CN2582783Y

CN2582783Y - 薄带连铸用结晶辊

Info

Publication number: CN2582783Y
Application number: CN 02283419
Authority: CN
Inventors: 于艳; 方园; 秦波
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-10-29
Anticipated expiration: 2012-12-19

Abstract

薄带连铸用结晶辊，其辊身表面有镀层，该镀层经处理形成数条纹理；所述的结晶辊表面纹理断面形状为正弦曲线形或梯形，纹理的形状可以是规则也可以不规则。根据生产工艺及产品质量的要求不同，结晶辊表面纹理在结晶辊辊身的分布密度不同。本实用新型的优点在于，与已有技术相比，通过改变结晶辊表面纹理形状，来减小气隙的厚度，提高结晶辊的导热速率。

Description

薄带连铸用结晶辊

技术领域

本实用新型涉及冶金连铸技术，特别涉及薄带连铸用结晶辊。

背景技术

薄带连铸就是钢水经过高速旋转的结晶辊，并在轧制力的作用下凝固成1-5mm铸带。结晶辊一面与钢水接触；另一面水冷面，同时经受轧制力的作用。这要求结晶辊材质具有：1)良好的导热性；2)高强度和硬度；3)耐急热急冷性能；4)耐热交变的疲劳性能。

如果将铜合金辊套直接与钢水接触，一方面铜合金的软化点在600℃左右，同时硬度相对低，在轧制力的作用下，或生产出现异常情况下，容易发生局部软化、变形、裂纹甚至损坏，这不但影响铸带板型和表面质量，而且结晶辊的寿命大大降低，增加了生产成本。解决上述问题的有效方法是在结晶辊表面镀一层耐磨的Ni、Cr、Co等金属。这一技术已经在传统连铸结晶器中广泛使用。在表面镀层后，耐磨性可以提高，但同时降低了结晶辊的热传导能力。与常规连铸不同的是薄带连铸由于金属在结晶辊内必须全部凝固，因此要求结晶辊的传热能力提高。

另外，薄带连铸结晶辊辊冷却的关键是要保证快速和均匀的冷却，提高铸带的表面质量。因此提出了对结晶辊表面进行粗糙处理，形成一定的纹理，以控制热传导，从而控制凝固过程。

现有对结晶辊表面进行粗糙处理的技术参见图1、图2，如图所示，结晶辊1表面镀有一镀层20，镀层20表面经处理形成纹理30，该表面纹理30主要为V型波谷，即波谷的形状为尖状，该结构存在的主要问题是当钢水40与表面接触时，在波谷处由于是尖状，钢水40不能充满，而且不论是在空气中浇铸还是在充满惰性气体的密闭室内浇铸，必然会在钢水和波谷间有气隙形成，气隙的厚度为δ1。由于热量在空气中传导速率远远低于在铜中的热传导，影响热传导的主要因素是气隙厚度，气隙厚度越大，传热热阻越大，使得钢水的热传导性大大降低。

为解决此问题，中国专利公开说明书CN1263804A提出了钢水中的锰含量不低于0.6％；硅含量不低于0.1-0.35％，其主要目的是通过在结晶辊表面形成的锰硅氧化膜，改善了结晶辊与钢水的界面传热，但此方法对钢水成分控制难度较大。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种薄带连铸用结晶辊，以解决结晶辊表面耐磨和提高传热，同时保证结晶辊冷却的均匀性，在结晶辊的表面镀耐磨金属，同时对表面进行粗糙化处理，形成一定的纹理，同时通过对耐磨金属类型、镀层厚度以及纹理形状的合理设计，达到控制热传导和凝固的目的，从而提高铸带的质量。

为达到上述目的，本实用新型设计的薄带连铸用结晶辊，其辊身表面有镀层，该镀层经处理形成数条纹理；所述的结晶辊表面纹理断面形状为正弦曲线形或梯形，纹理的形状可以是规则也可以不规则。

根据生产工艺及产品质量的要求不同，所述的结晶辊表面纹理在结晶辊辊身的分布密度不同。

所述的结晶辊表面纹理的尺寸为：深度h为20～200um，宽度w为150～400um，底宽p为20～80um。

所述的镀层厚度为0.3mm～2mm，较佳为0.3mm～0.8mm。

本实用新型的优点在于，与已有技术相比，通过改变结晶辊表面纹理形状，来减小气隙的厚度，提高结晶辊的导热速率。钢水与铜合金之间由于界面张力的作用，部分润湿，在相同结晶辊材质和相同的钢水成分条件下，钢水与铜合金结晶辊之间的界面张力相同，即：润湿角θ相同。在相同的润湿角条件下，对于相同的纹理间距L和纹理深度h，弧形、梯形条件下气隙厚度δ2、δ3都小于已有技术气隙厚度δ1。因此，可以提高结晶辊的导热性。

附图说明

图1为现有结晶辊结构示意图。

图2为图1中的A部放大示意图。

图3为本实用新型结晶辊表面纹理的一结构形态示意图。

图4为本实用新型结晶辊表面纹理的另一结构形态示意图。

图5为本实用新型结晶辊表面纹理二种不同纹理的对比示意图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型设计的薄带连铸用结晶辊，其辊身1表面镀有镀层2，该镀层2经处理形成数条纹理3；当钢水4与结晶辊表面接触时，在纹理3波谷处钢水4可充满或接近充满。

图3所示，所述的结晶辊表面纹理3断面形状为梯形。

图4所示，所述的结晶辊表面纹理3断面形状为正弦曲线形，钢水4可充满纹理3。

参见图5，所述的结晶辊表面纹理3的尺寸为：深度h为20～200um，宽度w为150～400um，底宽p为20～80um；镀层厚度为0.3mm～2mm，较佳为0.3mm～0.8mm。

另外，结晶辊表面纹理3在结晶辊辊身1的分布密度不同，结晶辊辊身1冷却水进口处的表面纹理3分布密，冷却水出水口处的表面纹理3分布稀。

制作镀有不同厚度镀层和刻有不同纹理形状的铜合金试样，在薄带连铸界面换热的热模拟装置中测量其界面换热的热流密度。热流密度越大，说明界面换热效果越好。

钢水与铜合金之间由于界面张力的作用，部分润湿，在相同结晶辊材质和相同的钢水成分条件下，钢水与铜合金结晶辊之间的界面张力相同，即：润湿角θ相同。在相同的润湿角条件下，对于相同的纹理间距L和纹理深度h，梯形、弧形条件下气隙厚度δ2、δ3都小于已有技术气隙厚度δ1。因此，可以提高结晶辊的导热性。

试样的原始表面温度为相同为40℃，实验用的金属液为A1，温度相同为770℃，在相同的实验条件下，测定不同纹理形状对界面换热系数的影响。实验结果见表1。表1

序号	试样表面状态	最大热流密度MWm/℃
序号	试样表面状态	最大热流密度MWm/℃	1	镀Ni厚度0.2mm，表面为无纹理处理	3.5
2	镀Ni厚度0.3mm，表面为V型，w＝300um，h＝100um	4	1	镀Ni厚度0.2mm，表面为无纹理处理	3.5
2	镀Ni厚度0.3mm，表面为V型，w＝300um，h＝100um	4	3	镀Ni厚度0.8mm，表面梯形，w＝300um，h＝100um，p＝30um	4.2
4	镀Ni厚度0.8mm，表面为弧形，w＝300um，h＝100um	4.3	3	镀Ni厚度0.8mm，表面梯形，w＝300um，h＝100um，p＝30um	4.2
4	镀Ni厚度0.8mm，表面为弧形，w＝300um，h＝100um	4.3	5	镀Ni厚度0.8mm，表面为梯形，w＝1000um，h＝500um；p＝150um	3

Claims

1.薄带连铸用结晶辊，其辊身表面有镀层，该镀层经处理形成数条纹理；其特征至于，所述的结晶辊表面纹理断面形状为正弦曲线形或梯形。

2.如权利要求1所述的薄带连铸用结晶辊，其特征至于，所述的结晶辊表面纹理在结晶辊辊身的分布密度不同。

3.如权利要求1或2所述的薄带连铸用结晶辊，其特征至于，所述的结晶辊表面纹理的尺寸为：深度h为20～200um，宽度w为150～400um，底宽p为20～80um。

4.如权利要求1所述的薄带连铸用结晶辊，其特征至于，所述的镀层厚度为0.3mm～2mm。

5.如权利要求1所述的薄带连铸用结晶辊，其特征至于，所述的镀层厚度为0.3mm～0.8mm。