不锈钢的生产,目前一般采用常规板坯连铸机+半连续式轧机、常规板坯连铸机+炉卷轧机或薄板坯及中等厚度薄板坯连铸连轧等方法。为寻求低本钱的生产工艺,近二十年来,国际上和国内都在开展用双辊薄带连铸工艺生产不锈钢的研究。双辊薄带连铸技术的特点是钢液在两个反向旋转的水冷辊间快速凝固,使晶粒得到细化,抑制第二相的析出,从而大大改善材料的性能。用双辊薄带连铸工艺生产不锈钢,由于凝固速度快和直接成形的特点,大幅度降低了设备投资、能源消耗和生产本钱,解决了部分特殊不锈钢塑性差和难加工的题目。但在生产过程中,为了进步不锈钢铸带的表面质量和内部质量,必须根据不锈钢和双辊薄带连铸工艺的特点,采取以下措施:
(1)选择造价低、寿命长的小辊径浇铸辊。
浇铸辊辊径大小和材质与薄带的质量和生产本钱密切相关。早期的研究曾以为,辊径大、熔池高度高,液面宽,有利于降低熔池铸流冲击,平稳钢液面,进步薄带质量。但近期的研究发现,小辊径可以减少侧封板磨损带来的损耗,使设备投资和运行本钱降低。美国的克劳福兹维尔厂建造了一台浇铸辊直径为500mm的不锈钢双辊薄带连铸机,取得了成功。
(2)采用保护浇铸,防止钢液氧化。
不锈钢钢液中含有多种易氧化的元素。在浇铸过程中,假如铸流保护不当,极易与空气中的氧气反应天生二次氧化物,形成结膜、结壳、翻皮等缺陷。采用双辊薄带连铸工艺生产不锈钢时,为防止钢液氧化形成夹杂物影响薄带质量,需要将N2、Ar等气体通进弯月面的各个部位,使钢液与空气完全隔离,防止钢水表面二次氧化和热损失。
(3)改进侧封技术。
侧封是防止双辊薄带连铸机的钢液从辊的两端溢漏而设计的密封装置,侧封的好坏直接关系到薄带连铸过程能否顺利进行。侧封板的结构与材质对薄带的边部质量、是否漏钢以及生产本钱均影响很大。如采用液压缸顶紧形式的固体式侧封,由于浇铸辊与侧封板之间的相对滑动造成侧封板磨损,侧封板受钢水腐蚀造成侧封板熔损,不但污染钢液,而且降低寿命。国外开发了一种电磁式侧封装置,通过向钢液表面施加交变磁场,使之与钢液内部的感应涡流发生交互作用来抑制钢液的活动。试验表明:采用这种装置可以实现熔池低部无漏钢的非接触侧封,且对铸带边部无不良影响,可以减少铸带后续加工前的切边量。
(4)设计公道的布流系统,优化熔池内的钢液活动场。
减小熔池液面的波动,可以保持稳定的弯月面,防止出现纵向裂纹。熔池内公道的钢液活动,可以保证整个薄带均匀凝固,使铸带结晶组织均匀。
(5)对工艺参数的控制应根据不同种类不锈钢的性能组织特点作有针对性的整体考虑。