CN1229195C - 用于带材连铸机的浇铸辊的辊套 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于带材连铸机的浇铸辊的辊套，它由含金属的基材(A)和至少一个涂覆到所述基材上的材料层制成，所述基材(A)或涂覆于所述基材上的所述材料层(B)具有一个附加材料层(C)的涂层，该涂层至少部分地含有陶瓷颗粒，其中，所述附加材料层(C)含有至少两种不同的陶瓷材料(C1，C2)，这些不同的陶瓷材料被涂覆到所述辊套的整个面上，作为所述陶瓷材料(C1，C2)，可以采用氧化物陶瓷和/或非氧化物陶瓷。
Description
技术领域
本发明涉及用于带材连铸机的浇铸辊的辊套，其中，在两个转动的浇铸辊之间浇入金属液，在各浇铸辊表面和金属液在浇铸辊上形成的带材表皮之间形成一层气膜，气体被引入位于液池上方的惰性化腔室里。
背景技术
在根据文献EP-A-0309247的浇铸辊中，在浇铸辊表面上形成均匀分布的凹槽，这些凹槽总是相互间隔开。在浇铸时，通过这些凹槽实现了在凹槽中吹入空气，由此主要防止了在凝固金属液的带材表皮中的裂纹并且还企图实现足够高的导热性。但是，伴随着这些凹槽地，也在金属铸带表面上出现了相当大粗糙度。另外，浇铸辊总是很快就要修整，因为这些可能深达100微米的凹槽因辊面磨损而被磨平。此外，这些其中很快就收集了污物的凹槽或纹路需要经常清洗。
发明内容
据此，本发明的任务是，提供一种按照上述类型的方法，借助该方法，可以确定待铸金属带的表面粗糙度，即便是在采用其表面遍布凹槽的浇铸辊的情况下。
为了完成该任务，本发明提供一种用于带材连铸机的浇铸辊的辊套，它由含金属的基材和至少一个涂覆到所述基材上的材料层制成，其中，所述基材或涂覆于所述基材上的所述材料层具有一个附加材料层的涂层，该涂层至少部分地含有陶瓷颗粒，所述附加材料层含有至少两种不同的陶瓷材料，这些不同的陶瓷材料被涂覆到所述辊套的整个面上，作为所述陶瓷材料，可以采用氧化物陶瓷和/或非氧化物陶瓷。
在本发明的辊套中，Al2O3、SiAl2O2、PSZrO2、Si3N4、SiAlON、SiAlYON和/或SiC可以被用作所述陶瓷材料。
在上述辊套中，所述附加材料层的这些不同的陶瓷材料最好具有不同的导热性。此外，被涂覆到所述基材上的所述附加材料层最好通过所加工的微米级凹槽来设置，所述凹槽通过钢丸喷射毛化方式来形成。另外，呈圆柱面形的浇铸辊表面被制造成是平滑的并且具有小于6微米的表面粗糙度，为此进行磨削和/或抛光。在这里，所述表米粗糙度最好小于1微米。或者，所述浇铸辊表面具有6微米至10微米的表面粗糙度并且同时不进行修整地只有涂上的所述附加材料层。
附图说明
以下，结合附图来详细说明不能发明的实施例及其它优点，其中：
图1以局部横截面图示出了带材连铸机的浇铸辊；
图2是辊套、气膜和待铸金属带的表面的一放大部分的截面示意图；
图3是辊套、气膜和带材表皮的一放大部分的截面示意图。
具体实施方式
图1表示一个尤其用于制造带钢的带材连铸机10的两个浇铸辊11、12、一个侧密封装置16以及一个带有密封板条13、17的上封闭件14。在这里，设置了两个分别有水平转动轴线的且彼此间隔的浇铸辊11、12，其中通过在浇铸辊11、12之间形成的缝隙19输出所制造的金属带。一水口管25穿过在上封闭件14中的密封开口14′，它被固定在一个未详细示出的容器的出口上。在浇铸辊11、12之间形成的金属液池的上方，形成一个封闭的惰性化腔室24，它可通过各一个连接管路29充满惰性气体。有利的是，通过另一连接管路31，一种附加的保护性气体32从腔室24中被吹到各辊面11′、12′上，以使任何氧不沉积到辊面上。
根据图2，在浇铸辊辊面11′、12′和金属液18的在辊面上形成的带材表皮D之间形成一层气膜，其中所述气体基本上被引入位于金属液池上方的惰性化腔室24里。
借助本发明的方法，在浇铸过程中，通过连接管路29将数量可控制的且由氩气、氮气和/或另一种气体构成的气体G3输入惰性化腔室24里，从而从带材表皮D3到浇铸辊11、12的热传导可以受到所形成的气膜G3厚度的影响，结果，可以使浇铸辊辊面11′、12′设有凹槽51(或不设凹槽)并且待铸带材可以获得平滑的表面。
在各浇铸辊11、12的辊套中，基材A具有一个附加材料层C的涂层，该材料层含有陶瓷颗粒或金属陶瓷颗粒。涂覆于基材上的陶瓷层C具有分布于整个表面上的微米级凹槽51，这些凹槽例如可以通过喷砂打毛或激光毛化方式制成。通过这些凹槽，出现了一个所示出的传热φ，这种传热本身通过一条锯齿形曲线来表示。
在图2中，示出了使用不同气体G1、G2、G3的变型方式，借助这些变型方式来表示由不同气体造成的基本状况。
气体G1大多是氩气，它不扩散到浇出的金属中并因而在各凹槽中会经历热膨胀，因此，在带材表皮D1中，显然形成微米级的凹陷，在这种情况下，其带材表皮比在凹槽旁边区域里的带材表皮薄。
氮气大多被用作气体G2，氮气会部分扩散到浇出的金属18中。因此，更容易出现带材表皮D2的隆起。
氮气和氩气的混合物被用作气体G3。通过该混合气，获得了本发明意义上的理想状态，即带材表皮D3既没有凹陷，也没有隆起，因而在要制造的带材上出现了平滑表面。
借助通过计量来控制其数量的氮气与氩气的规定混合物，可以不太费事地在金属带上获得平滑的表面。
在这种情况下，基材A由纯铜、主要成分为Cu、Ag的或Cu、Cr、Zr的或Cu、Li、Be的铜合金或者钢且尤其是合金钢制成。这种基材的特点是它有良好的导热性，由此确保了流经一冷却通道的水能够在浇铸辊的辊套里散走尽可能多的热能。
图3放大示出了一个圆柱形辊套表面的局部，该辊套表面是平滑的，它最好具有小于6微米的并最好是小于1微米的表面粗糙度，因此，通过磨削或车削对该表面进行精密加工。此外，规定了一个涂覆到基材A上的材料层B，它最好由镍、钢和/或铬构成。材料层B和材料层C通过热喷涂法如等离子体喷涂、火焰喷涂或HIP镀敷或其它涂覆方法如电解进行涂覆。
例如，基材A由钢或合金钢构成，其中材料层B作为通过熔焊涂覆方式产生的合金钢，而材料层C作为约厚0.2毫米-0.4毫米的薄陶瓷涂层。
由两种不同陶瓷材料C1、C2构成的材料层C被如此涂覆在材料层B上，即其中一种陶瓷材料C2遍及辊套面的整个范围，另一种陶瓷材料C1按近似相同的间距呈颗粒状地嵌埋在第一材料C2里。因而，获得了对材料层B和基材A的足够强的保护并同时产生了足够高的导热性。材料层C通过选择材料C1、C2而磨损很小。对陶瓷层或金属陶瓷层C1、C2来说，尤其可以采用Al2O3、SiAl2O2、PSZrO2、Si3N4、SiAlON、SiAlYON、和/或SiC。
根据本发明，在浇铸过程中，仍然将其数量经过计量控制的并由氩气、氮气和/或第三种气体构成的气体输入惰性化腔室里，从而从带材表皮到浇铸辊的热传导可以受到所形成的气膜G厚度的影响，结果，带材表皮D1构成一个平滑表面。按近似相同的间距并以颗粒形式埋入第一材料C2里的陶瓷材料C1造成不同的热传导，热传导在颗粒C1区域里小于在材料C2中，这导致了带材表皮D2在C1处减小。借助最好是由规定混合气组成的气膜G，获得了足够好的效果，从而能够获得理想的平滑带材表面。
浇铸辊表面11′、12′也可以具有6微米-10微米的表面粗糙度并且同时无需修整地只有涂上的材料层C。
当其表面层因使用而磨损了至少0.1毫米-0.4毫米时，浇铸辊11、12的辊套有利地进行重新涂覆以恢复到原始直径，以便继续使用。这是如此实现的，即在适当磨损后，涂覆上一由陶瓷颗粒或金属陶瓷层组成的材料层C。
通过上述实施例充分地说明了本发明。但是，本发明也可以表现为其它的变型方式。因此，例如材料层B和由陶瓷颗粒构成的材料层C可以同时被涂覆到基材上。
Claims (7)
1、用于带材连铸机的浇铸辊的辊套，它由含金属的基材(A)和至少一个涂覆到所述基材上的材料层制成，所述基材(A)或涂覆于所述基材上的所述材料层(B)具有一个附加材料层(C)的涂层，该涂层至少部分地含有陶瓷颗粒，其特征在于，所述附加材料层(C)含有至少两种不同的陶瓷材料(C1，C2)，这些不同的陶瓷材料被涂覆到所述辊套的整个面上，作为所述陶瓷材料(C1，C2)，可以采用氧化物陶瓷和/或非氧化物陶瓷。
2、如权利要求1所述的辊套，其特征在于，Al2O3、SiAl2O2、PSZrO2、Si3N4、SiAlON、SiAlYON和/或SiC被用作所述陶瓷材料(C1，C2)。
3、如权利要求1或2所述的辊套，其特征在于，所述附加材料层(C)的这些不同的陶瓷材料(C1，C2)具有不同的导热性。
4、如权利要求1或2所述的辊套，其特征在于，被涂覆到所述基材(A)上的所述附加材料层(C)通过所加工的微米级凹槽(51)来设置，所述凹槽通过钢丸喷射毛化方式来形成。
5、如权利要求1或2所述的辊套，其特征在于，呈圆柱面形的浇铸辊表面(11′，12′)被制造成是平滑的并且具有小于6微米的表面粗糙度，为此进行磨削和/或抛光。
6、如权利要求5所述的辊套，其特征在于，所述表面粗糙度小于1微米。
7、如权利要求1或2所述的辊套，其特征在于，所述浇铸辊表面(11′，12′)具有6微米至10微米的表面粗糙度并且同时不进行修整地只有涂上的所述附加材料层(C)。
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