[发明专利]一种清理双辊薄带连铸辊面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸工艺，特别涉及一种清理双辊薄带连铸辊面的方法。

背景技术

双辊薄带连铸技术作为一种短流程冶金工艺技术，其典型生产工艺为：熔融的钢水直接浇铸在一个由两个相向转动并具有冷却功能的结晶辊和侧封板围成的空间内形成熔池，钢水在结晶辊表面被冷却并进而凝固，最后在结晶辊最小缝隙处形成薄带钢，薄带钢经过热轧和冷却后卷取，直接制造成热轧成品卷。

熔融钢水在凝固过程中会有很多金属或非金属蒸发并形成氧化物沉积在金属基体上，并在其表面形成一层氧化物薄膜，由于这些氧化物的熔点低于钢的熔点，能够提高钢水的导热强度。但是，如果氧化膜的累计厚度不均匀会导致钢水的凝固速度不同，进而导致铸带表面产生裂纹或缩孔等缺陷，所以，需要采用一种装置和方法清除结晶辊表面多余的氧化物，有效地控制结晶辊表面的氧化物厚度均匀性，提高铸带表面质量。

为此，大多数薄带连铸研究机构采用了辊状毛刷(以下简称毛刷辊)作为主要的清理工具和手段，并采用一定的压力使毛刷辊贴紧结晶辊辊面，并利用二者的速度差使得刷毛和结晶辊辊面相互摩擦从而清除辊面氧化物沉积。

清洁结晶辊辊面时，毛刷辊需要一定的压力使得与结晶辊接触的刷毛产生弯曲，才能产生良好的清理效果，但是产生随着作业时间的延长，毛刷辊的刷毛磨损变短，辊径变小，此时毛刷辊外圆的刷毛植密度已经高于初始投入时的值，此时需要改变一些毛刷辊的使用参数，如压力、转速等，才能保证磨损前、后毛刷辊对结晶辊的清理效果一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清理双辊薄带连铸辊面的方法，在双辊薄带连铸浇铸过程中，提高辊面清理装置清理结晶辊的效果，保证结晶辊辊面氧化膜均匀分布，提高铸带质量。本发明适用于用双辊式薄带连铸机，浇注厚度0.5-5mm的金属铸带。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种薄带连铸结晶辊辊面清理装置，分别对应结晶辊布置；其包括，两根毛刷辊，分别平行结晶辊布置，且位于在每根结晶辊非熔池侧的上下设置；毛刷辊呈圆柱状，其外周植有细长金属丝作为刷毛；毛刷辊两端部设置有轴承座；轴承座后部分别设置有压力传感器；两电机，分别联接所述两根毛刷辊；两液压缸，通过压力传感器作用在轴承座上，带动毛刷辊贴紧或离开结晶辊；两液压缸控制回路分别设置伺服阀；所述液压缸上设置位移传感器；一控制器，所述压力传感器、位移传感器及两液压缸伺服阀电性连接所述控制器；毛刷辊外圆的刷毛植密度设置在12～30％之间，刷毛植密度即毛刷辊外圆上单位面积内的刷毛截面积所占百分比。

本发明薄带连铸结晶辊辊面的清理方法，其特征是，辊面清理装置的两个毛刷辊分别在液压缸和电机带动下，转动并接近结晶辊，并以一定的压力顶紧在结晶辊辊面；随着清理作业的持续进行，控制器根据毛刷辊的外圆变化推断其植密度变化，相应地，通过控制伺服阀驱使液压缸带动毛刷辊前进，液压缸位移由位移传感器测知，以保持毛刷辊的刷毛弯曲量e保持在0.5％～2.5％；该弯曲量e的设定公式如下：

其中：e：刷毛弯曲量，％；

r₀：毛刷辊初始直径，mm；

r₁：毛刷辊工作直径，mm。

进一步，毛刷辊转动清理辊面过程中，其与结晶辊相对转动速度比值乘以毛刷辊植密度的积要大于1，即：

其中：V₁：毛刷辊线速度，m/min；

V2：结晶辊线速度，m/min；

λ：毛刷辊植密度，％。

更进一步，在毛刷辊磨损严重，其外圆的植密度超过35％以后，通过将其外圆形貌，加工成螺旋波浪形或螺旋锯齿形降低其表面植密度后继续使用。

又，辊面清理装置的控制系统根据毛刷辊磨损量计算出其植密度的变化情况，相应地改变毛刷辊的转动速度；其中，毛刷辊外圆的刷毛植密度设置在12～30％之间，刷毛植密度即即1平方分米内所有刷毛截面积所占比例；毛刷辊外圆半径与植密度的遵循下式：

其中：d₀：为毛刷辊初始外径，mm；

d_n：为毛刷辊磨损后的外径，mm；

ρ₀：毛刷辊直径为d₀时的植密度，％；

ρ_n：毛刷辊直径为d_n时的植密度，％。