表面处理方法及由该方法生产的铸轧辊与流程

本发明涉及用于双辊薄板铸造过程中的铸轧辊的表面处理方法及由该方法生产的铸轧辊。

背景技术：

通常，铸造工艺是将熔融金属凝固以生产具有均匀厚度的板坯的过程。近来，已经开发并使用了薄板铸造技术，其中通过使用两个铸轧辊将熔融金属直接凝固成具有接近最终产品厚度的薄板。

如图1和图2所示，双辊薄板连铸机1通过沿相反方向旋转的一对铸轧辊10之间的喷嘴20提供钢水M，钢水M沿着铸轧辊10被冷却以形成铸件Y，随后在辊隙中进行压下轧制以形成薄板S。

边缘挡板25设置在一对铸轧辊10的两端，以防止钢水M朝铸轧辊10的两端流出。

通常，在铸轧辊10中，形成有冷却剂在其中循环的冷却通道以冷却钢水M，并且所述冷却通道由诸如铜等具有优良的传热特性的材料形成。

此外，在铸轧辊10的表面上形成使用诸如镍等材料形成以提高耐磨性的涂层。在所述涂层中，使用诸如喷丸的方法形成无取向粗糙度，以顺利地排出铸造过程中产生的气泡等，并通过防止裂纹缺陷等来提高凝固特性。

如图3至图5所示，穿过铸轧辊10的铸件Y通过温度为1100℃-1200℃的轧辊30进行热轧，以20％-40％的压下率进行压下轧制生产薄板S。

在铸轧辊10中，由于在生产薄板S的过程中进行轧制，其表面粗糙度良好，并且由于发生再结晶，其物理性能良好。

例如，铸轧辊10包括铸轧辊主体12，以及形成于铸轧辊主体12的表面上具有粗糙度为10μm-20μm的凹凸图案14的表面处理部。通过铸轧辊10的表面处理部，具有与其对应的例如粗糙度为10μm-20μm的表面粗糙度的凹凸图案14'形成于铸件Y上。由于在通过轧辊30的同时对凹凸图案14'进行压下轧制，在铸件Y上形成的凹凸图案14'的粗糙度降低至约1μm的水平。

然而，在根据相关技术的铸件Y中，凹凸图案14'的凸部可以30°或更大的角度(α)和与其相邻的凹部连接。因此，在铸件Y通过轧辊30被轧制形成薄板S的过程中，诸如氧化皮等的异物可能存在于凹凸图案14'的凸部之间，因此，可能在其中包含异物的状态下生产薄板S。

如图6A-图6D所示，如上所述，由在薄板S的表面上形成的异物P造成的缺陷被称为钩状缺陷H。钩状缺陷H可能保留在随后的退火酸洗-冷轧过程中，并且可能在经过最终冷轧工序之后作为表面缺陷保留下来。因此，这种钩状缺陷H可导致产品的价值降低。

在相关技术的铸轧辊10中，根据决定表面处理部的表面粗糙度的凹凸图案14的变化、尺寸、形状等，异物很容易插入到表面处理部中。因此，需要开发用于改善表面形状的技术以便不让异物插入到铸轧辊10的表面处理部中。

技术实现要素：

技术问题

本公开的一个方面提供能够通过改善决定铸轧辊表面粗糙度的表面形状防止表面缺陷的表面处理方法，以及通过该方法生产的铸轧辊。

技术方案

根据本公开的一个方面，表面处理方法可包括：在铸轧辊的表面上形成凹凸图案的凹凸图案成形操作；以及通过电解抛光的电解抛光操作，以将在凹凸图案成形操作中形成的凹凸图案的多个凸部和多个凹部处理成圆形。

在凹凸图案成形操作中，可以使用喷丸处理方法对铸轧辊的表面进行表面处理。

在凹凸图案成形操作的喷丸处理方法中，当对铸轧辊进行表面处理时，可以投射(project)直径至少为2.8mm的喷丸球。

根据本公开的另一方面，铸轧辊包括：铸轧辊主体；以及表面处理部，其在所述铸轧辊主体的表面上形成，并成形为使得通过上述表面处理方法将凹凸图案的多个凸部和多个凹部处理成圆形。

凹凸图案的凸部可以以小于30°的角度平滑地和与其相邻的凹凸图案的凹部连接。

铸轧辊可以进一步包括在铸轧辊主体的表面上形成的涂层。

有益效果

根据本公开的示例性实施方案，可以改善决定表面处理部的表面粗糙度的凸部的形状，以防止异物插入的现象。因此，可以减少在冷轧产品等的表面上出现的钩状缺陷H，从而提高产品质量。

附图说明

图1是说明双辊薄板连铸机的示意图。

图2是说明相关技术的铸轧辊的透视图。

图3是说明通过相关技术的铸轧辊将铸造的铸件压制成薄板的过程的截面图。

图4是沿图3的I-I'线截取的截面图。

图5是沿图3的II-II'线截取的截面图。

图6A是说明在薄板的表面上形成的钩状缺陷的图，图6B是说明钩状缺陷的横截面的图，图6C是说明出现钩状缺陷的薄板表面的凹凸图案的图，图6D是说明铸轧辊的凹凸图案的高度/宽度的曲线图。

图7是说明示例性实施方案的铸轧辊的透视图。

图8是说明示例性实施方案的铸轧辊的生产方法的截面图。

图9是说明由示例性实施方案的铸轧辊将铸造的铸件压制为薄板的过程的截面图。

图10是沿图9的III-III'线截取的截面图。

图11是沿图9的IV-IV'线截取的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方案。本公开的示例性实施方案可以修改为多种其他形式，并且本公开的范围不限于下文描述的示例性实施方案。为了描述的清楚起见，可以放大附图中元件的形状、尺寸等，并且在附图中由相同的附图标记表示的元件是相同的。

图7是说明示例性实施方案的铸轧辊的透视图，图8是说明示例性实施方案的铸轧辊的生产方法的截面图，图9是说明由示例性实施方案的铸轧辊将铸造的铸件压制为薄板的过程的截面图。另外，图10是沿图9的III-III'线截取的截面图，图11是沿图9的IV-IV'线截取的截面图。

参照图7至图11，示例性实施方案的表面处理方法包括凹凸图案成形操作和电解抛光操作。

在示例性实施方案中，在凹凸图案成形操作中，可以在铸轧辊110的表面上形成凹凸图案114。

详细地，在凹凸图案成形操作中，使用喷丸处理方法对构成铸轧辊110的铸轧辊主体112的表面进行表面处理，从而通过喷丸处理方法形成凹凸图案114。

喷丸处理方法是通过将喷丸球(shot ball)B投射到铸轧辊110的铸轧辊主体112的表面来处理表面。这里，所述喷丸球B可以是用于相关技术的喷丸处理方法中的喷丸球。优选地，在高压下投射直径至少为2.8mm的喷丸球B以形成对应于球形的凹形形式的凹凸图案114的凹部。在这种情况下，被喷丸球B按压的凹凸图案114的凹部的中心部分可以形成凹面，而连接到与其相邻的凹凸图案114的另一个凹部的部分，即预处理凸部114a，可以以尖锐的突起与其连接。

例如，凹凸图案114的凸部可以30°或更大的角度β和与其相邻的凹凸图案114的凹部连接。

当在凹凸图案成形操作中形成凹凸图案114时，可以进行电解抛光操作。

在电解抛光操作中，将在凹凸图案114成形操作中形成的凹凸图案114的多个凸部和凹部处理成圆形。

详细地，在电解抛光操作中，其中将铸轧辊110浸入电解抛光溶液中以在电化学溶解的时候进行抛光，可同时对0.01μm-0.1μm的精细凹凸部进行平滑化以及去除数十微米的相对大的凹凸部，并且可以同时进行抛光。

在电解抛光操作中使用的电解质大多是酸溶液。此外，还使用乙酸酐、碱和磷酸，并向其中加入具有强氧化力的高氯酸和铬酸。

在电解抛光操作中，突起部分即预处理凸部114a相对快速地溶解，从而在铸轧辊110表面处理之后使凹凸图案114的凸部平滑地形成。

当电解抛光操作进行总共4小时，同时以7V-8V的电压提供电流时，快速进行凹凸图案114的尖锐突起部分即预处理凸部114a的抛光。因此，凹凸图案114的凸部可以以小于30°的角度和与其相邻的凹凸图案114的凹部连接，以使整个凹凸图案114平滑地形成。

在这种情况下，电解抛光操作中的电解抛光条件描述在表1中。

表1电解抛光操作中的电解抛光条件

在上述表面处理方法中生产的铸轧辊110可以包括表面处理部，其在铸轧辊主体112的表面上的凹凸图案114的多个凸部和多个凹部进行电解抛光的同时通过整体处理成圆形而形成。

如上所述，在示例性实施方案中，当铸轧辊110通过电解抛光操作进行表面处理时，凹凸图案114的凸部和凹部彼此平滑地连接，因此，通过铸轧辊110待生产的铸件Y的表面可以具有平滑的凹凸图案114'的凸部和凹部，其对应于铸轧辊110的表面处理部。因此，可防止诸如氧化皮等的异物插入到与其相邻的凸部中。

即使当异物的一部分附着到铸件Y的表面时，在通过轧辊130进行压制的过程中，可以通过轧制油L等容易地除去该异物的一部分。因此，防止了在轧制为薄板S的过程中插入异物。轧制油L使铸件Y和轧辊130之间的摩擦力减小，从而减少异物的插入。

优选地，在铸轧辊110上形成的凹凸图案114的凸部在其凸部和与其相邻的凹部连接时可以以小于30°的平滑角连接。另外，在由上述铸轧辊110铸造的铸件Y上形成的凹凸图案114'的凸部在其凸部和与其相邻的凹部连接时可以以小于30°的平滑角连接。

在示例性实施方案中，可以在铸轧辊110上形成使用诸如镍等材料形成的涂层以提高铸轧辊主体112表面的耐磨性。此外，可以直接在铸轧辊主体112上或者在涂层上形成表面处理部。

<实施例>

在如上所述构造的铸轧辊110中，将表面处理部上的凹凸图案114的凸部加工成圆形。另外，测量其中使用实施例的铸轧辊110生产的铸件Y的凹凸图案114'的凸部和与其相邻的凹部连接的角度，并且测量其后通过轧制铸件Y生产的成品形式的薄板S的缺陷。

参考表2，测量了在由铸轧辊110铸造的铸件Y的表面上形成的凹凸图案114的凸部和凹部之间的角度。

当使用相关技术的铸轧辊110时，其中在铸件Y上形成的凹凸图案的凸部和凹部之间的角度为25°或以上的数量为每100mm²的区域30个，其中在铸件Y上形成的其凸部和凹部之间的角度为30°或以上的数量为每100mm²的区域10个。

钩状缺陷H可能出现在其中铸件Y经轧制的最终产品形式的薄板S中。在这种情况下，测量的代表1m²区域中形成的钩状缺陷H数量的钩状缺陷指数为10。

当使用示例性实施方案的铸轧辊110时，其中在铸件Y上形成的凹凸图案的凸部和凹部之间的角度为25°或以上的数量为每100mm²的区域20个，而其中在铸件Y上形成的凸部和凹部之间的角度为30°或以上的数量是0。

在示例性实施方案中，钩状缺陷H不会出现在其中铸件Y经轧制的最终产品形式的薄板S中。

表2

如上所述，在铸件Y的表面上具有30°或更大角度的凹凸图案114的凸部和凹部在轧制过程中形成钩状缺陷H。在示例性实施方案中，凹凸图案114的凸部在铸轧辊110的表面上形成，通过电解抛光将其加工成圆形，以允许粗糙度为小于30°的角度，从而防止在轧制过程中产生钩状缺陷H。

虽然以上示出和描述了示例性实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离由所附权利要求所限定的本公开的范围的情况下，可以进行修改和变化。