專利名稱：一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄帶連鑄技術(shù),特別涉及一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步和在線計(jì)算機(jī)控制程度的提高，世界上各個(gè)國家的冶金行業(yè)一直希望能夠降低鋼鐵工業(yè)的能耗和生產(chǎn)成本，所以能夠?qū)撍苯訚茶T出成品成為研究者們孜孜不倦追求的目標(biāo)。
薄帶連鑄主要形式之一是鋼水經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥，并在軋制力的作用下凝固成2-5mm鑄帶。目前薄帶連鑄生產(chǎn)的基本工藝過程是薄帶連鑄機(jī)(雙輥、單輥、輪帶式) 一密閉室一活套一夾送輥一熱軋(單機(jī)架或兩機(jī)架或無)一控冷一卷取。鋼水從鋼包經(jīng)過長水口、中間包和浸入式水口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶輥與側(cè)封板形成的熔池內(nèi)，經(jīng)過水冷結(jié)晶輥的冷卻形成鑄帶，通過擺動(dòng)導(dǎo)板、夾送輥將鑄帶送至鑄帶輸送輥道，經(jīng)過熱軋機(jī)，噴淋冷卻，飛剪直至卷取機(jī)。
薄帶連鑄技術(shù)由于具有節(jié)約成本、縮小廠房面積、降低能耗、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在正成為各個(gè)國家的研究者研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也被稱作是冶金行業(yè)的革命性技術(shù)。
由于薄帶連鑄是將熔化后的高溫鋼水直接澆注至雙輥之間，利用雙輥的激冷在鑄輥表面形成凝固坯殼，然后通過雙輥的鑄軋形成鑄帶。所以帶鋼出口溫度一般比較高，可達(dá)1100 1300°C，如此高溫的鑄 帶與氧化性的氣氛接觸時(shí)，很容易在鑄帶表面形成氧化鐵皮，從而在后續(xù)的軋制及卷曲過程中形成缺陷依附在鑄帶表面。
“淺析熱軋帶鋼表面氧化鐵皮表面缺陷的產(chǎn)生及對策”(《本鋼技術(shù)》，趙迪、姜育男，2008年第I期)一文中分析了氧化鐵皮的產(chǎn)生機(jī)理。文中指出由于鋼坯及鋼帶在加熱爐內(nèi)加熱或高溫狀態(tài)下與氧化性氣氛接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Fe304、Fe203、FeO的一種混合物。當(dāng)溫度高于700°C時(shí)，F(xiàn)eO在最接近鋼帶的內(nèi)層生成，占95% ;Fe304在中間層生成， 占4% ；Fe203在最外層生成，占I %。
“熱軋帶鋼氧化鐵皮成因及對策”(《軋鋼》2007年6月底24卷第3期)一文中指出，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮缺陷主要指板坯或帶鋼表面生成的氧化鐵皮沒有被完全去除，在軋制過程中將其壓入帶鋼表面造成的一種表面質(zhì)量缺陷。板坯在具有氧化性氣氛的加熱爐內(nèi)加熱到1150 1250°C，板坯表面與高溫爐氣接觸生成2mm 3mm厚氧化鐵皮，稱為一次氧化鐵皮，一次氧化鐵皮經(jīng)過精軋后壓入帶鋼，呈小斑點(diǎn)、大塊斑痕和帶狀條紋形狀不規(guī)則地分布在帶鋼表面上，常伴有粗糙的麻點(diǎn)狀；一次除鱗后，在粗軋軋制過程中會(huì)形成 100 μ m左右的氧化鐵皮，稱為二次氧化鐵皮，其二次氧化鐵皮表現(xiàn)為紅色鱗層，軋制后壓入帶鋼表面呈明顯長條狀，沿軋制方向呈帶狀分布；在粗軋后的精軋過程中高溫帶鋼表面與空氣中的氧結(jié)合形成的氧化層稱為三次氧化鐵皮，三次氧化鐵皮壓入帶鋼表面呈顆粒狀， 分布多像分散的鹽粒。
中國專利CN 97110577. 4出了一種防止鑄帶缺陷產(chǎn)生的方法。即鋼水在激冷澆鑄表面上凝固形成凝固殼。澆鑄表面具有凸凹規(guī)則形狀的紋理結(jié)構(gòu)，并且選擇鋼水化學(xué)成分， 以使?jié)沧⑷鄢刂挟a(chǎn)生的脫氧產(chǎn)物在澆鑄表面上形成小于5 μ m厚的層，鋼水冷卻到液相線溫度以下形成所述的凝固殼時(shí)，所述層大部分為液態(tài)。此基本為液態(tài)的層抑制了由于固態(tài)氧化物過早沉積在澆鑄表面上而在凝固的金屬表面上形成的表面缺陷。
中國專利CN200480005103.1提出了一種通過控制鋼液中的化學(xué)成份及夾雜物數(shù)量來減少缺陷的方法。使用具有至少約70ppm的總氧含量和在20到60ppm之間的游離氧含量的鋼水，以及允許大多數(shù)氧化夾雜物處于液體狀態(tài)的溫度?？傃鹾靠墒侵辽賚OOOppm， 以及游離氧含量在30和50ppm之間。通過該方法生產(chǎn)的鋼帶可具有距離帶表面大約2微米深、每平方厘米至·少120個(gè)氧化夾雜物的每單位面積密度。
上述專利都沒有提出控制帶鋼鑄軋后，如何控制和減少高溫下氧化鐵皮生成的方法。
在常規(guī)的熱軋帶鋼生產(chǎn)中，對于氧化鐵皮的控制采用的方法是
(I)通過降低加熱溫度，減少在爐時(shí)間、調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛為偏還原性氣氛，抑制爐生氧化鐵皮生成；
(2)可通過提高除鱗水壓力，調(diào)整優(yōu)化水嘴高度、角度，提高立輥側(cè)壓能力減少粗軋氧化鐵皮；
(3)降低輥生氧化鐵皮措施采用抗熱裂性好的軋輥材質(zhì)，采用合理的磨削制度， 及時(shí)徹底地去除軋輥表面殘余裂紋；采用潤滑軋制，提高軋輥表面質(zhì)量，降低機(jī)架單位軋制力，防止因?yàn)閱挝卉堉屏^大導(dǎo)致軋輥表面微裂紋擴(kuò)展而產(chǎn)生輥生氧化鐵皮；軋輥冷卻水機(jī)架入口水量小于出口水量，加大中間機(jī)架軋輥冷卻水量，保證軋輥迅速冷卻；進(jìn)精軋溫度 (1030°C，降低精軋上游機(jī)架輥溫。
(4)精軋機(jī)架側(cè)噴水投入，可減少氧化鐵皮壓入；
(5)提高保護(hù)渣質(zhì)量，減少保護(hù)渣卷入，保證鋼坯除鱗效果可減少保護(hù)渣鐵皮。
(6)優(yōu)化鋼質(zhì)化學(xué)成分，不影響力學(xué)性能和其它性能的基礎(chǔ)上，盡量減少C、Si元素含量，提高M(jìn)n、Al含量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，薄帶連鑄澆注成型后在鑄帶的上下表面涂覆一層防氧化涂層，該涂層采用霧化噴射的方法將涂層液滴噴射至金屬帶表面，涂層液滴在薄帶表面鋪展后與高溫鑄帶粘結(jié)在一起，同時(shí)形成一層致密的表面涂層，能夠起到很好的隔絕空氣的作用，防止薄帶表面形成氧化膜。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，包括如下步驟
I)冶煉，將鋼水冶煉至所需成分，出鋼待澆；
2)澆注，鋼水經(jīng)過鋼包、中間包經(jīng)過浸入式水口或布流器進(jìn)入由高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥形成的密閉熔池內(nèi)，經(jīng)過結(jié)晶輥的冷卻和輕微軋制形成鑄帶；
3)防氧化涂層涂覆，對出結(jié)晶輥的鑄帶表面噴涂防氧化顆粒形成防氧化涂層，防氧化涂層成分重量百分比為Si02 60 75%,Al2O3 7 10%，CaO 3 8%，Mg0 I 4%， Na2O O. 2 1. 2%，K2O O.1 O. 5%, Cr2O31. 2 3%，余量粘結(jié)劑；鑄帶拉速 10 120m/min，涂覆速度50m/s 200m/s，涂層厚度控制在20 140 μ m ;
4)防氧化涂層清除，鑄帶在經(jīng)過噴淋水冷后，鑄帶溫度降低，防氧化涂層碎裂，隨著高壓除鱗進(jìn)行清除。
進(jìn)一步，粘結(jié)劑采用Na2SiO2、氧化娃、或粘土等。
作為優(yōu)先，鑄帶拉速為10 30m/min時(shí),涂覆量50g/min 100g/min ;鑄帶拉速為 30 60m/min時(shí)，涂覆量80g/min 150g/min ;鑄帶拉速為60 90m/min時(shí)，涂覆量IOOg/ min 180g/min ;鑄帶拉速為90 120m/min時(shí)，涂覆量130m/s 200m/s。
按照本發(fā)明的方法，在鑄帶出結(jié)晶輥后，表面迅速被涂覆形成一層致密的防氧化涂層，該涂層形成類似玻璃相的表面粘附物緊緊粘結(jié)在鑄帶表面，包覆在鑄帶的上下表面， 使得空氣無法接觸鑄帶，從而隔絕空氣，防止在鑄帶表面形成氧化膜。隨之鑄帶的運(yùn)動(dòng)，其表面溫度逐步降低，當(dāng)經(jīng)過水冷噴淋冷卻時(shí)，表面玻璃相粘附物由于鑄帶和本身的熱脹冷縮時(shí)收縮率的不同而發(fā)生分離，玻璃相同時(shí)粉碎，在后續(xù)經(jīng)過高壓氣體的吹掃而與鑄帶徹底分離，鑄帶隨后溫度變低，進(jìn)入卷曲。
本發(fā)明的薄帶連鑄防氧化鐵皮生成的防氧化涂層，其成分重量百分比為=SiO2 60 75%，Al2O3 7 10%，CaO 3 — 8%, MgO I ~ 4%, Na2O O. 2 1. 2%，K2O O.1 O.5%, Cr2O31. 2 3%，余量粘結(jié)劑。
在本發(fā)明中，王要成份為SiO2及Al2O3的涂層具有較聞的溶點(diǎn)，嗔涂后能夠在較聞的溫度下脫除涂層 中的水分后快速凝結(jié)而不發(fā)生熔化，這使得涂層能夠與鑄帶表面形成良好的浸潤，從而使得涂層能夠緊貼鑄帶；涂層中其余的組成配料具有形成光滑致密表面的作用，基于其具有大的表面張力，在水分排出的過程中能夠迅速收縮，從而形成致密的涂料層。
本發(fā)明的有益效果
1、在國內(nèi)外薄帶連鑄的公開專利及報(bào)道中，尚未發(fā)現(xiàn)利用噴覆涂層進(jìn)行防氧化鐵皮生成的方法。
2、本發(fā)明噴涂方法簡單易行，噴涂層與鋼板高溫接觸性好，涂層具有足夠高的耐火度和荷重軟化溫度，在熱狀態(tài)下具有良好的柔韌性和鋪展性，增加了膜的致密性，有效的隔絕環(huán)境氣氛。
3、鑄帶表面涂料在低溫時(shí)變脆，與鑄帶分離，容易去除。
4、涂層與基體金屬不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)和滲入，對鋼材金相組織和性能無不良影響。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。
圖2為本發(fā)明噴涂的局部放大示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，本發(fā)明的薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，包括如下步驟1)冶煉， 將鋼水冶煉至所需成分，出鋼待澆；2)澆注，鋼水經(jīng)過鋼包、中間包經(jīng)過浸入式水口或布流器進(jìn)入由高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥形成的密閉熔池內(nèi)，經(jīng)過結(jié)晶輥的冷卻和輕微軋制形成鑄帶；3)防氧化涂層涂覆，對出結(jié)晶輥的鑄帶表面噴涂防氧化顆粒形成防氧化涂層，防氧化涂層成分重量百分比為SiO2 60 75%，Al2O3 7 10%，CaO 3 8%，Mg0 I 4%，Na2OO.2 1. 2%，K2O O.1 O. 5%，Cr2O31. 2 3%，余量粘結(jié)劑；鑄帶拉速 10 120m/min， 涂覆速度50m/s 200m/s,涂層厚度控制在20 140 μ m ；4)防氧化涂層清除,鑄帶在經(jīng)過噴淋水冷后，鑄帶溫度降低，防氧化涂層碎裂，隨著高壓除鱗進(jìn)行清除。
鋼水通過大包I及長水口 2注入至中間包3中，中間包內(nèi)設(shè)置堰4、擋壩5用以去除夾雜物，當(dāng)中間包3內(nèi)的鋼水積累至一定液位高度6時(shí)，開澆。鋼水通過分配器7注入至布流器8中，布流器8通過小孔10將鋼水均勻的布置在結(jié)晶輥雙輥11之間的熔池9 中，由于雙輥11表面溫度較低，高溫鋼水在雙輥11表面形成凝固坯殼，隨著雙輥11的軋制形成鑄帶13。
鑄帶13形成后，啟動(dòng)雙輥11下方的防氧化涂層的噴覆裝置12對鑄帶13兩面進(jìn)行防氧化涂層的噴覆。
鑄帶13表面的防氧化涂層黏附在鑄帶13表面，可以隔絕與空氣的接觸，防止高溫鑄帶13發(fā)生氧化形成氧化鐵皮。當(dāng)鑄帶運(yùn)動(dòng)至噴淋段14時(shí)，由于冷卻水的作用，鑄帶溫度降低，表面防氧化涂層變脆并脫落。在噴淋段14后設(shè)置惰性氣體吹掃裝置15，用于將鑄帶 13表面的防氧化涂層吹掃干凈,隨后鑄帶被助卷機(jī)構(gòu)卷起形成鑄卷16。
本發(fā)明防氧化涂層成分實(shí)施例參見表I。
表I單位重量百分比
權(quán)利要求
1.一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，包括如下步驟 1)冶煉，將鋼水冶煉至所需成分，出鋼待澆； 2)澆注，鋼水經(jīng)過鋼包、中間包，經(jīng)過浸入式水口或布流器進(jìn)入由高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥形成的密閉熔池內(nèi)，經(jīng)過結(jié)晶輥的冷卻和輕微軋制形成鑄帶； 3)防氧化涂層涂覆，對出結(jié)晶輥的鑄帶表面噴涂防氧化涂層，防氧化涂層成分重量百分比為Si02 60 75%，Al2O3 7 10%，CaO 3 8%，MgO I 4%，Na2O O. 2 1. 2%，K2O O.1 O. 5%，Cr2O31. 2 3%，余量粘結(jié)劑；鑄帶拉速10 120m/min，涂覆量50g/min 200g/min,涂層厚度控制在20 140 μ m ； 4)防氧化涂層清除，鑄帶在經(jīng)過噴淋水冷后，鑄帶溫度降低，防氧化涂層碎裂，隨著高壓除鱗進(jìn)行清除。
2.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，其特征是，粘結(jié)劑采用Na2Si02、氧化硅、或粘土。
3.如權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，其特征是，作為優(yōu)先，鑄帶拉速為10 30m/min時(shí)，涂覆量50g/min 100g/min ;鑄帶拉速為30 60m/min時(shí)，涂覆量80g/min 150g/min ;鑄帶拉速為60 90m/min時(shí)，涂覆量100g/min 180g/min ;鑄帶拉速為90 120m/min時(shí)，涂覆量130m/s 200m/s。
4.一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成的防氧化涂層，其成分重量百分比為SiO2 60 75%, Al2O3 7 10%，CaO 3 — 8%, MgO I ~ 4%, Na2O O. 2 1. 2%，K2O O.1 O. 5%，Cr2O31. 2 3%，余量粘結(jié)劑。
5.如權(quán)利要求4所述的薄帶連鑄防氧化鐵皮生成的防氧化涂層,其特征是,粘結(jié)劑采用Na2SiO2、氧化硅、或粘土。
全文摘要
一種薄帶連鑄防氧化鐵皮生成方法，包括如下步驟1)冶煉，將鋼水冶煉至所需成分，出鋼待澆；2)澆注，鋼水經(jīng)過鋼包、中間包，經(jīng)過浸入式水口或布流器進(jìn)入由結(jié)晶輥形成的密閉熔池內(nèi)，經(jīng)結(jié)晶輥冷卻和輕微軋制形成鑄帶；3)防氧化涂層涂覆，對出結(jié)晶輥的鑄帶表面噴涂防氧化涂層，防氧化涂層成分重量百分比為SiO2 60～75％，Al2O3 7～10％，CaO 3～8％，MgO 1～4％，Na2O 0.2～1.2％，K2O 0.1～0.5％，Cr2O3 1.2～3％，余量粘結(jié)劑；鑄帶拉速10～120m/min，涂覆速度50m/s～200m/s，涂層厚度控制在20～140μm；4)防氧化涂層清除，鑄帶在經(jīng)過噴淋水冷后，鑄帶溫度降低，防氧化涂層碎裂，隨著高壓除鱗進(jìn)行清除。
文檔編號(hào)B22D11/12GK103008587SQ201110300650
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者任三兵, 樊俊飛, 于艷, 方園 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司