专利名称：一种逆重力线金属带连铸机及其薄金属带连铸工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄金属带的连铸工艺和设备。
背景技术：
用连铸机直接浇注厚度为1～10mm带钢的工艺称为带钢连铸或直接带钢连铸。这种带钢连铸技术的想法始于140多年前，即1856年由英国的贝塞麦(Bessmer)提出。从那时以来，为了达到这一目的在世界范围内进行了各种各样的实验研究，然而没有成功。其技术障碍是注入钢水液面控制和冷却辊的转动控制以及两辊之间的间隙控制等。20世纪70年代，世界上是大力发展传统连铸的时期；随着传统连铸的成熟，20年代80年代，世界的大量研究力量投向带钢连铸，经过10多年的开发研究，在带钢连铸技术方面取得突破性进展，从事这一技术的有日本、美国、德国、意大利、法国、英国、韩国、中国等国，共研制20多台不同的类型的连铸机进行试验研究和半工业性规模生产试验。
最初生产冷带钢至少要经过4大步骤，即模铸、开坯、热扎和冷轧；连铸的出现，减少掉开坯工序，剩下连铸、热扎、冷轧；连铸连轧的出现，可以说是钢铁工业的革命，只省掉加热一个小步骤，带钢连铸的出现，直接省掉连铸连轧工序，要生产厚度1mm以下的带钢，采用传统(150～250mm)厚板坯或薄板坯(50～70mm)来生产，设备投资减少40～50％，生产成本减少10～20％，节约能源0.628GJ/吨钢。这也是世界上大量研究力量、试验力量投向带钢连铸的根本原因所在。
薄带钢连铸是现在生产带钢最节能的一种生产方式，具有一次设备投资少，生产成本低的优点，到目前为止，数量最多的形式最典型的最成熟的带钢连铸机是双辊式带钢连铸机，但此类带钢连铸机依然还存在不少技术问题没有解决，如金属液流入及控制难的问题，侧挡板与辊子之间的密封问题，阻碍着此类连铸推广应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型薄金属带，特别是薄带钢的连铸工艺及设备——逆重力线金属带钢连铸机及其薄金属带连铸工艺，以克服现有薄金属带连铸技术存在的问题，进一步降低薄金属带的生产成本和设备投资成本，一次铸出更薄的优质薄金属带。
本发明是在分析各国的带钢连铸机的基础上提出一种新的金属带连铸机以及应用这种连铸机的薄金属带连铸工艺，本发明所设计的逆重力线金属带连铸机采用下述技术结构方案它包括由耐热材料制成的液态金属池、两条冷却铸辊、引带辊和金属带卷取机，两条冷却铸辊由驱动装置驱动，以相反方向匀速转动，形成双辊对滚向上挤压结构，其相邻辊面之间留有挤压缝，可于1～10mm范围之间调整，双辊的底部置于液态金属池中，有伺服系统控制双辊在液态金属池中的位置，用以牵引成形金属带的引带辊位于两冷却铸辊挤压缝的正上方，金属带卷取机位于引带辊的一侧用以将成形金属带卷成带卷，两冷却铸辊的内部具有冷却腔。
本发明的逆重力线金属带连铸机中的冷却铸辊的直径可为200～5000mm，长度可为100～5000mm。
应用本逆重力线金属带连铸机按以下的薄金属带连铸工艺生产薄金属带在保护气体的保护下，向液态金属池注入液态金属；将两条冷却铸辊的下部浸入液态金属池中液态金属里，并保持恒定的浸入深度；向两冷却铸辊内的冷却腔通入冷却水对冷却铸辊强制冷却；调整两冷却铸辊的挤压缝至所生产的品种规格的大小；当液态金属在两条冷却铸辊上凝固了一层薄金属后，使两条冷却铸辊按相反方向匀速旋转，带着金属薄层离开液态金属池，两条冷却铸辊上的金属薄带层在挤压缝被冷却铸辊挤压成一条金属带；被挤压成而的金属带脱离冷却铸辊后，由引带辊引出，再引入金属带卷取机卷成带卷。
在生产中，两条冷却铸辊的底部浸入液态金属池的液态金属中的深度要达到1～10mm，并在生产中保持恒定。
通入两条冷却铸辊内的冷却腔的冷却水的流速要达到6～12m/s。
本发明的连铸机及其工艺形式的名称取于金属带的运动方向与重力线相反工作方式而命名，其工作原理是金属液体在接触到冷却辊时，由于辊壁的强烈冷却作用，与辊面接触的液态金属凝固成激冷层，激冷层与铸辊粘接一起，激冷层随着铸辊的转动逐渐增厚而形成薄铸坯；同时薄坯层由于冷却收缩会辊壁脱离，随着薄坯层脱离辊面，会减弱坯壳成长；薄坯层在已形成带钢牵引力、黏结力、钢水静压力、离心力的共同作用下离开钢水；随着辊子转动，两条薄坯层进入挤压区，受到挤压，产生大量变形——类似轧制，坯壳产生前滑和后滑而脱离铸辊，形成带钢；形成的带钢由引带装置牵引，进入卷取机，卷成薄带卷。
本发明的金属带连铸技术与现有带钢的连铸比较，具有①简化液面控制，②简化原料进口系统；③去掉侧封板及密封问题，④减少生产事故，有效生产机时增加，产量增加，⑤节约耐火材料，⑥生产成本进一步减少21.3％以上，⑦可生产更薄的金属带等的优点。
用这种连铸机来生产需求量少、难变形的钢种的优点犹为突出，如超薄热轧硅钢带、不锈钢；对有色金属铜铝的铸造也有巨大的优点。
图1为本发明的薄带钢连铸机示意图。
具体实施例方式
本发明的一种逆重力线带钢连铸机实施例如附图所示，1为耐热材料造成液态金属池；2为两条铸造金属带的冷却铸辊；3为引带辊，为一套金属带引出装置；4为金属带卷取机。
本连铸机的两条冷却铸辊直径为1000mm，长度为2000mm。两条冷却铸辊安装有驱动装置以驱动双辊反向匀速转动，并有伺服系统控制双辊在液态金属池中的位置。
用本连铸机生产厚度为1mm的钢带的连铸工艺如下在保护气体的保护下，向液态金属池1注入钢水；将两条冷却铸辊2的下部浸入液态金属池中钢水里，浸入深度为10mm；向两冷却铸辊内的冷却腔通入冷却水对冷却铸辊强制冷却；调整两冷却铸辊的挤压缝至稍大于1mm；当液态金属在两条冷却铸辊上凝固了一层薄铸坯后，使两条冷却铸辊按相反方向匀速旋转，带着薄铸坯带层离开液态金属池，两条冷却铸辊上的薄带层在挤压缝被冷却铸辊挤压成一条薄钢带；被挤压成而的薄钢带脱离冷却铸辊后，由引带辊3引出，再引入金属带卷取机4卷成带卷。在钢带连铸过程中，通过伺服系统控制两条冷却铸辊的底部在液态金属池的钢水中的浸入深度保持恒定。
权利要求
1.一种逆重力线金属带连铸机，其特征在于包括由耐热材料制成的液态金属池(1)、两条冷却铸辊(2a、2b)、引带辊(3)和金属带卷取机(4)构成，两条冷却铸辊(2a、2b)由驱动装置驱动，以相反方向匀速转动，形成双辊对滚向上挤压结构，其相邻辊面之间留有挤压缝，可于1～10mm范围之间调整，双辊的底部置于液态金属池(1)中，有伺服系统控制双辊在液态金属池(1)中的位置，用以牵引成形金属带的引带辊(3)位于两冷却铸辊挤压缝的正上方，金属带卷取机(4)位于引带辊(3)的一侧用以将成形金属带卷成带卷，两冷却铸辊的内部具有冷却腔。
2.根据权利要求1所述的逆重力线金属带连铸机，其特征在于所说的冷却铸辊(2a、2b)的直径为200～5000mm，长度为100～5000mm。
3.采用权利要求1所述的逆重力线金属带连铸机的薄金属带连铸工艺，其特征在于在保护气体的保护下，向液态金属池(1)注入液态金属；将两条冷却铸辊(2a、2b)的下部浸入液态金属池(1)中液态金属里，并保持恒定的浸入深度；向两冷却铸辊内的冷却腔通入冷却水对冷却铸辊强制冷却；调整两冷却铸辊的挤压缝至所生产的品种规格的大小；当液态金属在两条冷却铸辊上凝固了一层薄金属后，使两条冷却铸辊(2a、2b)按相反方向匀速旋转，带着金属薄层离开液态金属池，两条冷却铸辊上的金属薄带层在挤压缝被冷却铸辊(2a、2b)挤压成一条金属带；被挤压成而的金属带脱离冷却铸辊后，由引带辊(3)引出，再引入金属带卷取机(4)卷成带卷。
4.根据权利要求3所述的薄金属带连铸工艺，其特征在于两条冷却铸辊(2a、2b)的底部浸入液态金属池(1)的液态金属中的深度为1～10mm。
5.根据权利要求3所述的薄金属带连铸工艺，其特征在于通入两条冷却铸辊(2a、2b)内的冷却腔的冷却水的流速为6～12m/s。
全文摘要
本发明提供一种逆重力线金属带连铸机及其薄金属带连铸工艺，所述的逆重力线金属带连铸机包括由耐热材料制成的液态金属池、两条冷却铸辊、引带辊和金属带卷取机。两条冷却铸辊由驱动装置驱动，以相反方向匀速转动，形成双辊对滚向上挤压结构。进行金属带连铸生产时，将双辊浸入液态金属中，当液态金属在双辊上凝固了一层薄金属后，使双辊按相反方向匀速旋转，带着金属薄层离开液态金属池，双辊上的金属薄带层在挤压缝被冷却铸辊挤压成一条金属带，被挤压成而的金属带脱离冷却铸辊后，由位于双辊上方的引带辊引出，再引入金属带卷取机卷成带卷。
文档编号B22D11/14GK1872454SQ200510034888
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者张祝得, 李烈军, 庄汉洲, 陈学文 申请人:广州钢铁企业集团有限公司