br> 對(duì)此限制的一個(gè)補(bǔ)救方法是在鑄造輥和軋機(jī)之間安裝惰性化室(inertization chamber)，在該室內(nèi)保持氧含量低的中性或還原氣氛(reduced atmosphere)。但是這種處理室的存在顯著地使連續(xù)鑄造設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作變得復(fù)雜。并且即便采用所述的惰性化室，也難以獲得超過(guò)大于50％左右的壓縮比，除非裝置的工程費(fèi)用成比例地增長(zhǎng)，但與傳統(tǒng)的制造方法相比，這就會(huì)抵償“薄金屬帶鑄造”的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出用于連續(xù)鑄造薄金屬帶的方法和設(shè)備，對(duì)于在線熱軋，在有利的經(jīng)濟(jì)利益下，該方法和設(shè)備達(dá)到非常高的壓縮比。
為此目的，本發(fā)明的主題是用于連續(xù)直接鑄造(直連鑄)金屬帶的方法，根據(jù)此方法，通過(guò)在帶有冷卻式移動(dòng)壁的鑄模內(nèi)固化液態(tài)金屬來(lái)鑄造所述的金屬帶，并且隨后對(duì)所述的金屬帶進(jìn)行在線熱軋，其特征在于，當(dāng)金屬帶離開(kāi)鑄模時(shí)，將一制品施加到金屬帶表面上，該制品在所述表面留下一潤(rùn)滑層，其持續(xù)存在到金屬帶的熱軋階段，并釋放出對(duì)保護(hù)所述表面免于氧化有所貢獻(xiàn)的氣體。
所述的潤(rùn)滑層可以是含碳材料。
接下來(lái)，產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品可以是石墨。
產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品可以是含有油脂的碳酸鈣。
產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品可以是乙炔。
可以以至少50％壓縮比進(jìn)行熱軋。
所述液態(tài)金屬可以是鐵合金。
本發(fā)明的又一個(gè)主題是用于連續(xù)直接鑄造薄金屬帶的設(shè)備，該類型的設(shè)備包括帶有冷卻式移動(dòng)壁的鑄模，在所述鑄模內(nèi)，發(fā)生所述金屬帶的固化，以及用于所述已固化的金屬帶的在線熱軋單元，其特征在于，所述設(shè)備包括在金屬帶離開(kāi)鑄模時(shí)將一制品施加到所述金屬帶表面上的裝置，該制品在所述表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層在金屬帶進(jìn)入熱軋單元時(shí)持續(xù)存在于所述表面上。
所述移動(dòng)壁可以是沿相反方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)輥的側(cè)壁。
所述移動(dòng)壁可以是兩個(gè)移動(dòng)的傳送帶。
該設(shè)備可包括用于所述金屬帶的惰性化室，其位于所述金屬帶離開(kāi)鑄模的出口與所述金屬帶進(jìn)入熱軋單元的入口之間。
具體實(shí)施例方式
可以理解，本發(fā)明包括當(dāng)金屬帶離開(kāi)鑄造輥時(shí)，將一制品施加到所述金屬帶的表面(制品最初為固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))上，該制品在所述表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層持續(xù)存在，直至所述金屬帶進(jìn)入熱軋機(jī)。在熱軋過(guò)程中潤(rùn)滑效應(yīng)使在單道次中實(shí)現(xiàn)達(dá)到50％或更高的壓縮比成為可能。
明顯地，可以認(rèn)為此后可以進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)軋制道次(可選擇地由中間再加熱或冷卻所分開(kāi))。
在此狀態(tài)下，可以考慮從離開(kāi)鑄造輥后而在此方面符合慣例地具有3至5mm厚度的鑄造帶獲得具有1.5至1mm甚至更小的厚度的卷繞金屬帶。如此得到的熱軋制品在某些方面甚至可以代替需要冷軋制備的同樣厚度的制品。無(wú)論如何，在熱軋過(guò)程中獲得非常高的壓縮比的可能性增加了從如此得到的高軋制帶獲得利益的新的冶金可能性。
如果在所述金屬帶被軋制時(shí)所述金屬帶的表面沒(méi)有或幾乎沒(méi)有碳沉積，則可僅僅預(yù)期在金屬帶表面質(zhì)量的令人滿意狀態(tài)下獲得如此高壓縮比。從此方面來(lái)說(shuō)本發(fā)明也特別有利。意欲形成潤(rùn)滑的制品層起到抵抗大氣氧化的保護(hù)層的作用。而且，在制品被施加到所述金屬帶時(shí)并隨后的過(guò)程中制品的破裂導(dǎo)致形成氣體，這些氣體通過(guò)急劇地降低周圍氧氣濃度而起到使金屬帶表面惰性化的作用。如果使用惰性化室，這些氣體會(huì)保留在所述惰性化室內(nèi)并且它們本身參與表面惰性化，其使減小中性或還原氣體的添加量成為可能。在最有利的情況下，甚至可取消惰性化室，加熱后來(lái)自制品的氣體和金屬帶表面的熱作用下分解的氣體的釋放證明足以確保在所述金屬帶表面附近的所期望的低氧氣濃度。
實(shí)際上，離開(kāi)鑄造輥的所述金屬帶花費(fèi)幾秒鐘時(shí)間以到達(dá)在線熱軋單元并所述金屬帶具有950℃至1050℃區(qū)間內(nèi)的溫度。因此施加的制品的特性必須是這樣的，即它可高效的形式保持，例如當(dāng)所述金屬帶進(jìn)入熱軋單元時(shí)所述制品以金屬帶表面上的含碳材料的形式保持，并且至少在所述金屬帶離開(kāi)鑄造輥后的時(shí)段中，由于所述制品的破裂而可產(chǎn)生保護(hù)氣體。在這些過(guò)程中金屬帶是最熱的，因此碳沉積的危險(xiǎn)最高。如果不使用惰性化室，優(yōu)選地是這種破裂持續(xù)到熱軋單元。因此必須選擇此制品類型和被施加到所述金屬帶的各表面的量。
在可在本發(fā)明的范圍內(nèi)被使用的制品中，可以應(yīng)用石墨粉或油脂含量達(dá)50％的碳酸鈣。由于其相對(duì)高的粘度，后一種類型的制品尤其可以適用于包覆所述金屬帶，尤其附著在所述金屬帶的豎直行程部分上，或當(dāng)所述金屬帶進(jìn)入熱軋機(jī)時(shí)在其的鈍化表面(passive surface)上。
通常，可以有效利用一種制品，其在破裂后，在準(zhǔn)備被軋制的所述金屬帶的表面上留下含碳?xì)埩粑铩?br> 一種獲得該含碳?xì)埩粑锏姆椒梢园?，如向所述金屬帶表面吹送乙炔。根?jù)反應(yīng)
它的燃燒產(chǎn)生石墨，其隨后構(gòu)成本發(fā)明意欲得到的潤(rùn)滑層。本反應(yīng)還產(chǎn)生使氣氛為還原氣氛的氫氣。
在將其應(yīng)用于在雙輥間鑄造薄金屬帶的狀態(tài)下描述了本發(fā)明。但是，也可考慮將它應(yīng)用到其它類型的薄金屬帶鑄造設(shè)備中，例如應(yīng)用到在兩個(gè)冷卻式移動(dòng)的傳送帶之間鑄造5至10mm級(jí)別的、相對(duì)大厚度的薄金屬帶。
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)直接鑄造金屬帶的方法，其中，通過(guò)在帶有冷卻式移動(dòng)壁的鑄模中固化液態(tài)金屬來(lái)鑄造所述金屬帶，隨后對(duì)所述金屬帶進(jìn)行在線熱軋，其特征在于，當(dāng)所述金屬帶從鑄模中排出時(shí)，一制品被施加于該金屬帶的表面，該制品在所述表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層在熱軋期間持續(xù)存在于所述表面上，并釋放出有助于保護(hù)所述表面免于氧化的氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述潤(rùn)滑層是含碳材料。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品是石墨。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品是含油脂碳酸鈣。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生持續(xù)存在的潤(rùn)滑層的所述制品是乙炔。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以至少50％的壓縮比進(jìn)行熱軋。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述液態(tài)金屬是鐵合金。
8.用于連續(xù)直接鑄造薄金屬帶的設(shè)備，該設(shè)備包括帶有冷卻式移動(dòng)壁的鑄模，在所述鑄模內(nèi)，使所述金屬帶固化，以及用于已固化金屬帶的在線熱軋單元；其特征在于，所述設(shè)備包括在所述金屬帶離開(kāi)鑄模時(shí)將一制品施加到所述金屬帶表面的裝置，所述制品在所述表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層在金屬帶進(jìn)入熱軋單元時(shí)持續(xù)存在于所述表面上。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)壁是沿相反方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)輥的側(cè)壁。
10.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)壁是兩個(gè)移動(dòng)的傳送帶。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于所述金屬帶的惰性化室，其位于所述金屬帶離開(kāi)所述鑄模時(shí)的出口與進(jìn)入所述熱軋單元時(shí)的入口之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于連續(xù)直接鑄造金屬帶的方法，其中通過(guò)在帶有冷卻式移動(dòng)壁的鑄模內(nèi)固化液態(tài)金屬來(lái)鑄造金屬帶，并且在線對(duì)金屬帶進(jìn)行熱軋。在金屬帶從鑄模排出時(shí)，一制品被施加到金屬帶的表面，該制品在所述表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層在金屬帶被熱軋期間持續(xù)存在并且釋放氣體，該氣體有助于所述表面免于氧化。本發(fā)明還涉及連續(xù)直接鑄造薄金屬帶的設(shè)備，該設(shè)備包括帶有移動(dòng)冷卻壁的鑄模，在所述鑄模中發(fā)生金屬帶的固化，以及用于固化的金屬帶的在線熱軋單元。所述設(shè)備包括用于在金屬帶離開(kāi)鑄模時(shí)將一制品施加到的所述金屬帶表面上的裝置，所述制品在金屬帶的表面上留下一潤(rùn)滑層，該潤(rùn)滑層所述金屬帶在進(jìn)入熱軋單元時(shí)持續(xù)存在。
文檔編號(hào)B21B1/46GK1802226SQ200480015971
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者安妮·德茲, 帕斯卡爾·馬松, 米歇爾·法拉爾, 讓－米歇爾·雷特爾, 喬治·波爾庫(kù), 讓-米歇爾·達(dá)馬斯 申請(qǐng)人:烏西諾公司, 蒂森克虜伯尼羅斯塔公司, 弗斯特·阿爾卑斯工業(yè)有限公司