[发明专利]一种用于双辊薄带铸挤轧的动态调节熔池深度的方法

说明书

本发明属于双辊铸‑挤轧技术领域，具体涉及一种用于双辊薄带铸挤轧的动态调节熔池深度的方法。发明人发现：双辊薄带工艺具有连铸、挤压、轧制三方面特征。Kiss点\角并非双辊薄带必然出现的特征，对于具备Kiss点\角特征的双辊铸‑挤轧工艺，Kiss角焓值稳定在一个合理区间是关键，焓值的稳定需要一定的挤压作用，以达到Kiss角物质的挤出效果，纯粹的结晶辊转动所提供的挤压力是不够的，且会带来工艺的剧烈波动，因此需要额外的挤压作用和\或等效作用。额外的挤压作用和\或等效作用的实现可以靠辊缝开度的变化和\或工艺参量的改变。本发明提出一种用于双辊薄带铸挤轧的动态调节熔池深度的方法，用以在Kiss角出现时，通过调整工艺参量，促使Kiss角物质更新，从而稳定Kiss角焓值。

技术领域

本发明属于双辊薄带铸-挤轧（双辊薄带铸-挤轧是发明人在本专利申请文件中首次提出的概念，之前双辊薄带铸-挤轧被为双辊铸轧、双辊薄带连铸）技术领域，具体涉及一种用于双辊薄带铸挤轧的动态调节熔池深度的方法。根据大量实验，发明人发现：双辊薄带工艺具有铸造、挤压、轧制三方面特征，Bessemer所提twin-roll工艺，确切地讲，应该被称为双辊薄带铸-挤轧（或简化为双辊薄带挤轧、双辊挤轧、双辊薄带铸挤、双辊铸挤）。单纯的结晶辊转动可以产生挤压作用，可是目前来看，纯粹的结晶辊转动所提供的挤压力对许多材料是不够的，且在出现Kiss点时，会带来工艺的剧烈波动，因此需要额外的挤压作用和\或等效作用。额外的挤压作用和\或等效作用的实现可以靠辊缝开度的变化和\或工艺参量的改变。对于具备Kiss点特征的双辊铸-挤轧工艺，Kiss角焓值稳定是关键，焓值的稳定在多数情况下需要适宜的、额外的挤压作用，额外挤压作用的实现可以靠辊缝开度的变化和\或工艺参量的改变。本发明提出一种用于双辊薄带铸挤轧的动态调节熔池深度的方法，用以在Kiss角出现时，通过工艺参量的适时、适度调整来稳定Kiss角焓值，以提高工艺稳定性和扩大可铸-挤轧的材料范围。

背景技术

双辊铸-挤轧由Bessemer在1856年提出，该技术将铸造和轧制在熔池中一次完成，被公认为具备颠覆钢铁领域的潜力。多年来，世界上各主要经济体均投入巨资对该技术展开研究。然而，成功的商业化实践只有美国Nucor能够做到，2019年，中国沙钢斥资12亿购买Nucor技术，建成了中国第一条双辊铸轧生产线。尽管Nucor和沙钢取得了商业化的成功，但是，他们在制备钢铁薄带时，所能制备的钢种成分是非常少的，用2021年3月沙钢技术人员的话说，“我们都是硬上，两相区一宽就不行事了”。

Bessemer提出的双辊薄带技术在发明人已经公开的多份专利（公开日在2022年8月12日前）文件中有大量引自前人的叙述。目前来看，研究双辊铸-挤轧熔池传输机制的唯一实验方法，是由发明人提出的熔池示踪技术（申请号2021101226378），熔池示踪技术建立在湍流和层流传质速度存在显著差异的基本物理学规律之上，利用了发明人所发现和报道的双辊铸轧熔池中湍流集中于速度边界层的应用基础（文章DOI：https://doi.org/10.1007/s42243-021-00574-6）。

之前，发明人在多份公开资料中声称，关于双辊铸-挤轧，结晶辊旋转提供驱动力，就像在专利申请文件2021101226378中发明人所陈述的那样，双辊铸-挤轧是结晶辊驱动下被铸轧金属竞相移出熔池的过程。可是，根据发明人最新的实验结果，发明人发现自己之前的认识是片面的：辊缝开度变化也会提供被铸轧金属竞相移出熔池的、可控的挤压驱动力，并且，当存在Kiss点\角时，由于Kiss点\角物质焓值不稳定，单纯依靠结晶辊转动产生的挤压力会带来剧烈的工艺波动，辊缝开度变化提供的挤压力有利于Kiss点\角的焓值稳定。成功的双辊铸-挤轧模式并非单一驱动力，还需要由辊缝开度改变来提供额外的、可控挤压力，利用辊缝开度变化提供的挤压力来促使Kiss角物质焓值保持相对稳定。结晶辊不光要转，还要“挤一挤”。Bessemer所提Twin-Roll工艺本质驱动力，是“挤轧”，而非单纯的“轧”，“挤”和“轧”的匹配关系，是工艺参数匹配关系选择的关键。“挤”的动力来自于结晶辊转动，也可以由辊缝开度动态变化来产生。