[发明专利]一种碳钢双辊薄带连铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄带连铸工艺领域，特别涉及碳钢双辊薄带连铸方法。

背景技术

薄带连铸主要形式之一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2-5mm铸带。目前薄带连铸生产的基本工艺过程是：薄带连铸机(双辊、单辊、轮带式)—密闭室—活套—夹送辊—热轧(单机架或两机架或无)—控冷—卷取。钢水从钢包经过长水口、中间包和浸入式水口进入旋转的水冷结晶辊与侧封板形成的熔池内，经过水冷结晶辊的冷却形成铸带，通过摆动导板、夹送辊将铸带送至铸带输送辊道，经过热轧机，喷淋冷却，飞剪直至卷取机。由于薄带连铸技术具有节约成本、缩小厂房面积、降低能耗、提高生产效率等优点，这项技术现在正成为各个国家研究者研究的热点，同时也被称作是冶金行业的革命性技术。

在薄带连铸工艺中，铸带与水冷结晶辊之间的传热和凝固直接影响着铸带的质量和最终产品的性能。控制结晶辊和钢水之间的界面传热的方法和手段主要有如下几种：1)利用结晶辊表面纹理处理来控制结晶辊的传热。2)利用结晶辊表面形成的自然沉积的氧化膜来控制传热；3)通过改变结晶辊表面镀层的成分来控制传热。4)控制气体的成分来控制传热，例如加入氮气来提高传热，降低裂纹的发生等。

如中国专利申请CN1183064A和美国专利申请US6073679公开了一种薄带连铸的方法。该专利的主要特征是钢水中的硫含量大于0.02％，硫元素是通过硫化铁加入，并且钢水是硅锰镇静钢，其锰含量不小于0.2％，含硅量不小于0.1％，含铝量小于0.01％。

美国专利申请US5720336公布了一种利用自然沉积膜改善表面质量的方法。该发明主要工艺是通过控制钢中的硅锰成分，使得钢水在结晶辊表面凝固的同时形成一种含有铁，锰，硅的氧化物的自然沉积膜，在该沉积膜中MnO：SiO₂＝75％：25％，且沉积膜的厚度小于1μm。

美国专利申请US6059014、US5934359、US6059014以及欧洲专利申请EP0800881、日本专利申请JP10029047中均公布了沉积膜的控制方法，为了控制沉积膜的成分，通过控制钢水中的Ca/Al比例来在0.2～0.3之间来实现。

以上技术虽然各具优点，但也都存在问题；例如改变结晶辊表面镀层和利用结晶辊表面纹理处理等方法都需要对结晶辊表面进行特殊处理，而且特殊成分的镀层在高温热交变疲劳和应力状态下易剥落和磨损，设备维护成本高；通过结晶辊表面形成的自然沉积氧化膜以及密闭熔池的气体成分来控制传热是个简单有效的方法。但目前已有的公开的技术中，形成的自然沉积膜的成分都是氧化锰和二氧化硅。该方法对提高热流密度的效果是有限的，因为氧化锰和二氧化硅混合氧化物的熔点不可能很低，而且在结晶辊表面的形成的氧化膜的厚度也要薄，这对结晶辊表面清理的要求提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳钢双辊薄带连铸方法，

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

一种碳钢双辊薄带连铸工艺方法，其包括如下步骤：

a)冶炼，冶炼过程中在碳钢中以钛合金的形式加入钛，其钢水成分质量百分比为：C：0.01-0.5、Si：0.03～0.6、Mn：0.2～1.2、P<0.02、S<0.02、Ti：0.02-0.1，余铁；

b)薄带连铸，含钛的钢水经过钢包、中间包经过浸入式水口或布流器进入由高速旋转的结晶辊形成的密闭熔池内，经过结晶辊的冷却和轻微轧制形成铸带；钢水在密闭室内浇注到高速旋转的结晶辊表面，在结晶辊的表面会形成黑色自然沉积膜，该自然沉积膜的成分是二氧化硅，氧化锰和氧化钛的混合氧化物；在熔池内，引入混合气体，该混合气体为惰性气体和还原性气体的混合气，还原性气体的比例为1％～10％；密闭熔池内的氧分压为：10^-2～10^-22；

c)再经热轧、控制冷却直至卷取。

进一步，所述的惰性气体为氩气或氦气；还原性气体为氢气或一氧化碳。

又，本发明薄带连铸过程中，自然沉积膜中各氧化物的摩尔百分比为：SiO₂∶MnO∶TiO₂＝35～40％∶50～55％∶4～10％。

结晶辊表面自然沉积膜的厚度为小于6μm的。