[发明专利]连续铸造辊和它的生产方法

说明书

技术领域

本公开涉及连续铸造辊，尤其涉及用于钢的连续铸造的连续铸造辊。它还涉及用于生产这种辊的方法。

背景技术

钢的连续铸造是钢坯由钢水被连续地铸造的过程。更特别地，钢水从桶被向下倾倒入漏斗中，钢水从漏斗被输送到水冷模具中(初级冷却)。然后钢水凝固成半成品坯，用于精轧机中的后续轧制。坯被连续地供给到多个辊线组件所形成的两个轨道之间，每一个包括一个或多个辊以及其它部分、例如密封件和轴承，从而进一步成形和冷却坯至铸造材料的最终厚度。以这种方式，坯立即被间隔很近的辊支撑。为了增加凝固率，辊线组件或辊，通常在内部被水冷并且在坯通过喷雾室的时候用大量水喷洒(二级冷却)。

在弧板铸造机中，坯竖直离开模具(或在靠近竖直的弯曲的路径上)进入股线(strand)顶段并且在它通过弯曲的股线时它以水平位置离开股线。钢的连续铸造是涉及到高温和大温度变化的费力过程。此外，坯或股线的水冷导致极其腐蚀性的环境。因此，辊线组件需要承受非常苛刻的状况，使得组件及其部件逐渐恶化。作为实例，由于腐蚀、疲劳和磨损，辊的材料可能恶化。最终，辊或整个辊线组件必须更换或维护，这种维护需要冗长且昂贵的连续铸造处理的中断期。

尤其会经受恶化的一个辊线组件部件是辊，因为它与高温钢坯直接接触。因此，辊是辊线组件总寿命中的重要且决定的因素。包覆焊接(weld cladding)是改善辊的腐蚀、磨损、高温和疲劳抗性的业界标准的方法。使用这种方法，低合金钢设置有表面覆层，例如包括不锈钢。包覆焊接被认为是复杂的过程。这种方法常常导致辊套表面具有不均一的微观结构并且因此具有不均一的机械特性。另外，很难用包覆焊接整修辊。

所期望的是，连续铸造辊应当是高性能的以及生产和整修简单且合算的。现有的连续铸造辊可在这些方面改善。

发明内容

本公开的目的是提供一种改进的或替代的连续铸造辊。尤其关注的方面包括连续铸造辊的性能，例如有关腐蚀、磨损、疲劳和高温抗性，及其生产的成本和简易度。

根据本发明的第一方面，提供一种用于在连续铸造机中支撑和输送热材料的连续浇铸辊。所述辊具有适合于支撑热材料的支撑部分，所述支撑部分具有在轴向方向和径向方向上的延伸部并且包括低合金钢的中央部分所述中央部分由多个层同轴地围住，其中所述第一层包括奥氏体、具有至少一种陶瓷材料的第二层，其中所述第一层由所述第二层同轴地围住。

简明起见，以下将用“辊”指代“连续铸造辊”。

具有上述结构的辊可以具有对腐蚀、磨损、疲劳和高温的高抗性。这会使辊总寿命增长而且维护成本降低。另外，辊可通过简单且合算的过程并且可从普遍可得且相对廉价、例如低合金钢的材料生产。

辊的分层结构可产生结合了不同材料的期望特性的辊。层可具有不同或相似的功能。例如，硬化奥氏体的第一层可改善辊的低支撑特性。辊对腐蚀、磨损和疲劳的抗性可通过至少具有一种陶瓷材料的第二层来加强。具有铁氧化物的第三层可增加辊对腐蚀和磨损的抗性。

如支撑部分的径向方向所见，扩散层可布置在中央部分和第一层之间，从而使得扩散层由第一层同轴地围住。中央部分由扩散层同轴地围住。由于从中央部分的材料到第一层的材料的纵深且连续的转变，这样的扩散层限定了载荷承载能力方面的基础。换言之，扩散层是辊的一部分，在这一部分中，关于增加固溶硬化和沉淀硬化的水平方面，辊逐渐从由中央部分的材料构成化为由第一层的材料构成。

辊可包括在任意两个连续的层之间的过渡区。这种过渡区表现出从其中一个层的材料到另外一个层的材料的转变。

所述中央部分包括重量少于5％的铬、重量少于4％的镍以及重量少于2％的钼。在性能和经济方面，具有这种成分的低合金钢特别适合本发明。

所述第一层包括硬化的奥氏体，它可以改进辊的性能。“硬化的奥氏体”指的是奥氏体经过硬化处理得到的材料。马氏体和贝氏体是这种材料的实例。所述第一层可包括马氏体或贝氏体其中一种。马氏体和贝氏体是可改进辊承受重载荷能力的硬材料。