[发明专利]具有边缘控制的金属带铸造方法

说明书

本公开涉及用于连续铸造薄带的方法和设备，其中一个或多个膨胀环布置在一对铸造辊中的至少一个内，并且使用至少一个传感器自动测量铸带的第一侧边缘附近的铸带厚度，若实测厚度太薄，则自动减小紧邻第一侧边缘布置的膨胀环的径向尺寸，以在铸造期间使圆筒形管收缩并增大铸带的厚度，若实测厚度表明铸带的厚度太厚，则自动增大紧邻第一侧边缘布置的膨胀环的径向尺寸，以在铸造期间使圆筒形管膨胀并减小铸带的厚度。

相关申请引用

本申请要求于2017年6月15日向美国专利局提交的美国临时专利申请62/520,243的优先权和权益，该申请通过引用结合在此。

背景技术

本发明涉及通过双辊连铸机中的连续铸造来铸造金属带。

在双辊连铸机中，将熔融金属引入到一对反向旋转的水平铸辊之间，对这些铸辊进行冷却，使得金属壳在运动铸辊表面上凝固，并在铸辊之间的辊隙处汇集在一起，以产生从铸辊之间的辊隙向下输送的凝固铸带产品。术语“辊隙”在本文中用于指铸辊最靠近在一起的总体区域。可将熔融金属从钢包倒入一个或一系列较小的容器中，熔融金属从该容器中流过金属输送喷嘴和位于辊隙上方的喷嘴，形成支撑在辊隙正上方的铸辊的铸造表面上并沿着辊隙的长度延伸的熔融金属铸池。该铸池通常被限制在与铸辊的端面滑动接合地保持就位的侧板或侧挡板之间，以限制铸池的两端，防止流出。

双辊连铸机能够通过置于转塔上的一系列钢包从钢水连续生产铸钢带。熔融金属被从每个钢包倒入中间包，然后倒入可移动中间包，随后通过金属输送喷嘴流入铸池。中间包支持将空钢包交换为转塔上的满钢包，而不会中断铸带的生产。

在铸造薄金属带时，在铸造过程中控制薄金属带的边缘厚度往往很重要。例如，在某些情况下，靠近薄带的侧边缘的铸带部分的厚度太薄或呈波浪状并不少见。控制厚度分布以确保铸带不会过厚或过薄也很重要。因此，需要更好地控制薄带的侧边缘处和/或薄带的侧边缘附近的薄带厚度，甚至更普遍地在整个铸带宽度上控制铸带的厚度。还需要实现自动控制，因为手动控制可能导致对不应有的铸带厚度变化的响应延迟，因而影响产品质量。

发明内容

本发明公开了一种薄带连铸方法，该方法在铸造过程中自动测量铸带的厚度，然后自动确定紧邻铸带的侧边缘处的铸带部分的厚度是否偏离目标厚度或厚度分布，并且在偏离量足够大的情况下自动控制布置在任何一个或两个铸辊筒内的任何膨胀环的环形尺寸，以实现所需的厚度或厚度分布。

在一个示例中，提供了一种在用于生产金属铸带的双辊连铸机中使用的具有可调圆周控制的铸辊控制系统，该系统包括：具有由圆筒形管形成的铸造表面的铸辊、逻辑控制器、在铸造表面的边缘附近布置在圆筒形管内的至少一个第一膨胀环、以及多个铸带厚度传感器。所述膨胀环具有至少一个加热元件和至少一个适于提供指示膨胀环温度的信号的温度传感器。所述温度传感器耦合至所述逻辑控制器。所述膨胀环由在被所述至少一个加热元件加热时使膨胀环的外径膨胀从而使与膨胀环的位置对应的铸造表面的外径膨胀的材料制成。所述多个铸带厚度传感器适于提供指示铸带厚度的输出信号，这些铸带厚度传感器布置为沿着铸带的宽度测量厚度，包括边缘厚度。所述多个铸带厚度传感器耦合至所述逻辑控制器。该逻辑控制器具有存储在非易失性存储器中的指令，以从铸带厚度传感器接收厚度测量值，并从所述至少一个温度传感器接收温度测量值，将厚度测量值拟合为曲线，根据该曲线确定铸带的目标边缘厚度，确定一个厚度差作为实测边缘厚度与目标边缘厚度之间的偏差，并向所述待调节的加热元件施加一定的功率，以减小该厚度差。可在与第一膨胀环相对的铸造表面的边缘处在圆筒形管内布置与第一膨胀环相对的第二膨胀环，并且以同样的方式对其进行控制。

厚度测量值的拟合曲线可以是限定抛物线的多项式函数。可将目标边缘厚度确定为厚度测量值拟合曲线的一个外推值。也可将目标边缘厚度确定为厚度测量值拟合曲线的外推值加上一个正偏移量或负偏移量的和值。