薄帶連鑄技術(shù)是冶金及材料研究領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)前沿技術(shù),它的出現(xiàn)正為鋼鐵工業(yè)帶來一場革命,它改變了傳統(tǒng)治金工業(yè)中薄型鋼材的生產(chǎn)過程。傳統(tǒng)的薄型鋼材一般采用板坯連鑄法,在生產(chǎn)中需要經(jīng)過多道次熱軋和反復(fù)冷軋等工序。能耗大,工序復(fù)雜,生產(chǎn)周期長,勞動強(qiáng)度大,產(chǎn)品成本高,轉(zhuǎn)產(chǎn)困難等缺點(diǎn)。厚板坯(200~300mm)連鑄連軋工藝線長度一般在500~800m之間,薄板坯(50~60mm)為300~400m,而采用薄帶連鑄技術(shù),將連續(xù)鑄造、軋制、甚至熱處理等整合為一體,使生產(chǎn)的薄帶坯稍經(jīng)冷軋就一次性形成工業(yè)成品,簡化了生產(chǎn)工序,縮短了生產(chǎn)周期,其工藝線長度僅60m。設(shè)備投資也相應(yīng)減少,產(chǎn)品成本顯著降低,并且薄帶質(zhì)量不亞于傳統(tǒng)工藝。此外,利用薄帶連鑄技術(shù)的快速凝固效應(yīng),還可以生產(chǎn)出難以軋制的材料以及具有特殊性能的新材料。但從目前的研究情況看,主要集中在不銹鋼、低碳鋼和硅鋼片方面。
薄帶連鑄技術(shù)工藝方案因結(jié)晶器的不同分為帶式、輥式、輥帶式等,其中研究得最多、進(jìn)展最快、最有發(fā)展前途的當(dāng)屬雙輥薄帶連鑄技術(shù)。該技術(shù)在生產(chǎn)0.7—2mm厚的薄鋼帶方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性,其工藝原理是將金屬液注入一對反向旋轉(zhuǎn)且內(nèi)部通水冷卻的鑄輥之間.使金屬液在兩輥間凝固形成薄帶。雙輥鑄機(jī)依兩輥輥徑的不同分為同徑雙輥鑄機(jī)和異徑雙輥鑄機(jī).兩輥的布置方式有水平式、垂直式和傾斜式三種,其中尤以同徑雙輥鑄機(jī)發(fā)展最快、已接近工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的水平。
從鋼水直接生產(chǎn)鋼帶,鋼鐵工業(yè)的專家們已經(jīng)夢想了近150年。從1989年起,BHP和IHI在澳大利亞Kembla港建了一個(gè)大規(guī)模研究廠,一直合作研究薄帶連鑄技術(shù)。到了1998年,生產(chǎn)出了具有商業(yè)價(jià)值,規(guī)格為2mm×1345mm的低碳鋼帶卷。該薄帶可通過酸洗、冷軋、金屬涂層、噴涂等工藝處理后用于建筑工程,也可以作為生產(chǎn)鋼管的原材料。從1999年起,重點(diǎn)集中研究厚度小于1.4mm的較薄規(guī)格鋼材。
澳大利亞Kembla港研究廠的縱面布置反映了薄帶連鑄生產(chǎn)的工藝過程,大包回轉(zhuǎn)臺、大包、等離子控溫儀、中間包、雙鑄輥、軋機(jī)、夾送輥、拉輥、剪刀機(jī)和卷取機(jī)。研究廠薄帶連鑄的工藝過程為:60噸電弧爐在3小時(shí)內(nèi)煉出鋼水,出鋼后用行車把運(yùn)送小車上的鋼包掉上大包回轉(zhuǎn)臺。在澆鑄期間,鋼水源源不斷地從大包到中間包,在中間包,用等離子控溫儀可以控制溫度,也可以使鋼水得到緩沖和均勻。通過緩沖和均勻后,鋼水沿水口流向鑄輥,鑄輥對鋼水具有凝固作用,表層凝固后的鋼帶進(jìn)入由惰性氣體保護(hù)的緩沖池,該池保證鋼帶繼續(xù)凝固,同時(shí)具有控制溫度的功能,以便在隨后的50%壓下量的軋機(jī)上有個(gè)合適的入口溫度。軋制后鋼帶冷卻,經(jīng)剪刀機(jī)定尺剪斷后,用兩個(gè)卷取機(jī)中的一個(gè)將鋼帶卷取。整個(gè)工藝路線長56米。