[发明专利]双辊连铸机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双辊连铸机，更具体地涉及一种在铸轧期间允许铸辊的温度变化以及辊子的型面调节的双辊连铸机。双辊连铸机允许从熔融金属连续地铸轧薄金属带材。

背景技术

这对铸辊横向地定位，以在辊子之间形成辊隙并且在铸辊上辊隙正上方支撑熔融金属的铸熔池。熔融金属可以从钢包（ladle）倾倒到较小的容器中，或者倾倒到一系列较小的容器中，熔融金属从容器流过位于辊隙之上的金属传送喷嘴，形成延伸了辊隙长度的熔融金属的铸熔池。该铸熔池通常被约束在侧板或者侧封板（side dams）之间，所述侧板或者侧封板保持与铸辊的端面滑动接合，以约束铸熔池两端防止溢流。支承在反向旋转的铸辊上的熔融金属在铸辊的铸轧表面被冷却以形成壳板，所述壳板在铸辊之间的辊隙处被置于一起，以形成从辊隙向下铸轧的薄金属带材。

双辊连铸机能够通过一系列钢包从钢水连续地生产出铸轧带材。在流过金属传送喷嘴之前将熔融金属从钢包倾倒到较小的容器中会允许用满的钢包更换空的钢包，而不会中断铸轧带材的生产。

具体而言，双辊连铸机使熔融金属在与铸辊铸轧表面相邻的熔融池中冷却，以在铸轧表面上形成壳板，壳板在辊隙处被置于一起并且从铸辊之间的辊隙向下连续铸轧出固化的薄带。为了冷却铸辊的铸轧表面，冷却水穿过铸辊的内部。因为辊子的铸轧表面与处于例如1600℃的温度的熔融金属接触，铸辊的温度被调节，以提供与铸辊的铸轧表面相接触的熔融金属的期望温度和热通量。通常，铸辊维持在不超过近似400℃的温度下。

在通过双辊连铸机铸轧薄带中，在铸轧周期期间在铸辊的铸轧表面中的冠部（crown）的可预计性是一个难题。铸辊的铸轧表面的冠部决定了由双辊连铸机产生的薄铸轧带材的厚度轮廓，即横截面形状。具有凸形（即，正向冠部）铸轧表面的铸辊产生具有负向（凹陷的）横截面轮廓的铸轧带材，并且具有凹形（即，负向冠部）铸轧表面的铸辊产生具有正向（即升起的）的横截面轮廓的铸轧带材。铸辊一般由铜或者铜合金形成，其具有用于冷却水循环的内部通路并且通常用铬或者镍涂覆以形成铸轧表面。铸辊因暴露于熔融金属而经历相当大的热变形。

存在的问题在于，铸辊的型面因熔融金属的加热而在轴向上和径向上有所改变。铸辊尤其在径向上的型面变化表现在被铸轧的薄铸轧带材的厚度轮廓中。由此，迄今为止，铸辊在热操作期间的变形程度必须在铸轧前被预测。在冷轧辊的情况下，在铸轧之前在铸辊中形成负向冠部，以考虑到铸辊在铸轧周期期间的所预测变形程度来提供期望的铸轧带材厚度轮廓，从而根据需要提供平坦的薄铸轧带材或者提供具有微小冠部的薄铸轧带材。然而，由于供给到铸熔池的熔融金属的温度变化、铸轧的速度变化、甚至金属成分的微小变化以及其它变数，难以预测铸轧状态下铸轧表面的冠部形状。因此，应用到冷铸辊的负向冠部的尺寸在整个铸轧周期期间可能是不适当的。

整个铸辊的温度变化以及温度梯度会导致铸轧带材在径向和轴向两者上的复杂变形。薄铸轧带材的厚度轮廓由铸辊成形，并且尤其通过带材边缘部分的型面变化而成形。薄铸轧带材的边缘部分的厚度变化会影响薄铸轧带材的品质，并且还影响铸轧之后执行的热轧工艺。

另外，薄铸轧带材的厚度轮廓变化可能是被设计用以限制带材在轧制期间左右偏斜的夹辊的功能性难题的原因。替代地或者附加地，薄铸轧带材的厚度轮廓变化可能是带材在轧制之后起皱以及破裂的原因。

现有技术的双辊连铸机还构思：例如通过改变铸轧速率或者熔融金属在铸辊的辊隙之上的铸熔池中的体积来改变铸轧周期期间的操作状态。然而，在双辊连铸机的通常铸轧操作期间控制并调节铸辊的型面变化充其量是困难的。铸轧速率或者熔融金属在铸熔池中体积的任何变化会导致带材轮廓的相应变化。此外，铸轧速率以及熔融金属在铸熔池中体积的这些变化同样改变其它的铸轧参数，诸如带材尺寸控制，因此不能轻易改变。

如在日本专利JP7-88599中记载的，双辊连铸机的铸辊的热变形被发现依赖于铸辊的温度，因此铸辊的型面能够通过以外部作用改变铸辊的温度来调节。例如，铸辊型面测量仪器能够用以测量铸辊冠部的程度，或者铸轧带材轮廓测量仪器能够用以测量铸轧带材冠部。该数据能够用以修改铸辊加热/冷却设备的输出，由此调节铸辊的表面型面。