不銹鋼的生產(chǎn),目前一般采用常規(guī)板坯連鑄機+半連續(xù)式軋機、常規(guī)板坯連鑄機+爐卷軋機或薄板坯及中等厚度薄板坯連鑄連軋等方法。為尋求低成本的生產(chǎn)工藝,近二十年來,國際上和國內(nèi)都在開展用雙輥薄帶連鑄工藝生產(chǎn)不銹鋼的研究。雙輥薄帶連鑄技術(shù)的特點是鋼液在兩個反向旋轉(zhuǎn)的水冷輥間快速凝固,使晶粒得到細化,抑制第二相的析出,從而大大改善材料的性能。用雙輥薄帶連鑄工藝生產(chǎn)不銹鋼,由于凝固速度快和直接成形的特點,大幅度降低了設(shè)備投資、能源消耗和生產(chǎn)成本,解決了部分特殊不銹鋼塑性差和難加工的問題。但在生產(chǎn)過程中,為了提高不銹鋼鑄帶的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量,必須根據(jù)不銹鋼和雙輥薄帶連鑄工藝的特點,采取以下措施:
(1)選擇造價低、壽命長的小輥徑澆鑄輥。
澆鑄輥輥徑大小和材質(zhì)與薄帶的質(zhì)量和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。早期的研究曾認為,輥徑大、熔池高度高,液面寬,有利于降低熔池鑄流沖擊,平穩(wěn)鋼液面,提高薄帶質(zhì)量。但近期的研究發(fā)現(xiàn),小輥徑可以減少側(cè)封板磨損帶來的損耗,使設(shè)備投資和運行成本降低。美國的克勞福茲維爾廠建造了一臺澆鑄輥直徑為500mm的不銹鋼雙輥薄帶連鑄機,取得了成功。
(2)采用保護澆鑄,防止鋼液氧化。
不銹鋼鋼液中含有多種易氧化的元素。在澆鑄過程中,如果鑄流保護不當,極易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二次氧化物,形成結(jié)膜、結(jié)殼、翻皮等缺陷。采用雙輥薄帶連鑄工藝生產(chǎn)不銹鋼時,為防止鋼液氧化形成夾雜物影響薄帶質(zhì)量,需要將N2、Ar等氣體通入彎月面的各個部位,使鋼液與空氣完全隔離,防止鋼水表面二次氧化和熱損失。
(3)改進側(cè)封技術(shù)。
側(cè)封是防止雙輥薄帶連鑄機的鋼液從輥的兩端溢漏而設(shè)計的密封裝置,側(cè)封的好壞直接關(guān)系到薄帶連鑄過程能否順利進行。側(cè)封板的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)對薄帶的邊部質(zhì)量、是否漏鋼以及生產(chǎn)成本均影響很大。如采用液壓缸頂緊形式的固體式側(cè)封,由于澆鑄輥與側(cè)封板之間的相對滑動造成側(cè)封板磨損,側(cè)封板受鋼水侵蝕造成側(cè)封板熔損,不但污染鋼液,而且降低壽命。國外開發(fā)了一種電磁式側(cè)封裝置,通過向鋼液表面施加交變磁場,使之與鋼液內(nèi)部的感應(yīng)渦流發(fā)生交互作用來抑制鋼液的流動。試驗表明:采用這種裝置可以實現(xiàn)熔池低部無漏鋼的非接觸側(cè)封,且對鑄帶邊部無不良影響,可以減少鑄帶后續(xù)加工前的切邊量。
(4)設(shè)計合理的布流系統(tǒng),優(yōu)化熔池內(nèi)的鋼液流動場。
減小熔池液面的波動,可以保持穩(wěn)定的彎月面,防止出現(xiàn)縱向裂紋。熔池內(nèi)合理的鋼液流動,可以保證整個薄帶均勻凝固,使鑄帶結(jié)晶組織均勻。
(5)對工藝參數(shù)的控制應(yīng)根據(jù)不同種類不銹鋼的性能組織特點作有針對性的整體考慮。
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