[发明专利]双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属薄带连铸技术，特别涉及双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法。

背景技术

薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现正为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中薄型钢材的生产过程。

传统的薄型钢材一般采用板坯连铸法，在生产中需要经过多道次热轧和反复冷轧等工序。能耗大，工序复杂，生产周期长，劳动强度大，产品成本高，转产困难等缺点。厚板坯(200～300mm)连铸连轧工艺线长度一般在500～800m之间，薄板坯(50～60mm)为300～400m，而采用薄带连铸技术，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯稍经冷轧就一次性形成工业成品，简化了生产工序，缩短了生产周期，其工艺线长度仅60m。设备投资也相应减少，产品成本显著降低，并且薄带质量不亚于传统工艺。此外，利用薄带连铸技术的快速凝固效应，还可以生产出难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。但从目前的研究情况看，主要集中在不锈钢、低碳钢和硅钢片方面。

薄带连铸技术工艺方案因结晶器的不同分为带式、辊式、辊带式等，其中研究得最多、进展最快、最有发展前途的当属双辊薄带连铸技术。该技术在生产0.7～2mm厚的薄钢带方面具有独特的优越性，其工艺原理是将金属液注入一对反向旋转且内部通水冷却的铸辊之间.使金属液在两辊间凝固形成薄带。双辊铸机依两辊辊径的不同分为同径双辊铸机和异径双辊铸机.两辊的布置方式有水平式、垂直式和倾斜式三种，其中尤以同径双辊铸机发展最快、已接近工业规模生产的水平。

1857年，英国的Bessemer首次尝试采用双辊技术直接铸造钢带，并获得了该项技术的第一项专利。在最初的100多年里，由于制造技术和控制技术等相关技术的落后.过程控制较为困难，产品质量无法保证，使得这项技术基本上处干停滞状态。到了1989年，澳大利亚BHP(Broken Hill Proprietary Company)公司和日本的IHI(Ishikawajima-Harima Heavy Industries)公司决定联合开发钢的双辊薄带连铸技术。在澳大利亚建立了一个用于研究此项技术的研究厂，命名为M工程。直至1999年，M工程才完成了它的使命。通过研究和开发，在薄带连铸技术方面获得了1500多项专利。为了管理和继续研发有关技术，由美国Nucor公司，BHP和IHI合资组建了一个铸带(CastripTM)有限责任公司(LLC)。首家利用薄带连铸技术进行商业性生产的公司是美国Nucor公司，命名为C工程。

目前钢铁材料薄连铸技术的主要问题是钢带的表面质量达不到要求。所有的薄带连铸所生产的材料均是表面等级较低的钢板，表面质量问题是制约钢铁材料薄连铸技术发展的主要瓶径。另外，钢铁材料的热能较高，因此钢板薄带连铸的速度比较低。

发明内容

鉴于现有状况，本发明的目的在于提供一种双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法，特别是钢铁材料的薄带连铸技术，钢板的表面质量达到传统热轧薄板的表面质量，同时薄板的连铸速度达到现有薄带连铸速度的两倍。

为达到上述目的，本发明的技术方案是采用双辊双带复合连铸连轧技术，在金属材料的连铸过程中，两条金属母带分别通过两个反向旋转的结晶辊共同形成钢液溶池，金属熔液在母带上发生结晶凝固，在结晶辊的铸轧作用下形成复合铸带，再经轧制形成最终薄带。

具体地，双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法，两条金属母带环绕于结晶辊，由两个结晶辊和两条金属母带形成熔池，熔池中的金属熔液与金属母带接触发生凝固；金属熔液凝固后与两个金属母带共同形成复合铸带，两个结晶辊相互反向转动带动下，复合铸带向下运动，经导向辊转向后进入热轧机轧制，轧制后进行成品薄带；复合铸带在结晶辊的出带时表面温度区间在两条金属母带中低熔点母带0.5T_m～0.9T_m之间。

进一步，本发明复合铸带在结晶辊的出带后再通过第二对结晶辊二次铸轧冷却，或者，可以进行气冷或水雾冷却，经导向辊转向后进入热轧机轧制，轧制后进行成品薄带。

两条金属母带在压紧辊的压紧下环绕于结晶辊。

作为金属母带材料为碳钢、不锈钢、铜、钛、镍或铬。

在连铸过程中两条金属母带的成分可以相同，也可以不相同。

采用张力控制协调系统中各个部分，两条母带和复合铸带的张力相同，张力的范围为2.3Mpa～5.0MPa。