CN1051946C - 金属带连续浇铸的方法 - Google Patents

金属带连续浇铸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1051946C
CN1051946C CN93121702A CN93121702A CN1051946C CN 1051946 C CN1051946 C CN 1051946C CN 93121702 A CN93121702 A CN 93121702A CN 93121702 A CN93121702 A CN 93121702A CN 1051946 C CN1051946 C CN 1051946C
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
metal
roller
vibration
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN93121702A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1091064A (zh
Inventor
约翰·弗里门
拉查尔·斯特里佐夫
史蒂夫·奥斯博恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BHP Steel (Gila) Co.,Ltd.
IHI Corp
Original Assignee
John Lysaght Australia Pty Ltd
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by John Lysaght Australia Pty Ltd, IHI Corp filed Critical John Lysaght Australia Pty Ltd
Publication of CN1091064A publication Critical patent/CN1091064A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1051946C publication Critical patent/CN1051946C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Package Frames And Binding Bands (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

连续浇铸金属带(20)的方法和装置,与运动的铸造表面(16A)接触形成一熔化金属的铸池(30),这样金属从铸池中凝固到运动的浇铸面上。通过使浇铸面非常光滑和在溶化金属与浇铸表面之间产生一定频率和振幅的振动,凝固金属的热传递速度会大大提高。这可以提高浇铸生产率并能使铸造金属的表面结构特别细。

Description

金属带连续浇铸的方法
本发明是关于金属带的浇铸,主要用于黑色金属带的浇铸,同时也可用于其它金属带的浇铸。
通过双辊铸造机连续浇铸金属带,这是众所周知的。熔化的金属被导入一对水平放置,反向旋转的铸辊中间,铸辊被冷却使熔化的金属在转动辊表面凝固,同时在辊隙间汇集,以产生从辊隙中向下传出的凝固带。熔化的金属可以通过一个中间流槽和中间流槽下面的一个铸口导入到辊隙中间,从而可以从中间流槽中得到一个熔化的金属流并将其导入辊隙中,以在对辊表面紧靠辊隙的上面形成一熔融金属的浇铸池。该池可以通过限定在与对辊两端保持滑动啮合的侧板或坝之间。
虽然对辊铸造对遇冷能快速凝固的有色金属很成功,但应用这一技术铸造黑色金属却存在一些问题。一个尤为重要的问题是在辊子表面要使金属能足够快地并均匀地冷却。现在人们已知道可以通过保证辊子表面有一定的光洁度并在浇铸池中的熔融金属与对辊铸面之间产生振动而大大改善辊子铸造表面上金属的冷却。
在以前的金属浇铸技术中,曾有人提出过在浇铸设备或其中的熔化金属上施加超声波振动,然而其目的通常只是为了阻止还在凝固的金属在铸面上的粘连,促使气体从熔融的金属中释放,减少非金属的杂质,提高内部晶粒的细度。
在美国专利说明书4,582,117中,Julian H Kushnick提出了对连续浇铸装置中的铸面施加超声波振动。在该情形下,铸面是一个在一对辊子之间伸展的运动环形带形式的连续移动的激冷衬底这条带在熔化的金属池下面,金属从一个注嘴流到带上,超声波振动就施加在这一条带的下侧。Kushnick发现在金属凝固的临界时间之前通过激冷衬底向熔池施以超声波,可以加强激冷衬底的润湿,并促进溶池和激冷衬底的热交换。这种改进据说是由于熔液中心气体释放了出来,扩大了熔化金属与激冷衬底的接触面,并增强了熔化金属对激冷衬底的润湿,从而提高了激冷衬底和溶化金属之间的热传递。作为在其它的现有技术中将超声波用于铸造技术的建议中,设想的超声波振动频率在20~100KHz之间。
以上的改进虽然很有价值,但它应用超声波只是增强润湿和加快溶液中气体的释放以防止粘连,而在提高熔化金属浇铸面之间的热传递方面并不显著。我们发现用一个表面十分光滑的浇铸辊,同时应用一定频率和辐值的振动可以在金属过程中获得全新的效果,大大提高正在凝固的熔化金属的热传递。这一改进十分有效,在一定浇铸速度下铸造金属带的厚度可以大大增加,或者对于一定厚度的金属带浇铸速度可以大大提高。热传递的加快可以使浇铸金属的表面结构显著改善。对于钢浇铸,振动频率的有效范围远远低于以前技术过程中的超声波频率。
在下面说明中,有必要指定一种对浇铸面光洁度的定量测量。在我们的实验中,一特殊的量度是算术平均粗糙度,这是一标准量度,记为Ra,这一量度有助于确定本发明的范围。该值定义为在测定长度1m内粗糙断面距离该断面中线的全部绝对距离的算术平均值,断面的中线是指在其左右测定粗糙度的线,而且它是一条在切出的粗糙宽度的范围内平行于断面总方向的线,以使在中线两侧断面部分的面积相等。算术平均粗糙度可以定义为: Ra = 1 1 m ∫ X = 0 X = 1 m | Y | dx
本发明的目的在于提供一种金属带连续浇铸的方法和装置,所生产出的金属带具有比以往更细的晶粒结构。
根据本发明的金属带连续浇铸的方法,它包括:与运动的浇铸面相接触地形成一个熔融金属浇铸池,使金属从该池中凝固到运动的浇铸面上,使浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于5微米,在浇铸池中的熔融金属和浇铸面之间引起相对振动运动。
更具体地说,该方法将熔化的金属经位于一对平行浇铸辊辊隙上面的金属导嘴流入辊隙中,以直接在辊隙上面形成一支承于辊子浇铸面上的熔融金属浇铸池,使两浇铸辊以相反方向旋转以提供一双运动的浇铸面,并将凝固的金属带从辊隙中向下传送出,使辊子浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于5微米,并且在浇铸池中的熔融金属和辊子浇铸面之间产生相对振动运动,所述振动运动的频率不高于20千赫。
本发明还提供一种连续浇铸金属带的装置,它包括:一对平行的浇铸辊,辊子之间有一间隙,一个金属导嘴,用于将熔融金属注入浇铸辊之间的辊隙中,以直接在辊隙上面的浇铸表面上形成一熔融金属烧铸池,辊子驱动器,用于驱动两辊子以相反方向转动,以产生一条从辊隙向下传送出的凝固金属带,振动装置,用于在浇铸池中的熔融金属和辊子浇铸面之间产生相对振动,其中浇铸辊的浇铸面的算术平均粗糙度(Rc)小于5微米,所述振动装置可引起的相对振动的频率不高于20千赫。
浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.5微米较好,但小于0.2微米效果可能最好。
对于用30m/分的速度浇铸钢,所述振动运动的频率可在0.5~20KHz范围内。然而最优的频率与振动的幅度有关。
辊子的表面速度取决于所浇铸金属的厚度,但本发明可大大提高了可能的浇铸速度的范围,达到5m/秒。
以本发明的方法,金属凝固的成核点比之以前的方法更加密集,从而可生产出比以前的更细的表面晶粒结构。
成核密度最好不小于400核/mm2
根据本发明,在一个生产钢带的典型过程中成核密度可能在600~700核mm2
我们的实验表明影响(晶粒)细化和相应热传递大幅度加快的关键因素是振动运动的峰值速率。更详细的说,为了表面结构的细化,必须满足最小的速率要求,最小的速率要求受铸面粗糙度和熔液特性(密度,传声速度和表面张力)的影响,但它可以准确地预测。
为了更详细地解释本发明,下面参照附图对实验的结果进行描述。
图1描述了在摸拟双辊铸造机时的确定金属凝固速度的实验装置;
图2描述了用在图1实验装置中的浸入棒;
图3描述了在应用和不应用振动时实验应用不同粗糙度的激冷表面测得的凝固常数;
图4和5给出了金属凝固实验中所得到的金属凝固面的细化的和粗糙的表面结构的显微照片,图3的数据也从该实验中得出;
图6和图7给出了实验所得凝固金属的两个特定样品上的构形和热传递数据;
图8~15是对熔化的304不锈钢,A06碳钢和2011铝合金进行实验时所得的表面结构的显微照片:
图16以图的形式显示了应用不同频率和振幅振动所得到的表面结构;
图17和18描述了304不锈钢和A06碳钢在凝固过程中以不同的振动速率振动时相对时间的热通量;
图19和20描述了不同速率的振动对实验中304不锈钢和A06碳钢的生产率的影响,以测定金属厚度的改善;
图21是借助304不锈钢,A06碳钢以及2011铝的实验所得值理论预测出的表面结构细化所需要的振动速度;
图22是按本发明的一种可操作的连续带铸造机的平面图;
图23是图22所示带铸造机的侧视图;
图24是在图22中24-24线上的垂直横截面;
图25是在图22中25-25线上的垂直横截面;
图26是在图22中26-26处的垂直横截面。
图1和2描述了一金属凝固实验机,其中一个40mm 40mm的激冷块伸到熔化的钢池中,其速度十分接近双辊铸造机的浇铸面的情况。当激冷块在熔池中移动时,钢在激冷块上凝固,在块的表面形成一层凝固的钢。然后测量激冷块上遍及其面积的各个点上层的厚度,找出凝固速度的变化同时也找出在不同位置热传递的有效速度,这样就有可能找出一综合凝固速度,通常由K来表示,同时也可以描绘出凝固带上各点的值。这也可能检查带表面的微观结构,使凝固微观结构的变化与观测到的热传递值的变化对应起来。
图1和2描述的实验装置包括有电感应炉1,炉中有在惰性气体氩气中的熔化的金属2。浸棒3安置在滑子4上,并可以由计算机控制的电机5以选定的速度伸入熔液2中然后抽回。
浸棒3包含钢体6,钢体6中包含有磁致伸缩振子(trecnsducer)8和铜衬底7,振子8用于振动铜衬底,该衬底是-18mm厚直径为46mm的铜盘,铜盘上装有热电偶以测定衬底上的温度上升,还有一个测量仪用于记录振动水平,磁致伸缩振子8有一直径12mm长50mm的Terfernol芯,它的运行功率最大为750W在0Hz下测量的最大位移为50微米。
在图1和2的实验装置上进行实验,结果表明在金属凝固过程中应用振动可以加强热传递从而在金属凝固过程中产生细化的晶粒结构,而不用振动在凝固过程中就会得到一般粗的晶粒结构。如果激冷浇铸面的表面粗糙度降为低的Ra值,这一效果将更加显著。
图3详细说明了在30m分的转动速度下碳钢在不同粗糙度的铜实验块上凝固的实验结果,用方块表示结果是相对在不用振动情况下获得的凝固金属带的,这些带都有粗的表面结构,在图5中给出了一个典型的粗糙结构。用叉表示的结果是在应用频率为8~9KHz振动时得到的,在每一个这样的实验中,凝固的金属带都有细化的表面结构,图4显示了一个典型的细化结构。可以看到既使是浇铸面相对粗糙,Ra为17.5微米左右,热传输值K也从11提高到了17。而应用Ra值很低的激冷浇铸面效果将尤为显著,K值超过了30。图6和7显示了铸面Ra值为0.18时的效果的增强。不用振动,在所得到的凝固带上测量的K平均值为15。而应用8~9KHz情况下得到的K平均值为36,钢凝固带更厚。
进一步的实验表明表面凝固结构的尺寸由熔液/衬底接触的频率(成核间隔)决定。对于粗的成核间隔,典型的为1000~2000微米,其表面结构是树枝状的。当衬底表面粗糙度Ra为0.15~0.2,并不用振动就可得到这种典型的结构。当衬底振动时,成核间隔就会在20~40微米水平上,并且表面结构的树枝消失。样品的表面看起来就象衬底表面的镜面反射图象一样,这是由于在熔液/衬底开始接触时能够很好地润湿。根据这一分析可以得出一数学模型来预测浇铸不同金属和合金所需的振动。为此我们引入以下术语:α:振幅(m)c:在熔液中的传声速度(m/s)d:由衬底粗糙度确定的最大谷深值(m)hp:由衬底粗糙度确定的半坡距离(m)m:辊子质量(Kg)P:作用于固体和液体界面的压力(N/m2)Pmax:在振动作用下熔液中的最大压力P:功率(W)R:曲率半径(m)Rc:完全润湿所需的临界曲率半径(m)σ:熔液表面张力(N/m)ρ:熔液密度(Kg/m3)ζ:细化系数(m2/s)V peak:由振动决定的最大衬底速度(m/s)V ref:细化表面结构要求的振动速度(m/s)
悬吊在衬底表面两点间的熔液曲率半径可以这样表示:
R=2σ/ρ                        (1)使能完全润湿的临界曲率半径从介质粗糙情况的几何分析中被定义为: Rc = hp Sin ( 180 - 2 artg d / hp ) - - - ( 2 )
受振动决定的熔液的最大压力和速度为:
          P max=1/2π2 pcfa                                  (3)
          V peak=2πfa                                       (4)
联立(3)和(4),可以得出最大压力和最大速度的关系:
          Pmax=1/4π PCVpeak                                (5)
将(2)和(5)代入(1)求解速度,得出用于细化的速度标准: Vref = 8 · σ πρcRc - - - ( 6 )
其中表面张力,熔液密度和传声速度,确定了一个作为熔化特性函数的细化系数: ξ = σ ρc - - - ( 7 ) 公式(6)可改写为: Vref = 8 ξ πRc - - - ( 8 ) 振动辊子需要的功率可按下式计算:
        P=2mfVref2                                       (9)
等式(6)和(8)确定了受熔液特性(密度,传声速度和表面张力)和衬底粗糙度影响的结构细化所要求的峰值速度。
以上分析由实验结果所验证,实验是在下述条件下进行的:熔液成份:A06碳钢,304不锈钢,铝2011。过热:100℃。浸入速度:0.5m/s。衬底表面粗糙度:Ra=0.5~0.2炉内气氛:氩气。振动频率:1~25KHz。
图8~19给出了这些实验的结果。图8,9,10和11显示了受振动影响的304不锈钢样品的表面凝固结构。
图8显示了没有应用振动时实验所得的粗晶粒结构。图9显示了应用频率为4KHz振幅为0.6微米振动时得到的结构。图10和11分别显示了应用频率为4KHz,振幅为1.84和4.9微米振动时的结构。
可以看到在一定频率下增加振动振幅,表面结构细度可以1~2晶粒/mm2增加到500~1000晶粒2。然而大振幅会产生如图11所示的壳变形缺陷。
图12和13显示了以A06碳钢为样品生产出的类似的表面结构细度,图14和15显示了用2011铝合金所得的类似结果。
图16给出了振动条件和在不同的最大振动速度下对304不锈钢表面结构的影响。在熔液和衬底接触的开始,热传递随着振动速率的增加而增加(见等式(4))。在高振动速率下(对A06为0.08,对304不锈钢为0.17),热通量的增加导致了正在凝固的钢的热应力,引起了在图11中显示的壳变形。对制出的样品的厚度也做了测量,在图19和20中概括了振动速度对304不锈钢和A06碳钢的厚度提高的影响。在最佳振动速率下,304不锈钢和A06碳钢的厚度均提高了40-50%。
图19和20显示了在最优速度左右的一定振动速度范围内厚度的显著提高。对这些结果的分析表明在中等速度±50%的范围内可以得到有效的增加。在图19中描述的304不锈钢情况下,有效的厚度增加可以在速度为0.02~0.06m/s的范围内达到,而对于图20示显示的A06碳钢有效增厚可以在0.015~0.05m/s的峰值速度范围内获得。在较低的峰值速度下无最优的性能可以实际应用,但在相对更高的峰值速度下作业会导致图11中展示的壳变形缺陷。由此可以得出,实用的振动速度的最优范围可以是
                   +10%
               Vref-50%
图21是从式(8)中预测的用结构细化的振动速度和对304不锈钢,A06碳钢和2011铝合金的实际实验结果之间的比较。从数学模型中得到的预测值与实验结果的极其吻合表明模型是很准确的,并且可以用来预测其它金属要求的振动速度。
在光滑浇铸面具有小于0.2的Ra值,并应用达到20KHz的振动时,K值的范围可达30~40。这对商业浇铸带者在钢带生产中有很深的意义。以前要生产1-3mm厚的钢带,认为将浇铸速度控制在30-40m/min是很必要的,但至少是在这种生产中,带的厚度T浇铸速度s和凝固速度K之间的关系为T∝K(1/S)n,其中n≈0.5。根据本发明可以将K值增大到三倍,这意味着在保持原速度的情况下可以将铸带增厚到三倍。反过来,如果保持相同的铸带厚度,浇铸的速度会增大到九倍。例如生产2mm厚的铸带,浇铸速度可以达到4.5m/秒。根据本发明可使浇铸速度远远大于以前得到的任何连续铸造机。
图22~26示意了一个双辊连续铸造机,它可按本发明运行。该铸带机包括一个主机架11,它立在厂房地面12上,机架11支承一个能在组装站14和浇铸站15之间水平移动的铸辊小车13,小车上载有一对平行铸辊16,在浇铸过程中熔化金属从浇包17经过中间流槽18和导嘴19送到铸辊上,形成铸池30。铸辊16用水冷却,致使熔化金属在转动辊表面16A上凝固成壳,并汇集到辊隙中间从辊子输出口产出凝固的铸带产品20。铸带送到一个标准卷筒21上并可随后再转到下个卷筒22上。在主机架上装有一容器23,它与浇铸站相邻,熔化金属可以通过中间流槽上的溢出口24流入容器中,或在浇铸过程中发生严重的产品畸形或功能失灵时通过抽出中间流槽一侧的紧急塞25使熔化金属流入容器中。
载辊小车13包含一个车架31,车架31装在轨道33上的轮32上,轨道33沿主机架11的一部分伸展,而小车13作为一个整体安置以沿轨道33移动。车架31上载有一对辊子托架34,辊子可以转动地装在托架上,辊架34通过一对内部相互连接的附助滑件35、36安置在车架31上,以使托架可以在液压缸机构37、38作用下在车架上移动,调节铸辊16之间的间隙,并在需要的时候可使辊子很快分开一小段时间,以横过铸带形成一条薄弱的横线,这在下面将详细解释。小车在液压活塞和缸组件39的双重作用下可作为一个整体沿轨道33移动,液压活塞和缸组件39连接在载辊小车上的一个驱动臂40和主机架之间,以使该之可以驱动载辊小车在组装站14和铸造站15之间往复运动。
铸辊16通过来自安置在托架31上之电机和传动机构的驱动轴41而相向转动。辊子16有一铜质外壁,壁上布有沿纵向伸展并周向隔开的冷却水通道,它通过辊子端部从辊子驱动轴41中的供水通道供入冷却水,上述供水通道通过可转动密封套43与供水软管管42相连。为了生产2000mm宽的铸带,辊子的典型直径约为500mm,且长度为2000mm。
浇包17是完全的传统结构,通过一支架吊在上面的吊车上,这样浇包就能从热金属接收站移动到位。浇包上安有塞棒46,该棒可由伺服缸推动使熔化金属从浇包经过输出嘴47和耐火套管48流入中间流槽18。
中间流槽18也是一种传统结构,它的形状象一宽盘,由耐火材料制成,如氧化镁(MgO)。中间流槽的一端从浇包中接收熔化金属、并且还装有前面提到的溢出口24和紧急塞25。中间流槽的另一端有许多纵向相隔的金属输出孔52。中间流槽的下部有定位托架53,用于将中间流槽装在辊子托架31上,并且在中间流槽下部有孔用以容纳托架上的定位销54,以准确定位中间流槽。
导嘴19为细长形,由耐火材料,如矾土石墨制成,其下端呈锥形向下向内收缩,以将熔液注入铸辊16的缝隙里。导嘴19上有一安装托架60,用于将导嘴支承在辊子托架上,导嘴的上部是一个向外伸出的侧凸缘55,凸缘放置在安装托架上。
导嘴19可有许多水平隔开的一般竖直伸展的流道,用以在遍及辊子宽度上产生低速的金属流,使其流入辊隙中,而不是直接冲击金属熔液开始发生凝固的辊子表面。反之,导嘴可以只有一个连续的缝式输出口以将低速的金属熔液帘直接注入辊子间的隙中,和/或它可以浸入熔化金属池中。
熔池是通过在辊子两端加上侧封板56而形成的,当载辊小车在浇铸台时,板56被保持抵住辊子的阶梯式端部57上。侧封板56由强耐火材料制成,例如氮化硼,并有一凹侧边81与辊子的阶梯式的端部57的曲率相匹配。侧板可安装在板保持架82中,保持架可以在浇铸台受一对液压缸组件的推动面移动,以使侧板与辊的阶梯式端部相啮合,在浇铸过程中于铸辊上形成金属熔池的端密封。
在浇铸过程中,浇包的塞棒46可以被驱动而使金属熔液通过金属导嘴从浇包流入中间流槽,并由此流入铸辊中间。铸带20的干净端头通过驱动挡板台96而被导卷筒21的爪,挡板96悬在主机架上的枢轴固定件97上,并在洁净端头产生后受液压缸组件98推动而摆向卷筒。台96对着受活塞和缸组件101驱动的铸带导向悬板99而动作,而铸带产品20则可被限定在一对竖直的侧辊102之间。当端头被导入卷筒的爪之后,卷筒旋转以卷绕铸带产品,这时挡板台就可以离开产品摆回不工作时的位置而简单地悬挂在机架上,产品则直接卷到卷筒21上。所得的铸带产品转到卷筒22上,形成最终金属卷运离铸造机。
根据本发明可以通过应用振子装置110而使图22~26所示的铸造机按本发明运行,振子装置110装在辊子托架31上,产生适当频率的振幅的振动以使表面结构细化。振子装置可以是传统的形式,即一对电机械振子,它与适当的反作用块一起可滑动地安装在一对振子筒体111中,筒体111固定在辊子托架上并通过推杆112直接作用在辊子传动轴承上。由于热传递的增加是由于浇铸面的纵振动产生的,所以最好是将振子定向在沿垂直于铸池中铸面的方向振动辊子。然而在相当低的频率下运行,这就不必要了,因为这时在辊子表面将产生明显的纵向模式振动而与振动施加的方向和方式无关。
振动辊子所需的功率可按照本说明书前面提到的等式(9)计算。振子110在载辊小车上的位置是按产生低频率振动而建议的,例如频率为0.5KHz或更小。在一个装有3吨重的辊子的典型铸带机上,振子可以是具有15KW功率的Terfernol芯磁致伸缩振子。
如果需要应用频率相对较高的振动,振动可以直接作用到辊子上。这可以通过在辊子里面安装许多磁致伸缩振子来完成,或是加在辊子两端端与辊子的端面相连或与这些端面接触的侧板相连。例如振子可以直接连接在辊子托架31或在一个侧封板56上。另外还可以将振子连在金属导嘴19或导嘴支架60上,以对熔化金属施加振动。为了减小振动的质量,支架60可通过柔软支架支承在辊子托架31上。
图示的装置只作为一个例子,本发明不仅限于使用这种特定装置,或这种双辊浇铸。例如它还可以用于单辊铸机或移动带铸机。根据这一点可以理解,许多改进和变化都将在本发明的范围之内。

Claims (27)

1.一种金属带连续浇铸的方法,其特征在于,它包括:与运动的浇铸面相接触地形成一个熔融金属浇铸池,使金属从该池中凝固到运动的浇铸面上,使浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于5微米,在浇铸池中的熔融金属和浇铸面之间引起相对振动运动。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.5微米,产生的振动运动频率不高于20千赫。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.2微米,产生的振动运动频率在0.5-20千赫之间。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将熔化的金属经位于一对平行浇铸辊辊隙上面的金属导嘴流入辊隙中,以直接在辊隙上面形成一支承于辊子浇铸面上的熔融金属浇铸池,使两浇铸辊以相反方向旋转以提供一双运动的浇铸面,并将凝固的金属带从辊隙中向下传送出,使辊子浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于5微米,并且在浇铸池中的熔融金属和辊子浇铸面之间产生相对振动运动,所述振动运动的频率不高于20千赫。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,辊子浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.5微米。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,辊子浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.2微米,产生的振动频率在0.5-20千赫之间。
7.如权利要求1-6之一所述的方法,其特征在于,产生的相对振动的速度峰值的范围由下式确定: Vpeak = 8 · σ πρCRc ± 50 % 其中:Vpeak是振动的速度峰值,单位(m/s),
  σ是熔化金属的表面张力,单位(N/m),
  ρ是金属溶液的密度,单位(Kg/m3),
  C为熔融金属中的声速,
  Rc为完全润湿条件的临界曲率半径,单位(m),由下式确定: Rc = hp Sin ( 180 - 2 arctg d / hp ) 其中,hp为辊子铸面上峰尖之间的半间距,由表面的粗糙度确定,单位为(m);和
d是由铸辊的铸面粗糙决定的辊子浇铸面的峰-谷深度,单位为(m)。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述速度峰值在由下式确定的范围内: Vpeak = 8 · σ + 10 % πρRc - 50 %
9.如权利要求4所述的方法,其特征在于,浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.25微米,产生的相对振动运动的速度峰值在0.02-0.06m/s之间。
10.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述金属为含碳量低于0.15%的低碳钢,浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.25微米,产生的相对振动的速度峰值在0.015-0.05m/s之间。
11.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述金属为铝,浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.25微米,产生的相对振动的速度峰值在0.06-0.10m/s之间。
12.如权利要求9-11中之一所述的方法,其特征在于,所产生的相对振动的频率不高于20千赫。
13.如权利要求7-12中之一所述的方法,其特征在于,浇铸辊以这样的速度转动,使传送出凝固的金属带的带速在0.5-5m/s之间。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,从浇铸辊中间的辊隙中向下传送出的凝固金属带的厚度在1-5mm之间。
15.如权利要求4-14中之一所述的方法,其特征在于,金属在辊子浇铸面上凝固时成核点的成核密度至少为400核/mm2
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,成核密度在600-700核/mm2的范围内。
17.如权利要求4-13中之一所述的方法,其特征在于,相对振动运动是通过振动浇铸辊产生的。
18.如权利要求14所述的方法,其特征在于,相对振动运动是借助连接在结构支架上的或与铸辊相接触的振子装置而产生的。
19.一种使用权利要求4的方法生产连续浇铸金属带的装置,其特征在于,它包括:一对平行的浇铸辊,辊子之间有一间隙,一个金属导嘴,用于将熔融金属注入浇铸辊之间的辊隙中,以直接在辊隙上面的浇铸表面上形成一熔融金属浇铸池,辊子驱动器,用于驱动两辊子以相反方向转动,以产生一条从辊隙向下传送出的凝固金属带,振动装置,用于在浇铸池中的熔融金属和辊子浇铸面之间产生相对振动,其中浇铸辊的浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于5微米,所述振动装置可引起的相对振动的频率不高于20千赫。
20.如权利要求19所述的装置,其特征在于,辊子浇铸面算术平均粗糙度(Ra)小于0.5微米。
21.如权利要求20所述的装置,其特征在于,辊子浇铸面的算术平均粗糙度(Ra)小于0.2微米,所述振动装置可产生的振动运动其频率在0.5-20千赫范围内。
22.如权利要求19-21中之一所述的装置,其特征在于,振动装置可产生的相对振动的振动速度峰值在0.015-0.06m/s之间。
23.如权利要求19-21中之一所述的装置,其特征在于,振动装置可产生的相对振动的振动速度峰值在0.06-0.10m/s之间。
24.如权利要求19-23中之一所述的装置,其特征在于,振动装置包含一个连接在结构支架上或与铸辊接触的振子装置。
25.由权利要求1-18中之一所述的方法生产的浇铸金属带。
26.如权利要求25所述的浇铸钢带,其特征在于,它的厚度在1-5mm范围内,钢带的每个表面均具有细的成核密度至少为400核/mm2的晶粒结构。
27.如权利要求26所述的浇铸钢带,其特征在于,钢带的表面结构具有600-700核/mm2的成核密度。
CN93121702A 1992-11-30 1993-11-30 金属带连续浇铸的方法 Expired - Fee Related CN1051946C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPL6083 1992-11-30
AUPL608392 1992-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1091064A CN1091064A (zh) 1994-08-24
CN1051946C true CN1051946C (zh) 2000-05-03

Family

ID=3776562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN93121702A Expired - Fee Related CN1051946C (zh) 1992-11-30 1993-11-30 金属带连续浇铸的方法

Country Status (20)

Country Link
US (1) US5520243A (zh)
EP (1) EP0670757B1 (zh)
JP (1) JP3183887B2 (zh)
KR (1) KR950704071A (zh)
CN (1) CN1051946C (zh)
AT (1) ATE183420T1 (zh)
AU (1) AU662854B2 (zh)
BR (1) BR9307558A (zh)
CA (1) CA2150460A1 (zh)
DE (1) DE69326078T2 (zh)
DK (1) DK0670757T3 (zh)
ES (1) ES2134921T3 (zh)
FI (1) FI105325B (zh)
GR (1) GR3031511T3 (zh)
IN (1) IN181344B (zh)
MY (1) MY111637A (zh)
NZ (1) NZ257801A (zh)
TW (1) TW258674B (zh)
WO (1) WO1994012300A1 (zh)
ZA (1) ZA938906B (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPM589894A0 (en) * 1994-05-27 1994-06-23 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Metal strip casting
AUPN176495A0 (en) * 1995-03-15 1995-04-13 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting of metal
AU696830B2 (en) * 1995-07-19 1998-09-17 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Method and apparatus for giving vibration to molten metal in a continuous casting machine
AUPN426095A0 (en) * 1995-07-19 1995-08-10 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Method and apparatus for giving vibration to molten metal in twin roll continuous casting machine
AUPN937696A0 (en) * 1996-04-19 1996-05-16 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting steel strip
US6059014A (en) * 1997-04-21 2000-05-09 Ishikawajima Heavy Industries Co., Ltd. Casting steel strip
AUPO710497A0 (en) * 1997-06-02 1997-06-26 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting metal strip
US6110296A (en) * 1998-04-28 2000-08-29 Usx Corporation Thin strip casting of carbon steels
US6942013B2 (en) 1998-08-07 2005-09-13 Lazar Strezov Casting steel strip
US7073565B2 (en) 1999-02-05 2006-07-11 Castrip, Llc Casting steel strip
AUPP852599A0 (en) * 1999-02-05 1999-03-04 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting steel strip
FR2791286B1 (fr) 1999-03-26 2001-05-04 Lorraine Laminage Procede de fabrication de bandes en acier au carbone par coulee continue entre deux cylindres
JP4504507B2 (ja) * 2000-04-10 2010-07-14 三井金属鉱業株式会社 水素吸蔵合金及びその製造方法
US7059384B2 (en) 2001-06-15 2006-06-13 National Research Council Of Canada Apparatus and method for metal strip casting
US7938164B2 (en) * 2002-06-04 2011-05-10 Nucor Corporation Production of thin steel strip
US7404431B2 (en) * 2002-06-04 2008-07-29 Nucor Corporation Production of thin steel strip
US20040144518A1 (en) * 2003-01-24 2004-07-29 Blejde Walter N. Casting steel strip with low surface roughness and low porosity
MXPA05007704A (es) * 2003-01-24 2005-09-30 Nucor Corp Tira de acero colado.
AU2004278055B2 (en) * 2003-10-03 2009-11-19 Novelis Inc. Surface texturing of casting belts of continuous casting machines
US8545645B2 (en) * 2003-12-02 2013-10-01 Franklin Leroy Stebbing Stress free steel and rapid production of same
US20050115646A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Accelerated Technologies Corporation Stress free steel and rapid production of same
US7891407B2 (en) * 2004-12-13 2011-02-22 Nucor Corporation Method and apparatus for localized control of heat flux in thin cast strip
US20060124271A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Mark Schlichting Method of controlling the formation of crocodile skin surface roughness on thin cast strip
US9999918B2 (en) 2005-10-20 2018-06-19 Nucor Corporation Thin cast strip product with microalloy additions, and method for making the same
US10071416B2 (en) 2005-10-20 2018-09-11 Nucor Corporation High strength thin cast strip product and method for making the same
US9149868B2 (en) 2005-10-20 2015-10-06 Nucor Corporation Thin cast strip product with microalloy additions, and method for making the same
AU2008100847A4 (en) * 2007-10-12 2008-10-09 Bluescope Steel Limited Method of forming textured casting rolls with diamond engraving
WO2011100798A1 (en) 2010-02-20 2011-08-25 Bluescope Steel Limited Nitriding of niobium steel and product made thereby
BR112019002668B1 (pt) 2016-08-10 2022-07-26 Nucor Corporation Aparelho e método para fundição contínua de tira de metal; retentor de represa lateral e montagem de represa lateral para fundição contínua de tira de metal
EP3546089B1 (en) * 2016-12-26 2020-11-18 Primetals Technologies Japan, Ltd. Dual-roller continuous casting device
EP3592483B1 (en) * 2017-03-08 2023-05-10 Southwire Company, LLC Grain refining with direct vibrational coupling
CN114713783B (zh) 2017-09-22 2024-07-23 纽科尔公司 用于在具有测量延迟的双辊带铸造中的周期性干扰的迭代学习控制
CN107999716A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 西南铝业(集团)有限责任公司 一种铝合金铸造结晶器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4582117A (en) * 1983-09-21 1986-04-15 Electric Power Research Institute Heat transfer during casting between metallic alloys and a relatively moving substrate
JPS60177936A (ja) * 1984-02-25 1985-09-11 Nippon Steel Corp 板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯
JPS61209755A (ja) * 1985-03-15 1986-09-18 Kawasaki Steel Corp 急冷金属薄帯製造用冷却ロ−ルの研摩方法
US4694885A (en) * 1985-06-06 1987-09-22 Hitachi Zosen Corporation Apparatus for continuous casting of thin metallic plate
JPH01218744A (ja) * 1988-02-27 1989-08-31 Nippon Steel Corp ツインドラム式連続鋳造機
FR2648063B1 (fr) * 1989-06-12 1994-03-18 Irsid Procede et dispositif de mise en vibration d'une lingotiere de coulee continue des metaux
JP3077995B2 (ja) * 1990-05-22 2000-08-21 ティーディーケイ株式会社 永久磁石材料、永久磁石材料製造用冷却ロールおよび永久磁石材料の製造方法
US5390726A (en) * 1991-03-15 1995-02-21 Nippon Steel Corporation Process for producing thin metallic strip by continuous casting

Also Published As

Publication number Publication date
CA2150460A1 (en) 1994-06-09
DK0670757T3 (da) 1999-12-13
GR3031511T3 (en) 2000-01-31
JP3183887B2 (ja) 2001-07-09
AU5459494A (en) 1994-06-22
DE69326078D1 (de) 1999-09-23
EP0670757B1 (en) 1999-08-18
WO1994012300A1 (en) 1994-06-09
TW258674B (zh) 1995-10-01
CN1091064A (zh) 1994-08-24
EP0670757A4 (en) 1997-07-30
ES2134921T3 (es) 1999-10-16
BR9307558A (pt) 1999-06-01
MY111637A (en) 2000-10-31
ZA938906B (en) 1994-08-02
KR950704071A (ko) 1995-11-17
AU662854B2 (en) 1995-09-14
FI951984A0 (fi) 1995-04-26
US5520243A (en) 1996-05-28
EP0670757A1 (en) 1995-09-13
NZ257801A (en) 1997-01-29
IN181344B (zh) 1998-05-23
FI951984A (fi) 1995-05-05
FI105325B (fi) 2000-07-31
JPH08503418A (ja) 1996-04-16
DE69326078T2 (de) 2000-03-23
ATE183420T1 (de) 1999-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1051946C (zh) 金属带连续浇铸的方法
CN1077468C (zh) 钢带的浇铸方法
CN1072051C (zh) 带钢连铸的方法
JPH02205232A (ja) 引上げ連続鋳造法とその装置
EP0684098B1 (en) Metal strip casting
CN1445033A (zh) 连续浇注金属带的装置和其中的辊子及其生产的铸钢带
CN101185956A (zh) 可控制初始凝固的金属连铸结晶器复合装置
CN201304475Y (zh) 在直形连铸机上生产直径≥φ800mm圆坯的连铸设备
US6523601B1 (en) Method and apparatus for improving internal quality of continuously cast steel sections
CN1081499C (zh) 用于引导连续铸锭设备铸坯的方法和设备
CN1208155C (zh) 薄带连铸方法及装置
RU2086347C1 (ru) Установка для непрерывного литья заготовок
JPS59156553A (ja) 薄板の直接鋳造方法
SU1329608A3 (ru) Способ непрерывного лить металлических слитков трапецеидального сечени
JPH06182502A (ja) 単ベルト式金属帯連続鋳造装置
JPS6182952A (ja) 連続鋳造装置
JPH03198949A (ja) 溶融金属の連続鋳造方法および装置
JPS59156555A (ja) 薄板の直接鋳造方法
JPH04258345A (ja) 連続鋳造方法及び装置
JPH0243576B2 (zh)
JPH0464773B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NONE

Free format text: FORMER OWNER: BHP STEEL (INDIRA) LTD.

Effective date: 20021025

Owner name: CARD STREEP CO.,LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO K. K.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO K. K.; BHP STEEL (INDI

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO K. K.; JOHN LASSETER (AUSTRALIA) CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Patentee after: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co.,Ltd.

Patentee after: BHP Steel (Gila) Co.,Ltd.

Patentee before: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co.,Ltd.

Patentee before: BHP Steel (JLA) Pty Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20021025

Address after: North Carolina

Patentee after: ISHIKAWAJIMA-HARIMA HEAVY INDUSTRIES CO.,LTD.

Address before: Tokyo, Japan

Co-patentee before: BHP Steel (Gila) Co.,Ltd.

Patentee before: Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co.,Ltd.

C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee