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立式雙輥帶鋼鑄件

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發佈時間 : 2020-07-06 17:15:37

摘要:


鑄造薄鋼帶的現代方法是有效的,並且可以產生一致,耐用的產品。該技術聽起來很簡單,但是開發花費了100多年的時間。現在,它是一種快速,技術含量高的方法,可以製造出接近最終產品所需原料的原料,從而為製造商節省了成本。進一步的發展可能會帶來更大的回報。




雙輥鑄造(TRC)的概念最早由Henry Bessemer爵士於1857年獲得專利。 TRC工藝的開發花費了100多年,如今已商業化用於生產黑色金屬和有色金屬,特別是某些特殊合金。鋼。


雙輥帶鋼鑄造工藝是一種近淨形鑄造技術,用於生產厚度在0.1mm至6.0mm之間的薄帶鋼。此過程通過將鑄造和軋製合併在一個步驟中,直接從液態金屬中生產出薄帶。此過程可更好地控制鑄帶的組織和機械性能。雙輥薄帶連鑄工藝非常簡單,但是涉及多個複雜現象,例如流體流動,傳熱和凝固。雙輥帶鋼連鑄的過程是動態且快速的,並且發生在高溫下。雙輥帶鋼連鑄工藝的成功導致消除了熱軋工藝,並使難以熱軋的薄帶材的製造更加容易。




帶鋼鑄造工藝及其分類



與傳統的連續鑄造技術相比,近淨形鑄造工藝在投資和運營成本以及更大的靈活性和更好的材料性能的可能性方面刺激了扁平產品生產方面的更多努力。為了達到良好的表面質量和高生產率的目的,已開發出各種類型的近淨形鑄造(NNSC)工藝,包括一種稱為帶鋼鑄造(SC)的工藝。


雙輥帶材連鑄機可以由相等尺寸的輥或不相等尺寸的輥組成。這些輥可以水平,垂直或傾斜地佈置。根據鑄造方向,雙輥帶鋼連鑄機分為兩種類型,如圖1所示。它們是:


(1)立式雙輥連鑄機(VTRSC),

(2)臥式雙輥連鑄機(HTRSC)。






圖1:(a)立式雙輥帶鋼連鑄機。 (b)臥式雙輥連鑄機。



在立式雙輥連鑄機中,兩個軋輥水平對齊,鑄造方向為垂直方向;而在臥式雙輥連鑄機中,兩個軋輥垂直對齊,鑄造方向為水平方向。雙輥帶材連鑄機的最終目標是在帶材表面僅產生微小缺陷的情況下鑄造更薄,更寬,更快的鑄件。較寬和較快的鑄造可以**程度地減少宏觀缺陷,並直接提高生產率,而縮小規格的鑄造是一個優勢,因為它可以節省後續的冷軋步驟。根據HTRSC和VTRSC的比較,帶鋼連鑄中最典型的配置是所謂的立式雙輥帶鋼連鑄機。






圖2:立式雙輥帶鋼連鑄機的示意圖。





垂直雙輥帶鋼鑄造原理



立式雙輥帶鋼連鑄機由兩個等直徑的反向旋轉輥組成。輥通常由高導熱率的銅/鋼合金製成。它們的旋轉軸位於同一水平面。此過程中使用的主要設備是坩堝,中間包,熔融金屬進料系統(噴嘴)和軋輥。在該過程中,液態金屬從中間包通過噴嘴供應到由兩個反向旋轉的輥形成的楔形區域中。當過熱的液態金屬與移動的軋輥接觸時,凝固開始於從液態金屬向軋輥表面吸熱,並且在每個軋輥表面上形成了薄的凝固殼。通過移動的輥子不斷提取熱量,凝固的殼的厚度逐漸增加。最後,兩個凝固的殼體相互接觸,並在軋輥的輥隙處(軋輥之間的最小距離)焊接在一起,並且材料以凝固帶的形式從連鑄機排出。立式雙輥帶鋼連鑄機的更詳細的示意圖如圖2所示。


垂直雙輥帶鋼作為一種近淨形鑄造技術,顯示出在節能生產鋼帶方面的巨大潛力:

•鑄態厚度小和在線熱軋簡化了高級高強度鋼的生產步。因此,可以最小化常規生產的具有再加熱和幾次軋製道次的昂貴後處理,並且可以實現成本和能量效率高的熱軋帶鋼生產。

•巨大的冷卻速度形成了時間樹枝狀的鑄件結構,因此大大降低了高合金鋼中的負偏析作用。

•此外,快速凝固可能會產生納米晶體甚至是非晶態的微觀結構,從而能夠連續生產非晶態鋼或金屬玻璃。

•通過在柔性鑄造和型材鑄造中使用適當的工藝設計,可以在單個過程中生產具有定義的厚度分佈的定製鋼帶,而無需任何後續的冷軋或焊接操作。

•目前,正在研究通過垂直帶鋼澆鑄包層鋼帶的潛力,其中將固態帶鋼引入熔池中,利用熔體的高溫來連接兩種不同的材料。


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