[发明专利]在用于双辊薄带连铸工艺的铸辊表面形成连续沟槽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在用于双辊薄带连铸(twin roll strip casting) 的铸辊(casting roll)的表面上形成用于排放气体的连续沟槽的方 法，更具体而言，涉及一种在用于双辊薄带连铸的铸辊的表面上形成 用于排放气体的连续沟槽的方法，所述方法适合于在用于双辊薄带连 铸机的铸辊的表面中形成微凹(dimple)，所述方法包括：将光刻胶 (photoresist)涂覆到铸辊的整个表面上；在所涂覆的光刻胶上进行 图案化；使铸辊的受到图案化的表面显影；并且蚀刻铸辊的在显影过 程中曝光的金属表面。所述方法防止产生凹痕(dent)，能够制造没有 缺陷的铸件，并且获得广泛的应用性，不仅能应用于高锰钢，而且能 应用于因大量挥发气体而易于产生凹痕或者类似缺陷的各种类型的铸 钢。

背景技术

如图1所示，在通常的双辊薄带连铸机100中，通过浸嘴 (immersion nozzle)104将中间包103中的钢液(molten steel)供 给到双铸辊101和附接到该双铸辊的相对表面的边缘挡板102(edge dam)之间，从而形成钢液池105，并且铸辊101相互以相反方向旋转， 使得钢液与辊子形成接触，这样将热传递到辊子，从而将钢液快速凝 固，铸件106就是由该钢液制造的。

在用于制造铸件106的薄带连铸机100中，辊子的表面形状被认 为是非常重要的，并且相关技术是用于制造没有缺陷的铸件的薄带连 铸工艺的核心。通常，在液态金属凝固为固相的情况下，产生包括凝 固收缩力和相变应力的内应力。尤其是，如在薄带连铸过程中，在以 高冷却率进行凝固的情况下，由于这种内应力的增加，非常可能在铸 件中产生表面裂纹。因此，在薄带连铸过程中，通常众所周知的是一 种使铸辊表面具有粗糙度以有效分散和消除内应力的技术。

奥氏体不锈钢是迄今用于薄带连铸过程的最常见的一种类型的 钢。当将普通钢与奥氏体不锈钢一起进行薄带连铸时，处理铸辊表面 的方法的实施例包括滚花、光刻、喷砂(shot blasting)和激光处理。 由上述工艺所形成的粗糙表面的特征在于，该粗糙表面以精细且独立 的微凹210的形式形成，如图2所示。该形状用来有效分散和消除由 凝固所伴随的应力，从而防止在铸件中产生表面裂纹。

然而，在使用通过上述工艺而具有粗糙度的铸辊来制造高锰钢薄 带的情况下，如图3(a)所示，在铸件表面中产生了在其他类型钢中未 发现的小凹痕310。

产生凹痕310的原因在于，在高锰钢中，不像其他类型的钢，具 有低熔点和低蒸发压力而因此比其他元素更容易挥发的锰在钢液中的 含量是18～25重量百分比，因此在铸造期间容易从钢液池蒸发，结果 是所形成的蒸气完全装在弯月罩(meniscus shield)中。而且，蒸气沉 积在铸辊的表面以及弯月罩的内表面上。当处于被聚集在旋转铸辊表 面的隔离微凹中的状态的蒸气与液相的钢液形成接触时，可能会由于 从钢液所传递的高热量而发生装在微凹中的气体的膨胀或爆炸。相应 地，在凝固过程中，向与此微凹的上表面直接接触的易碎凝固壳施加 了冲击，结果由冲击力不合希望地产生了凹痕310。图3(b)是一个图 表，示出当使用传统的铸辊来制造高锰钢薄带时的凹痕数和凹痕率。 如该图所示，使用传统的铸辊来制造高锰钢铸件的情况形成了大量的 凹痕和高凹痕率。

因此，为了防止产生不希望有的表面凹痕，需要一种新颖的微凹 形成方法，所述方法非常不同于用于将奥氏体不锈钢或普通钢铸造为 薄带的传统辊表面处理。

发明内容

本发明要解决的技术任务

因此，针对相关技术中所出现的上述问题而进行了本发明，本发 明的目标之一是提供一种在用于双辊薄带连铸的铸辊的表面中形成用 于排放气体的连续沟槽的方法，所述方法允许所聚集的气体从辊子的 整个表面被有效排放而未被隔离，从而防止产生凹痕并且能够制造没 有缺陷的铸件。

技术方法