在一个辊子或两个辊子之间连续浇铸的方法和装置

摘要

铸造薄金属产品的方法和装置，它包括被驱动转动的，有冷却壁的一个或两个辊子(1)，限定铸造空间(4)的侧壁(3)。每一辊子表面至少分为三个圆周形区域，其中，至少一个区域(5)的粗糙度要比另外两个区域(6)的粗糙度高。该装置用来完成本发明的方法，使得只有与辊子的冷却壁接触的铸造金属凝固的铸皮的确定的纵向区域才被优先向前驱动。

说明书

本发明涉及在一个辊子或两个辊子之间薄金属产品的连续浇铸，特别是连续浇铸钢板。

这种铸造类型是为人们所知的，它包括将熔化的金属与冷却的移动的表面相接触，这种接触使铸造金属凝固或凝结，凝固的铸造金属被移动的表面向前驱动或向前拉出。

这种类型铸造的已知问题之一是如何保证与冷却表面接触的金属形成均匀的凝固。产生这一问题是由于熔化的金属在与冷却的表面接触时，金属在凝固时要收缩，这种收缩会引起凝固的金属铸皮与铸造表面局部地分离。这样，在有分离发生的区域，其金属冷却相对于仍然与冷却表面保持良好接触的铸皮的区域要慢。已经发现，在平滑的表面上，这种分离现象的发生没有什么规律，因此会导致铸造产品表面质量的不均匀以及结构的不均匀。这样的结构会产生铸造缺陷（例如表面破裂）。

为了克服这个问题，保证铸造金属的均匀凝固，有人建议使冷却表面有一定的粗糙度，这样的粗糙表面区域（具有一定的粗糙度）构成有规律的分布，在这些区域铸造金属与冷却表面相接触，这样，在最终产品的尺寸规格范围内，上述金属得到均匀的凝固。

这种类型的设计已在欧洲专利（EP309247）和日本专利（JP62254953）中公开，在公开的文件中示出了具有特定粗糙度表面的铸造辊子，该粗糙表面的粗糙度是通过粗糙表面的凸纹，尖峰和凹部的尺寸和位置布置来限定的。

利用具有特定粗糙表面的特点的铸造表面可以改善产品质量，特别是产品的表面质量，但是，在铸造中还会发生质量事故，例如铸造金属的断裂和粘附，这不仅会导致铸造产品的缺陷，还会打乱铸造过程的正常运转。例如，这类事故一般出现在接近侧壁或侧墙的铸造表面的边缘处，侧壁或侧墙是用来横向挡住熔化的金属并限制产品的宽度。实际上侧壁是固定的，铸造产品的边缘有粘附在侧壁上的倾向，而远离侧壁处与铸造表面接触的凝固的金属被铸造表面向前驱动。这就导致了还未完全凝固的铸造产品的边缘部分和中间区域之间速度上的差异，从而导致产品的断裂或至少在产品的边缘造成严重的缺陷。

本发明的目的是要解决这些问题，避免铸造事故（例如断裂或粘附），从而在产品整个宽度上，特别在其边缘处达到令人满意的质量。

为此，本发明提供在被驱动转动的一个辊子上或两个辊子之间铸造薄金属产品的方法。熔化的金属与上述一个辊子或两个辊子之间的冷却的壁接触并凝固，从而形成凝固的金属铸皮，该铸皮由上述一个或两个辊子继续向前驱动。

按照本发明，上述方法的特征在于，只有凝固铸皮的确定的纵向区域被优先向前驱动。

在本发明的一个实施例中，上述优先驱动的区域位于铸造产品的边缘或接近边缘的地方。

在第一个实施例中，在凝固过程中，铸皮的边缘受到一个十分大的驱动力，该驱动力防止铸皮附着在固定的侧壁上，或者，无论在任何情况下，在附着开始出现时，该力使之拉断，从而保证附着金属的量不再增加，并且避免导改附着侧下游液态金属的破断。

对于仅通过优先驱动凝固铸皮的边缘得到铸品质量的改进现在还不能做出精确的说明。一个假设是，优先驱动的边缘，也就是说，由于存在侧壁或侧墙，铸皮对侧壁的摩擦力，使它有被滞留的倾向，然而，铸皮又有凝固的更快的倾向，从而可以避免前面叙述过的附着或破断的问题，另一方面，产品中间区域凝固的铸皮受到较低的驱动力，因此，不易受到该力产生的表面应力，该应力在中间区域对产品的质量有不利的影响。

按照本发明的另一个实施例中，上述优先驱动的区域距铸造产品的边缘较远。

在第二个实施例中，铸皮的中间区域相对于边缘被优先向前驱动。在这种情况下，凝固过程中铸皮的边缘有一定量的自由变形，在铸皮与侧壁附着的情况下，只有边缘部分受到扰动，因为它们受到纵向剪切力的作用，而被均匀一致驱动向前的产品的中间部分则不受表面应力的作用。在此情况下，铸皮边缘实际上会有吸收由于摩擦在侧壁上所产生的应力的作用，并将该应力分布于没有经受优先驱动的边缘区域的宽度上。这一作用将随着边缘区域的宽度而增加。应当明白，由于边缘区域受到特殊的扰动，产品的边缘部分在产品离开连铸装置后需作些修整工作。

本发明还提供在一个辊子上或两个辊子之间铸造薄金属产品的装置，上述装置包括被驱动旋转的一个或两个辊子，辊子壁被冷却，上述侧壁与上述一个或两个辊子限定了铸造空间。

按照本发明，该装置的特征在于，上述一个或两个辊子的表面至少被分为三个圆周区域，其中至少一个区域的粗糙度要比其它区域的粗糙度高。

在本发明装置的一个实施例中，辊子表面包括两个粗糙面区域，都靠近侧壁，这两个粗糙面区的粗糙度要比它们之间的第三区域的粗糙度高。

通过优先驱动在上述一个辊子或两个辊子表面凝固的铸皮的边缘，很明显，本发明装置的第一实施例特别用以完成所述的方法的第一实施例。

在本发明装置的第二个实施例中，辊子的表面包括至少一个粗糙面区域，该区域的粗糙度要比其它区域的粗糙度高，上述一个或几个粗糙面区域位于距侧壁有一段距离的位置。

很明显，该装置的第二实施例通过允许上述铸皮边缘可能的滑动，使凝固的铸皮的中间区域优先被驱动，从而使本发明的第二实施例装置特别适于完成上述的方法的第二实施例。

除了有关铸造产品的凝固的规律的有益的方面外，发明人还发现，铸造表面的粗糙度这一特殊的特点在铸造操作的条件下使产品质量得到改善，易于使产品在一个辊子或两个辊子之间进行铸造生产，特别是解决了金属与固定侧壁接触产生的众所周知的问题。

下面将参阅附图，结合以示例方式给出的本发明的实施例的说明，很容易看到本发明其它特点和优点。

图1为按照本发明用于在两个辊子之间连铸的装置的示意图;

图2为辊子被轴向偏置的实施例的示意图;

图3为另一个实施例装置的俯视图，其特点为铸造表面在滚轮的中部要比相邻的边缘部分粗糙。

图4为一个辊子的俯视图，在边缘部分有较高的粗糙度，其粗糙度分布有其特别的形式。

图1为在两个辊子之间的进行连铸的装置示意图，该装置包括按箭头2的方向被驱动旋转的两个辊子1，以及靠着辊子1端部安置的两个固定侧壁或边墙，用来封闭成铸造空间4，在铸造中熔化的金属被浇铸在该空间中。

众所周知，辊子1的圆柱形壁被冷却，浇入铸造空间4的熔化金属在与冷却的辊子壁接触时凝固或凝结，形成凝固金属的铸皮，该铸皮的厚度不断增加，并在含有两个辊子轴线的平面区域处结合，从而以自下部连续排出薄金属条或金属带的方式制成铸造产品。

按照本发明，辊子1的壁的表面包括靠近每一侧壁3的环形区域5（由交叉阴影线表示），该区域的粗糙度比中间区域6的粗糙度要大。

例如，铸造表面宽度为800mm，则粗糙度最高的区域5的宽度大约为10mm，上述区域5的粗糙度Rz＝150μm，而中间区域6的粗糙度为80μm。然而，根据辊子的尺寸，铸造表面的性质以及铸造金属的性质，上述的粗糙度值可在相当大的范围内变化。粗糙度最高的区域5的粗糙度Rz值最好是基本上等于或大于粗糙度较小区域粗糙度数值的两倍。

可以通过许多方法来得到铸造表面的粗糙面，例如滚花、吹粒、电浸蚀、锤击等。

粗糙面的类型和形状基本依赖于所选用的方法。例如，用滚花方法产生的粗糙表面的情况下，可以形成如图1所示的交叉滚花形粗糙面，或者是直的横向的滚花槽在平行于滚轮轴方向延伸（如图2所示）。

然而，不同区域的粗糙表面可用不同的方法来形成。

图1所示的实施例中，侧壁3是靠着辊子的端部安置，在两个辊子之间并没有突出的部分，侧壁3与辊子的圆柱形表面相接触。粗糙度较高的区域5位于接近铸造表面的边缘，即在辊子的每一端部。

在图2所示的一个实施例装置中，辊子1彼此轴向偏置，每一侧壁3′一方面靠置于一个辊子的端面上，另一方面又靠置在另一辊子的圆柱壁上。通过两个辊子轴向相对的位移，这一基本的构形可以改变铸造空间的宽度，从而可以改变铸造的薄钢带的宽度。

在这种情况下，每一辊子包括在铸造表面一个边缘处粗糙度较高的区域5′，以及与另一边缘有一段距离处粗糙度较高的区域5″，该距离是由侧壁之间的距离所确定的。在与侧壁相接触的圆柱形区域7的粗糙度要小到在铸造过程中，侧壁不会被擦伤的程度。

也可以象图4所示那样只用一个辊子，而不是象图1所示装置中用两个辊子。图4中所示类型的辊子的较粗糙区8的特点在于，沿圆周方向分为几个交替有不同粗糙度的部分8′、8″。例如，部分8′的粗糙度比部分88″的粗糙度高，而8″的粗糙度等于或大于中间区域6的粗糙度。

这种粗糙度的特别设置是通过产生出上述边缘部分优先断裂的区域，使得在使用这样的辊子所制造出的铸造产品的边缘部分能易于得到修整。

实际上已经发现，辊子表面粗糙度的突然的改变（例如粗糙度交替变化部分8′、8″）会在产品中相应于这些粗糙度变化的区域，产生削弱铸造产品金属的作用，这种作用有助于而后对边缘部分的修整（例如通过剪切）。

因此，在使用如图1图2和图4所描述的辊子和装置，可以进行本发明第一个实施例的方法，这种方法是通过在靠近侧壁处铸造表面的高的粗糙度来促使已凝固的金属铸皮的边缘部分向前驱动。

图3所示的装置用以执行该方法的第二个实施例，在该装置的这一实施例中，辊子1′包含有中间圆周区域6′，它的粗糙度比靠近侧壁的圆周区域9的粗糙度更高。

凝固的铸皮的边缘部分有粘附在侧壁的倾向的情况下，正如已经指出的，区域9的粗糙度在这种情况下要小到允许在这些区域的凝固的铸造的边缘部分在其上滑动。然而，这种滑动也可通过在铸造前对区域9进行润滑，或在铸造中经常对该区域预以润滑。

辊子1′圆周的中间区域6′的粗糙面可以用前面已叙述过的方法来得到。

本发明的范围并不仅仅局限于实施例所描述的装置。例如本发明可用于单辊子的连铸装置。